Mechanisms of inhibition in the somatosensory system and perceptual threshold calculation

Abstract

Die Verarbeitung sensorischer Informationen wird aufsteigend durch die Eigenschaften der Reize und absteigend durch individuelle Erfahrungen und Erwartungen gesteuert. Neuronale Schaltkreise regulieren die reiz- und aufgabenabhängige Informationsverarbeitung durch Hemmung neuronaler Verarbeitungsprozesse. Die Hemmung kann die auf- und absteigende Kontrolle kortikaler Regionen verändern und die Integration oder Segregation neuronaler Aktivität beeinflussen. In dieser Arbeit werde ich eine neuropharmakologisch-neurobildgebende Studie vorstellen, in der die Wahrnehmungsprozesse im somatosensorischen Kortex untersucht werden und die sich speziell mit den inhibitorischen Mechanismen auf der Ebene von SI (primärer somatosensorischer Kortex) und SII (sekundärer somatosensorischer Kortex) befasst. Durch die Verabreichung verschiedener GABA- Agonisten (Gamma-Aminobuttersäure) - dem wichtigsten inhibitorischen Neurotransmitter im Gehirn - konnte in der vorliegenden Arbeit die primäre Bedeutung eines schnellen GABAA-Agonisten gezeigt und ein Modell der Hemmungsausbreitung von SI zum SII erstellt werden. Das Paradigma implizierte die taktile Stimulation auf dem Niveau der individuellen Wahrnehmungsschwelle, wobei das Reizniveau an die sensorischen Wahrnehmungsleistung der Teilnehmer kontinuierlich angepasst wurde. Diese adaptive Strategie wirft verschiedene Fragen hinsichtlich der Optimierung der Methode zur Schwellenschätzung auf. Der Schwellenwert wird indirekt aus den Reaktionen des Probanden auf die einzelnen Stimuli berechnet. Er hängt daher nicht nur von der Empfindlichkeit des sensorischen Systems, sondern auch von den Entscheidungsvorgängen und von dem Reaktionsverhalten der Versuchsperson ab. Insbesondere subjektive Tendenzen (englisch Bias) der Ebene der Entscheidungsfindung oder auf der Ebene des Antwortverhaltens könnte den Schwellwert beeinflussen. In Anbetracht der Bedeutung einer präzisen Schätzung des Schwellwertes bei Experimenten, in denen im Bereich der Schwelle stimuliert wird, konzentrierte sich die zweite Studie auf die Entwicklung einer Schwellenbestimmungsmethode die eventuelle Entscheidungs- und Antworttendenzen korrigiert. In der vorliegenden Arbeit wurde ein neues adaptives Verfahren

entwickelt und evaluiert. Die Implementierung, Vorteile und Grenzen dieses Verfahrens wurden auf der Grundlage von Simulationen untersucht und beschrieben.