#EEGManyPipelines

Das Projekt:

Das Projekt EEGManyPipelines wurde entwickelt, um die Herausforderungen zu bewältigen, die sich aus den unterschiedlichen Datenanalyseverfahren für die Reproduzierbarkeit von Ergebnissen in der Psychologie und den kognitiven Neurowissenschaften ergeben. Zu diesem Zweck schickten wir einen einzigen EEG-Datensatz zusammen mit einer Reihe von acht Hypothesen an eine große Anzahl von Labors weltweit. Die Teilnehmer wurden angewiesen, die Daten mit ihren Standard-Labor-Pipelines zu analysieren und einen umfassenden Bericht über ihre Verfahren zu erstellen. Zu den gesammelten Daten gehörten Fragebögen zu jeder Hypothese, die Ergebnisse der Hypothesentests, die vorverarbeiteten EEG-Daten, die für die Analyse verwendeten Skripte und eine detaillierte Dokumentation aller Verarbeitungsschritte. Das Hauptziel des Projekts besteht darin, die reale analytische Flexibilität in der EEG-Forschung und ihre Auswirkungen auf die berichteten Ergebnisse zu erfassen.

 

Finanzierende Stellen:

Das Projekt wurde durch das DFG-Schwerpunktprogramm „META-REP: Ein metawissenschaftliches Programm zur Analyse und Optimierung der Replizierbarkeit in den Verhaltens-, Sozial- und Kognitionswissenschaften“ (DFG; BU 2400/11-1) und den Riksbankens Jubileumsfond (Förderkennzeichen: P21-0384) gefördert.

 

Veröffentlichungen:

Trübutschek D, Yang YF, Gianelli C, Cesnaite E, Fischer NL, Vinding MC, Marshall TR, Algermissen J, Pascarella A, Puoliväli T, Vitale A, Busch NA, Nilsonne G. EEGManyPipelines: A Large-scale, Grassroots Multi-analyst Study of Electroencephalography Analysis Practices in the Wild. J Cogn Neurosci. 2024 Feb 1;36(2):217-224. doi: 10.1162/jocn_a_02087. PMID: 38010291.

Visuelles Langzeitgedächtnis

Wie kommt es, dass manche Ereignisse lange im Gedächtnis bleiben, während andere so schnell wieder vergessen werden? Wie hängt dies mit dem Computerbild zusammen? Können wir durch die Untersuchung ereigniskorrelierter Potenziale (ERP) vorhersagen, ob ein Bild in Erinnerung bleibt oder vergessen wird? Um diese Fragen zu beantworten, kombinieren wir eine Reihe verschiedener Techniken, darunter EEG und tiefe neuronale Netze, in zwei separaten Projekten.
 

• Vergleich der Szenendarstellung im menschlichen Gedächtnis und in neuronalen Netzen

  Das Projekt:
  
  Das DeepMem-Projekt befasst sich mit der Frage, warum sich Menschen an bestimmte Bilder erinnern und an andere nicht und wie Merkmale komplexer visueller Szenen den Wahrnehmungs- und Erinnerungsprozess beeinflussen. Um dies zu untersuchen, sammeln wir online und im Labor Verhaltensdaten sowie EEG-Daten.
  Dieses Projekt schlägt eine Brücke zwischen experimenteller Psychologie und Computer Vision. Wir quantifizieren Bildmerkmale mit neuronalen Netzen, um die Repräsentationen von Szenen im menschlichen Gedächtnis und in neuronalen Netzen zu vergleichen und um weiter zu analysieren und vorherzusagen, wie ein Bild im Gedächtnis haften bleibt. Aber auch um die Frage zu beantworten, was das „Datenformat“ des visuellen Gedächtnisses ist.

  
  Finanzierende Stellen:

  Dieses Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert (BU2400/14-1).

   

  Veröffentlichungen:

  Broers, N., Busch, N. The effect of intrinsic image memorability on recollection and familiarity. Mem Cogn 49, 998–1018 (2021). https://doi.org/10.3758/s13421-020-01105-6

• Gedächtniseffekte bei der kontinuierlichen Erkennungsaufgabe

  Das typische Paradigma zur Untersuchung des Erkennungsgedächtnisses umfasst eine anfängliche Kodierungsphase und eine anschließende Testphase. Unter Verwendung eines solchen Paradigmas wurden in zahlreichen Studien mehrere erinnerungsbezogene ERP-Komponenten identifiziert: der spätere Gedächtniseffekt (SME) während der Kodierungsphase und späte alte/neue Effekte während der Erkennungsphase. Diese Effekte wurden selten in der kontinuierlichen Wiedererkennungsaufgabe (CRT) untersucht, bei der die Items in einer kontinuierlichen Sequenz präsentiert werden und die Teilnehmer die Aufgabe haben, zu berichten, ob es sich um ein neues oder wiederholtes Item handelt.
  In der aktuellen Studie wollen wir untersuchen, (i) ob konventionelle ERP-Gedächtniseffekte in einem CRT-Paradigma gefunden werden, (ii) die SME über wiederholte Präsentationen eines Items und als Funktion der zeitlichen Verzögerung zwischen der ersten und der folgenden Präsentation, und (iii) ob die alt/neu-Effekte die Gedächtnisstärke widerspiegeln.

