Dokument: Rhythmic Perception: New evidence for rhythmicity of behavioural and neuronal signatures

Titel:	Rhythmic Perception: New evidence for rhythmicity of behavioural and neuronal signatures
Weiterer Titel:	Rhythmische Wahrnehmung: Neue Beweise für die Rhythmizität von Verhalten und neuronalen Signaturen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=70155
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20250718-165230-9
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Johannknecht, Michelle [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,25 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 11.07.2025 / geändert 11.07.2025
Beitragende:	PD Dr. Lange, Joachim [Gutachter] Prof. Dr. Bellebaum, Christian [Gutachter]
Stichwörter:	Kognitive Neurowissenschaften, Vision, Oscillation
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Unsere visuelle Wahrnehmung scheint ein kontinuierlicher Zustrom von Informationen zu sein. Jedoch sehen wir auch einen kontinuierlichen Strom an Informationen, wenn das Gesehene eine schnelle Abfolge diskreter Bilder ist. Es wird angenommen, dass neuronale Oszillationen der zugrundeliegende Mechanismus ist, der unsere visuelle Wahrnehmung prägt. Die Idee ist, dass das menschliche visuelle System nicht kontinuierlich arbeitet. Bei der rhythmischen Wahrnehmung wird davon ausgegangen, dass die Phase der Oszillation die Wahrscheinlichkeit bestimmt, schwache Reize wahrzunehmen. Bei der diskreten Wahrnehmung wird davon ausgegangen, dass die Frequenz der Oszillation ein verbindliches Fenster schafft, in dem visuelle Ereignisse zeitlich integriert werden. In einer visuellen Integrationsaufgabe untersuchte ich, wie die neuronale Oszillation die visuelle Wahrnehmung bei jungen gesunden Probanden beeinflusst. In der ersten Studie führte ich eine Magnetoenzephalographie-Studie durch, bei der ich die neuronale Oszillation aufzeichnete, während ich den Teilnehmern gleichzeitig eine Verhaltensaufgabe stellte bei der zwei Bilder zeitlich integriert werden müssen. Bei der Analyse der neuronalen Oszillation vor der Aufgabe stellte ich fest, dass sich die Phase der neuronalen Oszillation zwischen richtigen und falschen Antworten unterscheidet. Diese Phaseneffekte traten mehrere hundert Millisekunden vor der Verhaltensaufgabe auf (500 ms vor bis zu 800 ms). Die Frequenz dieser Phaseneffekte war zwischen 6 und 20 Hz. Darüber hinaus stand das Verhalten in direktem Zusammenhang mit dem momentanen Phasenwinkel der neuronalen Oszillation vor der Aufgabe. Diese Studie untersuchte in erster Linie den Einfluss der neuronalen Oszillation auf die Fähigkeit, zwei Bilder zu integrieren. Diese Studie legte den Grundstein für meine zweite Studie. In Studie zwei habe ich versucht, die zugrundeliegende Oszillation zu modulieren, indem ich vor der eigentlichen Integrationsaufgabe einen unterschwelligen Stimulus präsentierte. Ein unterschwelliger Stimulus ist ein Stimulus, der vom Teilnehmer nicht bewusst wahrgenommen wird, aber physisch vorhanden ist. Ich verwendete die gleiche visuelle Integrationsaufgabe wie in Studie eins. Während dieses Experiments modulierte ich die Zeit zwischen dem unterschwelligen Stimulus und der Verhaltensaufgabe, um die zugrunde liegende neuronale Oszillation systematisch zu verändern. Ich analysierte die Verhaltensdaten in Abhängigkeit von der Zeitverzögerung zwischen dem unterschwelligen Reiz und der Verhaltensaufgabe. Als Ergebnis beobachtete ich rhythmische Fluktuationen der Verhaltensdaten in einem unteren Frequenzbereich (unter 5 Hz), zwischen 10 und 13 Hz und zwischen 17 und 24 Hz. Die Ergebnisse beider Studien deuten darauf hin, dass die neuronalen Oszillationen unsere visuelle Wahrnehmung prägen. Ich fand Hinweise dafür, dass unsere visuelle Integrationsfähigkeit ein rhythmischer Prozess ist, der durch die momentane Phase der Oszillation moduliert wird. In Studie zwei war ich in der Lage, die zugrundeliegende Oszillation zu modulieren und so weitere kausale Beweise für die wichtige Rolle der Phase der neuronalen Oszillation in unserer visuellen Wahrnehmung zu sammeln. Our visual perception seems to be a continuous influx of information. However, we see a continuous stream of information when we observe discrete images one after the other in fast succession. Neuronal oscillations are believed to be the underlying mechanism shaping our visual perception. The idea is that the human visual system operates in a non-continuous manner. Rhythmic perception assumes that the phase of the ongoing oscillation defines the likelihood of perceiving weak stimuli. Discrete perception assumes that the frequency of the oscillation creates a binding window, where visual events are integrated over time. In a visual integration task, I investigated how neuronal oscillation shapes visual perception in young healthy participants. In the first study, I conducted a magnetoencephalography study, recording the neuronal oscillation while simultaneously presenting a behavioural integration task to the participants. Analysing the neuronal oscillation prior to the task, I found that the phase of the neuronal oscillation differs between correct and incorrect trials. These phase effects were several hundred milliseconds prior to the behavioural task (500 ms before up to 800 ms). The frequency of these phase effects ranged between 6 and 20 Hz. In addition, the behaviour was directly related to the momentary phase angle of the neuronal oscillation prior to the observed task. This study primarily analysed the influence of neuronal oscillation on the ability to integrate two images into one percept. This study laid the groundwork for my second study. In study two, I tried to modulate the underlying oscillation by presenting a subliminal stimulus prior to the actual integration task. A subliminal stimulus is a stimulus that is not consciously perceived by the participant but is physically present. I used the same visual integration task as in study one. During this experiment, I modulated the time between the subliminal stimulus and the test stimulus to systematically change the underlying neuronal oscillation. I analysed the behavioural data as a function of the time delay between the subliminal stimulus and the test stimulus. As a result, I observed rhythmic fluctuation of the behavioural response in a lower frequency range (below 5 Hz), between 10 and 13 Hz, and between 17 and 24 Hz. The results of both studies indicate that underlying neuronal oscillation shapes our visual perception. I found evidence that our visual integration ability is a rhythmic process modulated by the momentary phase of the oscillation. In study two specifically, I was able to modulate the underlying oscillation, collecting more causal evidence for the important role of the phase of neuronal oscillation in our visual perception.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	18.07.2025
Dateien geändert am:	18.07.2025
Promotionsantrag am:	07.08.2024
Datum der Promotion:	02.07.2025