Attention induced distortions of neural population responses, receptive fields, and tuning curves

Selektive visuelle Aufmerksamkeit bezeichnet im Allgemeinen die zielgerichtete Steuerung des Informationsflusses. Zahlreiche Studien im Bereich der raum- und merkmalsbasierten Aufmerksamkeit haben gezeigt, dass das visuelle System diese Kontrolle durch aktivitätsmodulierende Mechanismen ausübt. Es wird angenommen, dass diese Mechanismen zu einer verstärkten neuronalen Repräsentation von relevanten Stimuli oder Merkmalen führen, während irrelevante Aspekte unterdrückt werden. Dies bedeutet, dass Aufmerksamkeit lediglich die Stärke der neuronalen Repräsentationen, nicht aber die repräsentierten Inhalte selbst ändert. In dieser Arbeit wird argumentiert, dass Aufmerksamkeit die neuronalen Repräsentationen grundlegend sowohl auf Populationsebene als auch auf der Ebene einzelner Neurone verändern kann. Dies wird anhand offener Aufmerksamkeitsverlagerungen und der Ausrichtung von merkmalsbasierter Aufmerksamkeit gezeigt werden. Selective visual attention is generally conceptualized to control the flow of information with respect to the task at hand. Various studies in the space-based and feature-based domain of attention have demonstrated that the visual system achieves this via gain-control mechanisms. These mechanisms are supposed to result in an enhanced neural representation of relevant stimuli or features while irrelevant ones are suppressed. Thus, attention is suggested to modulate the strength of neural representations without altering their content. In this thesis, however, it will be argued that attention is able to change the very nature of these neural representations both at the level of population responses and of single neurons. This will be demonstrated for overt shifts of space-based attention as well as for the directing of feature-based attention