Entwicklung und Adaptation der Räumlichen Hörverarbeitung

Unser Gehör überwacht ständig die Umgebung, um uns vor gefährlichen Ereignissen wie Kollisionen mit sich nähernden Objekten zu schützen. Der sogenannte Auditory Looming Bias ist eine erstaunlich effiziente Verzerrung der Hörwahrnehmung, welche sich annähernde Ereignisse gegenüber sich entfernenden Ereignissen begünstigt und selbst bei Säuglingen im Alter von vier Monaten nachgewiesen wurde. Die Rolle des Lernens bei der Entwicklung dieser Wahrnehmungsverzerrung und seine zugrunde liegenden Mechanismen müssen noch untersucht werden. In der Kognitionsforschung wird zwischen zwei Lernmechanismen unterschieden: überwachtes Lernen und statistisches Lernen. Angewandt auf den Hörsinn bezieht sich statistisches Lernen auf die Fähigkeit, Regelmäßigkeiten, wie häufig auftretende Lautmuster oder häufige akustische Übergänge, mit oder ohne gezielte Aufmerksamkeit zu extrahieren und darzustellen, während sich das überwachte Lernen auf die Fähigkeit bezieht, Hörereignisse auf der Grundlage von Rückmeldungen und gezielter Aufmerksamkeit einzuordnen. Es ist derzeit unklar, wie diese beiden Mechanismen beim Erlernen von räumlicher Informationsauswertung aus dem Gehörten in verschiedenen Lebensphasen beteiligt sind. Während Neugeborene bereits über Grundfertigkeiten des räumlichen Hörens verfügen, können sich Erwachsene immer noch an sich ändernde Umstände anpassen, wie z. B. Änderungen des Klangspektrums, wenn sich die komplexe Geometrie der menschlichen Ohrmuschel mit dem Alter verändert. Hörereignisse, die keine vertrauten Klangspektren aufweisen, werden von Hörern oft so wahrgenommen als stammen sie aus dem Inneren des Kopfes anstatt von einer natürlichen externen Position. Gezielte Änderungen des Klangspektrums können folglich dazu verwendet werden sich annähernde Hörereignisse zu generieren und den Auditory Looming Bias zu untersuchen. Die gleichzeitige Bedeutung dieser Klangspektren sowohl für den Auditory Looming Bias als auch für die neuronale Anpassungsfähigkeit durch Lernen ermöglicht es beide Aspekte gemeinsam zu untersuchen. Born2Hear wird psychoakustische und neurophysiologische Messmethoden kombinieren, um 1) kognitive Teilsysteme zu identifizieren, die dem Auditory Looming Bias zugrunde liegen, 2) grundlegende kognitive Mechanismen für statistisches und überwachtes Lernen von räumlicher Information zu untersuchen und 3) offen zu legen wie sich diese Mechanismen und ihre neuronale Repräsentation über die menschliche Lebensdauer verändern. Diese allgemeinen Forschungsfragen werden in drei Studien behandelt. In Studie 1 werden wir funktionale Wechselwirkungen zwischen Hirnregionen in jungen Erwachsenen analysieren um zu untersuchen, inwiefern Auditory Looming Bias auf Unterschiede in der aufsteigenden sensorischen Verarbeitung und auf absteigenden Einflüsse durch Aufmerksamkeit zurückzuführen ist. Anschließend werden wir bei Neugeborenen testen, ob diese funktionalen Wechselwirkungen angeboren sind. Studie 2 untersucht die kognitiven und neuronalen Mechanismen des überwachten Lernens von spektralen Formelementen bei jungen und älteren Erwachsenen auf der Grundlage eines individualisierten Wahrnehmungstrainings zur Lokalisierung von Schallquellen. Studie 3 wird sich auf die kognitiven und neuronalen Mechanismen des statistischen Lernens von Klangspektren bei Säuglingen sowie jungen und älteren Erwachsenen konzentrieren.