id,collection,dc.contributor.author,dc.contributor.contact,dc.contributor.firstReferee,dc.contributor.furtherReferee,dc.contributor.gender,dc.date.accepted,dc.date.accessioned,dc.date.available,dc.date.issued,dc.description.abstract[de],dc.description.abstract[en],dc.format.extent,dc.identifier.uri,dc.identifier.urn,dc.language,dc.rights.uri,dc.subject,dc.subject.ddc,dc.title,dc.title.translated[de],dc.type,dcterms.accessRights.dnb,dcterms.accessRights.openaire,dcterms.format[de],refubium.affiliation[de],refubium.mycore.derivateId,refubium.mycore.fudocsId,refubium.note.author "f0dba46b-0ef1-4d39-91aa-e1128b6e653b","fub188/13","Weilnhammer, Veith Andreas","veith-andreas.weilnhammer@charite.de","N.N.","N.N.","m","2015-02-27","2018-06-07T19:49:27Z","2015-02-10T09:23:44.238Z","2015","In bistable perception, ambiguous stimuli elicit spontaneous (endogenous) transitions between two mutually exclusive percepts while sensory stimulation remains constant. Such endogenous perceptual transitions have been studied in comparison with stimulus-induced changes in perception generated in a so- called “replay” condition. In the replay condition, perceptual transitions are created by a disambiguated version of the stimulus and designed to be as similar as possible to their ambiguous counterparts with respect to quality and timing. In a number of studies using functional magnetic resonance imaging (fMRI), the statistical comparison between endogenous and stimulus-induced perceptual transitions has shown that significantly higher “Blood Oxygen Level Dependent” (BOLD) responses in right hemispheric frontal and parietal brain areas are associated with endogenous perceptual transitions. The functional role of this frontoparietal network has remained controversial, however. On the one hand, it has been argued that this enhanced activity might reflect causal influences of regions in frontal and parietal cortex on the processing in sensory brain areas and thus point to the importance of “top-down” processes for bistable perception. On the other hand, it has been proposed that differences in the BOLD signals measured might result from discrepancies in the perceptual quality of transitions between the two conditions. This “bottom–up” explanation focuses above all on possibly longer durations of perceptual transitions in the bistable as compared to the replay condition, being reflected by differences in frontoparietal activity. The goal of this experiment was to disentangle these two hypotheses in a fMRI experiment on 15 healthy human participants. Using a rotating Lissajous figure, we elicited endogenous and stimulus-induced changes in perception, whereby participants rated the perceived duration of these events. Furthermore, we used “Statistical Parametric Mapping” (SPM) to test the BOLD activity associated with perceptual transitions in the bistable condition against the replay condition. Finally, we applied “Dynamic Causal Modeling” (DCM) in order to determine the neural model that most readily explains the observed BOLD signal in terms of effective connectivity. We replicated previous findings of enhanced activity in frontoparietal brain regions for endogeneous perceptual transitions whilst controlling for potential confounds of differences in transition duration between the two conditions. Our DCM results indicated that enhanced activity for perceptual transitions during bistability is associated with a modulation of “top-down” connectivity from frontal to visual cortex. Taken together, these findings suggest that activity in frontoparietal brain areas is crucially involved in perceptual transitions during bistable perception in terms of “top–down” connectivity.","Während bistabiler Wahrnehmung rufen ambige Stimuli bei konstanter sensorischer Stimulation spontane (endogene) Wechsel zwischen zwei distinkten Wahrnehmungsinhalten hervor. Eine Möglichkeit der Erforschung dieser perzeptuellen Ereignisse besteht darin, endogene Wahrnehmungswechsel mit Stimulus-induzierten