Wettbewerbliche Mechanismen unterstützen die Aufmerksamkeit in den Makakenbereichen V2 und V4

Es ist gut etabliert, dass die Aufmerksamkeit die visuelle Verarbeitung im extrastriären Kortex moduliert. Die zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen sind jedoch unbekannt. Eine konsistente Beobachtung ist, dass die Aufmerksamkeit die größte Auswirkung auf die neuronalen Antworten hat, wenn mehrere Stimuli gleichzeitig im rezeptiven Feld einer Zelle erscheinen. Eine Möglichkeit, dies zu erklären, ist anzunehmen, dass mehrere Stimuli konkurrierende Populationen von Neuronen aktivieren und dass die Aufmerksamkeit diesen Wettbewerb zugunsten des beachteten Stimulus beeinflusst. In Abwesenheit konkurrierender Stimuli gibt es keinen Wettbewerb, der gelöst werden muss. Dementsprechend hat die Aufmerksamkeit einen begrenzteren Einfluss auf die neuronale Antwort auf einen einzelnen Stimulus. Um diese Interpretation zu testen, maßen wir die Antworten von Neuronen in den Makakenbereichen V2 und V4 mit einem Verhaltensparadigma, das es uns ermöglichte, automatische sensorische Verarbeitungsmechanismen von Aufmerksamkeitswirkungen zu isolieren. Zuerst maßen wir die Reaktion jeder Zelle auf einen einzelnen Stimulus, der allein im rezeptiven Feld oder zusammen mit einem stimulus der zweiten rezeptiven Fläche präsentiert wurde, während der Affen seine Aufmerksamkeit auf einen Ort außerhalb des rezeptiven Feldes richtete. Das Hinzufügen des zweiten Stimulus führte typischerweise dazu, dass die neuronale Antwort sich in Richtung der Antwort bewegte, die durch den zweiten Stimulus allein hervorgerufen wurde. Dann richteten wir die Aufmerksamkeit des Affen auf ein Element des Paares. Dies lenkte die Antwort des Neurons auf die Antwort, die hervorgerufen wurde, als der beachtete Stimulus allein erschien. Diese Ergebnisse stimmen mit der Idee überein, dass die Aufmerksamkeit die konkurrierenden Interaktionen zwischen Neuronen beeinflusst, was dazu führt, dass sie hauptsächlich auf den beachteten Stimulus reagieren. Ein quantitatives neuronales Modell der Aufmerksamkeit wird vorgeschlagen, um diese Ergebnisse zu erklären.