CAMBRIDGE / LONDON (IT BOLTWISE) – Neueste Forschungen des Picower Institute am MIT zeigen, dass Theta-Wellen im Gehirn eine entscheidende Rolle bei der Erkennung subtiler visueller Veränderungen spielen. Diese Erkenntnisse könnten neue Ansätze zur Verbesserung der Aufmerksamkeit bei neurologischen Störungen bieten.
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Die jüngsten Untersuchungen des Picower Institute am MIT haben gezeigt, dass Theta-Wellen im Gehirn, die mit einer Frequenz von 3 bis 6 Hz schwingen, eine entscheidende Rolle bei der Erkennung subtiler visueller Veränderungen spielen. Diese Wellen durchlaufen den Kortex wie ein Radar und beeinflussen, wann und wo die Aufmerksamkeit am stärksten ist. Die Studie zeigt, dass Reaktionszeit und Genauigkeit von der Phase dieser Theta-Welle abhängen, wenn eine Veränderung auftritt, und verknüpft so die rhythmische Gehirnaktivität mit der visuellen Leistung von Moment zu Moment.
Die Forschungsergebnisse, die an Tieren durchgeführt und in der Zeitschrift Neuron veröffentlicht wurden, helfen zu erklären, wie das Gehirn das visuelle Arbeitsgedächtnis umsetzt und warum die Leistung sowohl begrenzt als auch variabel ist. Frühere Studien haben gezeigt, dass die Aufmerksamkeit ebenfalls mit Theta-Wellen schwankt. Die Labore von Professor Earl K. Miller am MIT haben die Theorie unterstützt, dass das Gehirn Wellen unterschiedlicher Frequenzen nutzt, um die analogen Berechnungen durchzuführen, die für kognitive Aufgaben wie das Arbeitsgedächtnis erforderlich sind.
In der Studie spielten Tiere ein Videospiel, bei dem eine Anordnung farbiger Quadrate auf einem Bildschirm erschien und dann verschwand. Nach etwa einer Sekunde erschien die Anordnung erneut, wobei ein Quadrat eine andere Farbe hatte. Die Tiere mussten auf das Quadrat blicken, das sich verändert hatte, idealerweise so schnell wie möglich. Die Forscher verfolgten die Reaktionszeit und die Position des Blicks der Tiere und stellten fest, dass die Genauigkeit und Geschwindigkeit der Tiere von der Phase einer Theta-Frequenz-Gehirnwelle abhingen, wenn das veränderte Quadrat erschien.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das System des Gehirns zur Erkennung von Veränderungen im visuellen Feld eine gewisse rhythmische Variabilität aufweist. Wenn die Wellenphase zu dem Zeitpunkt, an dem das veränderte Quadrat erschien, optimal für die Position des Quadrats war, war die Leistung besser. Wenn nicht, war die Leistung schlechter. Diese Erkenntnisse könnten neue Wege zur Verbesserung der Aufmerksamkeit und des visuellen Arbeitsgedächtnisses bei neurologischen Störungen aufzeigen, bei denen die Theta-Aktivität schwach ist.
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