Allgemeine 1 Neuronale Verarbeitung Teil 2

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räumliche Organisation	Als räumliche Organisation bezeichnet man die Art, wie Reize an verschiedenen Orten in der Umgebung durch Aktivität an verschiedenen Orten im Gehirn repräsentiert werden ->Nachbarschaft von Punkten bleibt dabei auf Retina erhalten
Retinotopie	Beibehaltung der räumlichen retinalen Informationen auf dem Weg ins Gehirn = Retinopie -im LGN und V1 sind die Abbildungen retinotop
kortikaler Vergrößerungsfaktor	-systematische Verzerrung: der kortikale Vergrößerungsfaktor => überproportionale Raumzuweisung für die kleine Fovea -CMF: Durchmesser Kortex pro 1° -Die Fovea nimmt einen viel kleineren Teil der Fläche der Retina (0,01%) als des Kortex (8-10%) ein -Die kortikale Repräsentation der Fovea ist sehr groß. Der CMF nimmt zu Peripherie hin ab -mehr Kortexfläche entspricht einer besseren Detailwahrnehmung und nicht einer gesteigerten Größe
fMRI Untersuchung zur koritikalen Vergrößerung	Image: Image (binary/octet-stream)
Positionssäulen	-Benachbarte Neuronen senkrecht zur Kortexoberfläche haben überlappende RF -Positionssäulen, die senkrecht zur Oberfläche des Kortex verlaufen und Neuronen mit RFs an demselben Ort auf der Netzhaut aufweisen -Benachbarte Neuronen parallel zur Kortexoberfläche haben benachbarte RF (Retinotopie)
Orientierungssäulen	-Auf engem Raum haben benachbarte Neuronen parallel zur Kortexoberfläche ähnliche Tuningeigenschaften -Tuningeigenschaften wechseln graduell =>Orientierungssäulen -Eine Positionssäule, aber viele Orientierungssäulen =>bedeutet, dass eine Positionssäule (1mm) genug Platz für viele Orientierungssäulen bietet, die gemeinsam alle möglichen Orientierungen abdecken =>Orientierungssäulen innerhalb der Positionssäule =>Das heißt: Neuronen in dieser Positionssäule erhalten Signale von einer bestimmten Stelle der Netzhaut, die einem kleinen Bereich des visuellen Felds entspricht. Da diese Positionssäule für alle möglichen Orientierungen einige spezifisch darauf ansprechende Neuronen enthält, wird jedes Objekt, das an der der Positionssäule korrespondierenden Stelle der Retina abgebildet wird, je nach seiner Orientierung einige der Neuronen in der Säule zum feuern anregen
Hyperkolumnen	Positionssäulen, die einen kompletten Satz (180°) von Orientierungssäulen umfassen, werden auch als Hypersäulen oder Hyperkolumnen bezeichnet
Reaktion von Hypersäulen auf Szenen	-Links: dichte, teils überlappende HK ->decken jeden Fleck der Szene ab -Mitte: Ausschnitt ->3HK decken den Mikroständer ab -Rechts: die 3 HK „sehen“ auf einen Abschnitt des Stamms, innerhalb jeder K sind nur Orientierungssäulen mit gleichem Tuning aktiv
Reaktion von Hypersäulen auf Szenen -ABB	Image: Image (binary/octet-stream)
Verarbeitungswege /-ströme	• Idee 1982 von Ungerleider und Mishkin entwickelt • Affe wird trainiert 2 Aufgaben: Objektdiskrimination und Räumliche Diskrimination • Läsion/Ablation o wenn Teil des Temporallappens entfernt, leidet Objektdiskrimination o wenn posteriore Parietallappen entfernt, leidet die räumliche Diskrimination • Was-Pfad (Objekerkennung) und Wo-Pfad (räumliche Positionen und Beziehungen)
Dorsaler und ventraler Strom	• 2 Ströme ->dorsal und ventral (Abstraktion, Ströme sind nicht vollkommen unabhängig voneinander) • Ventraler Strom: führt in den Temporallappen und dann weiter in Gebiete des Frontallappens, des limbischen Systems und des medialen Temporallappens ->Untere Teil des Gehirns • Dorsaler Strom: führt zu Parietallappen und dann weiter zum Frontallappen und MTL ->Oberer Teil des Gehirns
Fallbeispiel DF	->Schäden im ventralen Strom o Ihre Leistung, die Orientierung eines Einwurfschlitzes mit einer Karte anzuzeigen, war schlecht o Handlungsaufgabe: sollte D.F. dagegen einfach die Karte durch den Einwurfschlitz stecken, war sie so gut wie andere VP
Goodale und Milner (1992)	... argumentieren, dass der ventrale Strom wahrnehmungsbezogen ist und der dorsale Strom handlungsbezogen
dorsaler und ventraler Strom -ABB	Image: Image (binary/octet-stream)
