Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

CMU neuroscientists identify how the brain works to select what we (want to) see

22.02.2012
Use of diffusion spectrum imaging, pioneered in Pittsburgh, enabled major discovery

Anzeige


The three colors demonstrate one-to-one mapping from the first place visual information comes from the eyes and its path to the parietal cortex. Credit: Carnegie Mellon University

If you are looking for a particular object — say a yellow pencil — on a cluttered desk, how does your brain work to visually locate it?

For the first time, a team led by Carnegie Mellon University neuroscientists has identified how different neural regions communicate to determine what to visually pay attention to and what to ignore. This finding is a major discovery for visual cognition and will guide future research into visual and attention deficit disorders.

The study, published in the Journal of Neuroscience, used various brain imaging techniques to show exactly how the visual cortex and parietal cortex send direct information to each other through white matter connections in order to specifically pick out the information that you want to see.

"We have demonstrated that attention is a process in which there is one-to-one mapping between the first place visual information comes from the eyes into the brain and beyond to other parts of the brain," said Adam S. Greenberg, postdoctoral fellow in the Dietrich College of Humanities and Social Sciences' Department of Psychology and lead author of the study.

"With so much information in the visual world, it's dramatic to think that you have an entire system behind knowing what to pay attention to," said Marlene Behrmann, professor of psychology at CMU and a renowned expert in using brain imaging to study the visual perception system. "The mechanisms show that you can actually drive the visual system — you are guiding your own sensory system in an intelligent and smart fashion that helps facilitate your actions in the world."

For the study, the research team conducted two sets of experiments with five adults. They first used several different functional brain scans to identify regions in the brain responsible for visual processing and attention. One task had the participants look at a dot in the center of the screen while six stimuli danced around the dot. The second task asked the participants to respond to the stimuli one at a time. These scans determined the regions in both the visual and parietal cortices. The researchers could then look for connectivity between these regions.

The second part of the experiment collected anatomical data of the brain's white matter connectivity while the participants had their brains scanned without performing any tasks. Then, the researchers combined the results with those from the functional experiments to show how white matter fibers tracked from the regions determined previously, the visual cortex and the parietal cortex. The results demonstrated that the white matter connections are mapped systematically, meaning that direct connections exist between corresponding visual field locations in visual cortex and parietal cortex.

The researchers used a technique called "diffusion spectrum imaging," a new procedure pioneered at Carnegie Mellon and the University of Pittsburgh to generate the fiber tracts of the white matter connectivity. This method was combined with high-resolution tractography and provides scientists with better estimates of the hard-wired connections between brain regions and increased accuracy over conventional tractography methods, such as those typically used with diffusion tensor imaging.

"The work done in collaboration with the University of Pittsburgh researchers exploits a very new, precise and cutting edge methodology," Behrmann said.

"Because we know that training can alter white matter, it might be possible, through training, that the ability to filter out irrelevant or unwanted information could be improved," Greenberg said.

Additional researchers on this study included Timothy Verstynen, a research associate in the University of Pittsburgh's Learning Research and Development Center, Yu-Chin Chiu, a post-doc in University of California, San Diego's Department of Psychology, Steven Yantis, professor of psychological and brain sciences at the Johns Hopkins University and Walter Schneider, professor of psychology at the University of Pittsburgh. Greenberg, Behrmann, Verstynen and Schneider are also members of the Center for the Neural Basis of Cognition (CNBC), a joint project between Carnegie Mellon and the University of Pittsburgh devoted to investigating neural mechanisms and their impact on human cognitive abilities.

The National Institutes of Health funded this research.

Shilo Rea | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.cmu.edu

Weitere Berichte zu: CMU neural mechanism Psychology visual cortex

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mütterliche Antikörper behindern Impfschutz bei jungen Katzen
22.05.2012 | Paul-Ehrlich-Institut - Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel

nachricht Der nukleare GAU ist wahrscheinlicher als gedacht
22.05.2012 | Max-Planck-Institut für Chemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Meilenstein in der Nanopartikel-Forschung: Nanopartikel-Testhandbuch setzt Standards


Unter Federführung der Empa erscheint ein neues Standardwerk, das die europäische Forschung an Nanopartikeln vereinheitlichen soll.

