Electrophysiological signatures of conscious perception: The influence of cognitive, cortical and pathological states on multisensory integration

Abstract

At any given moment, information reaches us via our different sensory systems. In order to navigate this multitude of information, associated information needs to be integrated to a coherent percept. In recent years, the hypothesis that synchronous neural oscillations play a prominent role in unisensory and multisensory processing has received substantial support. Current findings further convey the idea that local oscillations and functional connectivity reflect bottom-up as well as top-down processes during multisensory integration and perception. In the current work, I review recent findings on the role of neural oscillations for conscious multisensory perception. Subsequently, I present an integrative network model for multisensory integration that describes the cortical correlates of conscious multisensory perception, the influence of fluctuations of oscillatory neural activity on subsequent perception, and the influence of cognitive processes on neural oscillations and perception. I propose that neural oscillations in distinct, coexisting frequencies reflect the various processing steps underlying multisensory perception.

Jederzeit erreichen uns Informationen über unsere verschiedenen Sinnesorgane und Wahrnehmungssysteme. Um in dieser Menge an Informationen den Überblick zu behalten, müssen zusammengehörige Informationen zu einer kohärente Wahrnehmung zusammengefügt werden. In den letzten Jahren hat die Hypothese, dass synchrone neuronale Oszillationen eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung von unisensorischen und multisensorischen Reizen spielen, viel Unterstützung erfahren. Neueste Befunde befördern weiterhin die Idee, dass lokale Oszillationen und funktionale Konnektivität aufsteigende und absteigende Prozesse bei multisensorischer Integration und Wahrnehmung widerspiegeln. In dieser Arbeit werde ich einen Überblick über die neuesten Befunde zur Rolle neuronaler Oszillationen bei bewusster, multisensorischer Wahrnehmung geben. Anschließend werde ich ein integratives Netzwerkmodell multisensorischer Wahrnehmung präsentieren, welches die kortikalen Korrelate bewusster, multisensorischer Wahrnehmung, den Einfluss von Schwankungen oszillatorischer neuronaler Aktivität auf darauffolgende Wahrnehmung, sowie den Einfluss kognitiver Prozesse auf neuronale Oszillationen und Wahrnehmung beschreibt. Ich schlage vor, dass neuronale Oszillationen in umschriebenen, gleichzeitig aktiven Frequenzbändern die verschiedenen Verarbeitungsschritte widerspiegeln, welche multisensorischer Wahrnehmung zugrunde liegen.