Olfaktorische Wahrnehmung

Unser Geruchssinn prägt unsere Gefühle, unsere Erinnerungen und sogar unser Verhalten - und doch halten wir ihn oft für selbstverständlich, bis er sich verändert oder verblasst. Was wir riechen, wird nicht nur von den Molekülen in der Luft bestimmt, sondern auch von unseren Erwartungen: Frühere Erfahrungen und kontextbezogene Hinweise beeinflussen, wie wir Gerüche wahrnehmen und wie Gerüche wiederum unsere Wahrnehmung anderer Reize prägen.
In unserer Forschung untersuchen wir, wie Erwartungen die Geruchswahrnehmung beeinflussen und wie Anpassung und Gewöhnung unsere Empfindlichkeit gegenüber Gerüchen im Laufe der Zeit verändern - zum Beispiel, warum Ihr Lieblingsparfüm nicht mehr so riecht wie früher. Mithilfe von psychophysikalischen Experimenten und EEG versuchen wir, die neuronalen Mechanismen zu verstehen, die diesen Prozessen zugrunde liegen.

Neurale Oszillationen und Wahrnehmung

Unsere Wahrnehmung der Welt ist nicht statisch, sie schwankt und führt dazu, dass wir manchmal subtile Details wahrnehmen und manchmal offensichtliche übersehen. Diese Schwankungen können mit spontanen Gehirnaktivitäten in Verbindung gebracht werden, insbesondere mit Alpha-Band-Oszillationen - rhythmischen Mustern im Gehirn, die auch ohne äußere Reize auftreten.
In unserer Forschung untersuchen wir, wie diese spontanen neuronalen Oszillationen unsere Wahrnehmungen beeinflussen. So haben wir beispielsweise herausgefunden, dass die Stärke der Alpha-Oszillationen vor dem Erscheinen eines visuellen Reizes unsere Kontrastwahrnehmung verzerren kann, so dass ein Bild mehr oder weniger lebhaft erscheint. Darüber hinaus können diese Oszillationen unsere neuronale Grunderregbarkeit beeinflussen, wodurch sich die Wahrscheinlichkeit ändert, dass wir schwache Reize wahrnehmen. Durch die Kombination von Verhaltensexperimenten mit EEG-Aufzeichnungen wollen wir die Mechanismen aufdecken, durch die diese intrinsischen Hirnrhythmen unsere Wahrnehmungserfahrungen prägen.

 

- Balestrieri, E., & Busch, N. A. (2022). Spontaneous alpha-band oscillations bias subjective contrast perception. Journal of Neuroscience, 42(25), 5058-5069.

- Iemi, L., Chaumon, M., Crouzet, S. M., & Busch, N. A. (2017). Spontaneous neural oscillations bias perception by modulating baseline excitability. Journal of Neuroscience, 37(4), 807-819.

- Samaha, J., Iemi, L., Haegens, S., & Busch, N. A. (2020). Spontaneous brain oscillations and perceptual decision-making. Trends in cognitive sciences, 24(8), 639-653.

 

• Ikonisches Gedächtnis

  Das Projekt

  In diesem Projekt untersuchen wir die Beziehung zwischen spontanen Alpha-Fluktuationen und dem visuellen Kurzzeitgedächtnis (ikonisches Gedächtnis). Unser ikonisches Gedächtnis macht im Wesentlichen einen „Screenshot“ von unserem Gesichtsfeld. Dieser „Screenshot“ wird für ein paar hundert Millisekunden dargestellt, in denen wir Zugang zu einer Vielzahl von Informationen haben. Wir untersuchen, wie laufende Gehirnzustände diese Informationen und die Leistung unseres ikonischen Gedächtnisses beeinflussen. Ein besonderer Aspekt, auf den wir uns konzentrieren, ist die spontane Lateralisierung von Alpha über die Hemisphären sowie seine Beziehung zur Aufmerksamkeit. Um dies zu untersuchen, erheben wir EEG-Daten sowie Daten aus der Blickbewegungsanalyse, der Atmung, dem EKG und aus dem Verhalten.

   

  Veröffentlichungen

  Smith, P. J. C., & Busch, N. A. (2024). Spontaneous alpha-band lateralization extends persistence of visual information in iconic memory by modulating cortical excitability. bioRxiv, 2024-10.