Objektsensitive Neurone im IT	• V1 Neurone reagieren selektiv auf Kanten bestimmter Orientierung (Hubel und Wiesel) • Neurone im Temporallappen reagieren selektiv auf Hände oder Gesichter (Gross et al) • Zellen im IT (inferioren Temporallappen) reagieren nur auf gewisse Konjuktionen von Elementen, aber nicht auf die einzelnen Elemente ->Implikation: In IT werden nicht mehr elementare Eigenschaften von Reizen, sondern ihre spezifischen Kombinationen kodiert, die komplexe Objekte ausmachen Image: Image (binary/octet-stream)
Tsao et al ->gesichtssensitive Neurone	Image: Image (binary/octet-stream)
FFA (fusiform face area)	-selektiv für Gesichter -Schädigungen führen zu Prosopagnosie ->Schwierigkeiten beim Erkennen von Gesichtern bei vertrauten Personen ->P kann meist sofort identifiziert werden, sobald sie spricht (erkennen an der Stimme) -an der Unterseite des TL (Temporallappen)
PPA (parahippocampal place area)	-im temporalen Kortex -selektiv für Indoor- und Outdoorszenen -Information über die räumliche Anordnung wichtig, da erhöhte Aktivierung sowohl bei der Darbietung leerer Räume als auch bei der Darbietung vollständig auftritt -an der Unterseite des TL
EBA (extra-striatal body area)	-selektiv für Körper- und Körperteile -befindet sich in der Nähe des STS (superior temporal sulcus)
Objektsensitive Neurone – Ordnung in Kategorien	• Module wie FFA, PPA,EBA reagieren selektiv, aber nicht exklusiv ->Wenn ein Gesicht, eine Szene oder ein Körper wahrgenommen wird, sind viel Regionen aktiv nicht nur FFA, PPA oder EBA ->Visuelles System ist räumlich und funktional organisiert -Die räumliche Karte ist retinotop: einzelne Punkte der Retina (und das heißt im visuellen Feld) entsprechen korrespondierenden Punkten im Corpus geniculatum laterale oder im Kortex Das visuelle System ist funktional organisiert, indem Verarbeitungsströme für das Was und das Wo bzw. Wie sowie spezifische Kortexareale verfügt, die reich an reizspezifischen Neuronen sind, die auf bestimmte Reiztypen wie Gesichter, Orte oder Körper ansprechen
Neuronale Antwort und Erfahrung	• Experimente: Ist die Verarbeitung angeboren oder erlernt? • VP lernten Greebles (computergenerierte Wesen) neu zu erkennen ->Isabel Gauthier et al.: Bestimmung von Aktivierungsmustern im FFA als Antwort auf das Betrachten von Greebles ->VP lernten in 4 Tagen, die Greebles zu kategorisieren ->Ergebnis: Nach dem Training führten die Greebles zu fast so starken Reaktionen im rechten FFA wie Gesichter ->FFA im Kortex kann nicht nur auf Gesichter, sonder auch auf andere komplexe Objekte antworten ->Experten, die z.B. auf das Erkennen von Autos spezialisiert waren, zeigten in der FFA Aktivität für Autos • Diskussion: Die Aktivierung im FFA auf Gesichter hat vielleicht wenig mit Gesichtern selbst zu tun, als vielmehr damit, dass wir Experten für Gesichter sind • Erfahrungsabhängige Plastizität
Neuronen für Konzepte im MTL (medialer Temporallappen)	• Experiment im Koch-Lab am CalTech • Vorbereitung einer Epilepsieoperation • Antwortverhalten der Zellen ist konzeptbezogen ->Sie antworteten nicht auf bestimmte optische Merkmale, sondern auf alle Reize (egal wie sie aussahen), die mit einem Begriff zusammenhängen (etwa auf das Gesicht, ein Bild der ganzen Person oder nur dem Namen
Quian Quiroge et al. (2005, 2008) ->Befunde	Image: Image (binary/octet-stream)
Quian Quiroge et al. (2005, 2008) ->Erklärung	- Nach Meinung Quirogas sind nicht der MTL, und dort insbesondere der Hippocampus für das Erkennen der Objekte verantwortlich ->Patient konnte nach Entfernung des Hippocampus auf beiden Seiten noch Objekte erkennen, sich nur nicht an sie erinnern -Neuronen antworten nicht auf sichtbare Merkmale eines Erscheinungsbilds, sondern auf Konzepte, die die Stimuli repräsentieren: „Jennifer Aniston“ ->das Neuron, das auf Jennifer Aniston ansprach, antwortete auch auf Lisa Kudrow, denn beide Schauspielerinnen waren in der amerikanischen TV-Serie Friends zu sehen

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