Änderungen der Wahrnehmungsinhalte zu vergleichen, welche in einer sogenannten „Replay“ Bedingung erzeugt werden. Diese experimentelle Bedingung versucht, durch eine disambiguierte Version des Stimulus die perzeptuellen Eigenschaften von Wahrnehmungswechseln der bistabilen Bedingung in Qualität und zeitlicher Abfolge möglichst genau nachzubilden. Der statistische Vergleich zwischen den mit endogenen und Stimulus–induzierten Wahrnehmungswechseln assoziierten „Blood Oxygen Level Dependent“ (BOLD) Signalen der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) erbrachte in einer Reihe von Studien eine signifikant höhere Aktivität in rechtshemisphärisch lokalisierten frontalen und parietalen Gehirnarealen für endogene perzeptuelle Wechsel. Die funktionelle Bedeutung dieses frontoparietalen Netzwerks blieb bislang jedoch umstritten. Einerseits wird angenommen, die erhöhte Aktivität von Regionen im frontalen und parietalen Kortex spiegele deren kausale Beteiligung an der Verarbeitung des ambigen Stimulus in sensorischen Gehirnarealen wider und liefere damit einen Hinweis auf die Bedeutung von „top–down“ Prozessen für die bistabile Wahrnehmung. Andererseits wird argumentiert, eine solche frontoparietale Aktivität resultiere aus den unterschiedlichen perzeptuellen Eigenschaften der Wahrnehmungswechsel in beiden Bedingungen. Dieser „bottom–up“ Ansatz verwies insbesondere auf die im Vergleich zur „Replay“ Bedingung möglicherweise längere zeitliche Ausdehnung von Wahrnehmungswechseln in der bistabilen Bedingung, welche sich in einer erhöhten frontoparietalen Aktivität niederschlagen könne. Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, diese beiden Hypothesen in einem fMRT Experiment an 15 gesunden Probanden voneinander abzugrenzen. Hierzu haben wir mit Hilfe einer rotierenden Lissajous–Figur spontane und Stimulus–induzierte Wahrnehmungswechsel erzeugt und die zeitliche Ausdehnung dieser Ereignisse von den Studienteilnehmern bewerten lassen. Des Weiteren haben wir die mit den Wahrnehmungswechseln assoziierten BOLD Signale in beiden Bedingungen unter Verwendung von „Statistical Parametric Mapping“ (SPM) gegeneinander getestet. Schließen haben wir mit Hilfe von „Dynamic Causal Modeling“ (DCM) dasjenige neuronale Modell identifiziert, welches den Zeitverlauf des BOLD Signales während unseres Experiments im Sinne effektiver Konnektivität am besten erklärt. Im Gegensatz zu früheren Studien konnten wir potentielle Störfaktoren im Sinne einer unterschiedlichen zeitlichen Ausdehnung der Wahrnehmungswechsel zwischen beiden Bedingungen ausschließen. Eine erhöhte frontoparietale Aktivität für endogene Wahrnehmungswechsel konnten wir hingegen bestätigen. Die Ergebnisse unserer DCM Analyse zeigten, dass die erhöhte BOLD Aktivität für bistabile Wahrnehmungswechsel mit einer Modulation der Konnektivität vom frontalen zum visuellen Kortex einhergeht. Zusammenfassend legen diese Befunde nahe, dass die Aktivität in frontoparietalen Gehirnarealen im Sinne einer „top–down“ Konnektivität entscheidend an perzeptuellen Wechseln der bistabilen Wahrnehmung beteiligt ist.","19","https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/6440||http://dx.doi.org/10.17169/refubium-10639","urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000098076-9","eng","http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen","visual perception||bistable perception||dynamic causal modeling||consciousness","600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit","Frontoparietal Cortex mediates perceptual transitions in bistable perception","Perzeptuelle Wechsel bei bistabiler Wahrnehmung werden durch den Frontoparietalen Kortex mediiert","Dissertation","free","open access","Text","Charité - Universitätsmedizin Berlin","FUDISS_derivate_000000016222","FUDISS_thesis_000000098076","Aus urheberrechtlichen Gründen beinhaltet diese elektronische Version nicht die Originalpublikation, aus der meine Dissertation hervorgangen ist. 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