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Experimental Design

Experimental Design

Die meisten wissenschaftlichen Arbeiten, welche sich mit der Erforschung neuronaler Korrelate kognitiver Funktionen beschäftigen, beschreiben die neuronale Aktivität während ein Proband (Mensch oder Tier) eine Aufgabe durchführt, welche den Einsatz kognitiver Funktionen erfordert. Diese Beobachtungen liefern dann korrelative Hinweise für oder gegen die jeweilige Forschungshypothese. Allerdings sind korrelative Hinweise keine kausalen Beweise, da sie aus anderen, gemeinsamen Abhängigkeiten resultieren können, welche ggf. nicht beobachtet wurden. Ein Beispiel für eine starke Korrelation, ohne kausale Abhängigkeit ist die Anzahl an verkauftem Eis und die von Sonnenbrillen. Die Verkaufszahlen korrelieren sehr stark, aber keine von beiden ist kausal für den Anstieg der anderen verantwortlich (www.towardsdatascience.com).

Es gibt jedoch Möglichkeiten auch kausale Zusammenhänge zu zeigen. In unseren Versuchen nutzen wir zum Beispiel visuelle Stimuli welche ihre Helligkeit in einer spezifischen Frequenzzusammensetzung ändern. Hierdurch werden ihre Signale und deren Verarbeitung innerhalb des Kortex nachverfolgbar. Durch diese Methodik konnten wir beispielsweise zeigen, das V4 (visuelles Areal) Neurone fast ausschließlich den mit Aufmerksamkeit belegten Stimulus verarbeiten, während ein Stimulus dessen Signale ebenfalls an diese V4 Neurone geleitet werden fast vollständig unterdrückt werden (Grothe et. al., 2018). Des Weiteren nutzen wir die externe Applikation von elektrischen Pulsen, um APs auszulösen und zu untersuchen wie diese elektrisch evozierten APs andere Neurone, sowie das Verhalten beeinflussen und wann diese am effektivsten sind.