Exakte Laborvorschriften zur Herstellung definierter Nanopartikel und zu deren Analytik stellen die Arbeiten auf diesem Gebiet auf eine neue Grundlage und machen sie erstmals vergleichbar. Herausgeber ist Harald Krug, Leiter des Empa-Departements «Materials meet Life».

Das neue Standardwerk soll Schluss machen mit dem «babylonischen Sprachgewirr», das derzeit noch in der Nanoforschung ...

Im Focus: Frühdiagnostik bei Rheuma: SPECT zeigt Knochenveränderungen schon im Frühstadium


Bei rheumatischen Erkrankungen erlauben moderne bildgebende Verfahren weit mehr als nur die Darstellung der knöchernen Gelenkstrukturen.

Mit funktionellen Untersuchungsmethoden wie der hochauflösenden Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie (SPECT) können pathologische Knochenumbauvorgänge bereits sehr früh nachgewiesen werden, mitunter schon zu einem Zeitpunkt, zu dem selbst die MRT-Diagnostik noch unauffällig ist. Eine Studie der Universitätsradiologie Düsseldorf, die jetzt auf dem 93. Deutschen Röntgenkongress vorgestellt wurde.

In der Rheumatologie hat sich in den letzten ...

Im Focus: Rizinusöl wirkt über einen G-Protein-gekoppelten Rezeptor


Wirkmechanismus eines der ältesten Arzneimittel der Menschheit aufgeklärt

Rizinusöl ist vor allem als effektives Abführmittel bekannt, wurde aber auch bereits in der Antike bei Schwangeren zur Förderung der Wehentätigkeit eingesetzt.

Erst jetzt ist es Wissenschaftlern vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung gelungen, die entscheidenden Details des Wirkmechanismus zu entschlüsseln. Verantwortlich ist demnach ein Rezeptor mit dem Namen EP3 auf ...

Im Focus: Gelenkige Schildkröte - Zwei neue Arten der Landschildkröte Kinixys in Afrika entdeckt


Pünktlich zum morgigen Weltschildkrötentag wird die Artenliste der Panzerträger um zwei Namen reicher.

Wissenschaftler des Senckenberg Forschungsinstitutes in Dresden haben gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam zwei neue Arten der afrikanischen Gelenkschildkröte identifiziert. Die zugehörige Studie ist kürzlich im Fachjournal „Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research“ erschienen.

Gelenkschildkröten sind die Bewegungskünstler unter den landlebenden Schildkröten. Aufgrund eines Scharniers im Rückenpanzer können die in Afrika ...

Im Focus: Wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese nachgewiesen


Eine Forschungsgruppe der Universität Ulm hat einen neuartigen molekularen Schalter im Gehirn identifiziert, der eine wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese im Gyrus dentatus spielt, der Unterregion im Hippocampus, in der lebenslang Nervenzellen aus neuralen Stammzellen gebildet werden.

„Unsere Untersuchungen beschreiben erstmals einen neuen und letztlich unerwarteten Signalweg bei der Regulation der Neurogenese im Hippocampus“, sagt Professor Stefan Britsch, Direktor des Instituts für Molekulare und Zelluläre Anatomie, der die Arbeit dieser Tage gemeinsam mit Dr. Ruth Simon im international renommierten Fachblatt EMBO-Journal veröffentlicht. An dem von der Deutschen ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Mütterliche Antikörper behindern Impfschutz bei jungen Katzen

22.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

Researchers Improve Fast-Moving Mobile Networks

22.05.2012 | Kommunikation Medien

New microscope uses rainbow of light to image the flow of individual blood cells

22.05.2012 | Medizintechnik

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

Bericht zum Lachsmanagement: Die BLE auf der NASCO-Jahrestagung

22.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Plagiate und wissenschaftliches Fehlverhalten

22.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Der IdeenPark weckt Begeisterung für Technik

22.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp