Neuroimaging van visuele waarneming

Visuele perceptie wordt gestart door stimulatie van de retina maar gestuurd
door onze bestaande kennis van de wereld. De visuele cortex van ons brein bevat
meerdere (>16) visuele kaarten van onze visuele wereld. Elke kaart heeft een
volledige -maar een andere- representatie van onze visuele omgeving. In vroege
stadia verwachten we dat deze representaties overeenkomen met de fysische
stimulatie van de retina, maar op latere stadia verwachten we dat deze
representaties verandert worden door onze kennis van de wereld en meer
overeenkomen met ons visuele perceptie. Dit leidt tot onze vraagstelling: hoe
wordt de fysieke stimulatie van onze retina gecombineerd met onze kennis van de
wereld om daarna te leiden tot ons subjectieve perceptie van de wereld?

Wij zullen functionele magnetische resonantie imaging (fMRI) gebruiken om deze
vraag te beantwoorden. FMRI signalen zijn sterk gerelateerd aan neurale
signalen. Conventionele fMRI test voornamelijk theorieën over de lokalisatie
van bepaalde functies. Nieuwe computationele data-analyse technieken worden
gebruikt om andere neuronale eigenschappen uit het fMRI signaal te bepalen.
Voorbeelden van andere neurale eigenschappen zijn de visuele kaarten,
receptieve velden en een reconstructie van de representatie van elke kaart. Als
secundaire doelen hebben wij het verder ontwikkelen van deze nieuwe
data-analyse technieken. In initiele observaties tonen deze data-analyse
methoden verschillen in proefpersonen met visuele beperkingen die conventionele
analyse methoden missen. Een ander secundair doel is dan ook om potentiële
diagnostieke eigenschappen van deze nieuwe data-analyse methoden te testen in
proefpersonen met visuele beperkingen.

Het hoofddoel van dit onderzoek is om de interactie tussen de fysieke
stimulatie van onze zintuigen (retina) met onze bestaande kennis van de wereld
die samen leiden tot onze visuele perceptie te beschrijven. Als secundaire
doelen, zullen wij nieuwe data-analyse methoden verder ontwikkelen en deze
technieken toepassen in proefpersonen met visuele beperkingen om potentiële
diagnostieke eigenschappen van deze data-analyse te beschrijven.

Proefpersonen worden gescanned met functionele MRI terwijl zij naar
verschillende visuele stimuli kijken. Deze stimuli variëren van abstracte
stimuli (schaakbord patronen) tot foto's en film-segmenten. De focus ligt op de
data-analyse, waar nieuwe neurale eigenschappen zullen worden gereconstrueerd
van het fMRI signaal. We meten hoe deze eigenschappen variëren tussen
verschillende visuele kaarten, met stimulus en perceptuele eigenschappen en
tussen verschillende proefpersonen.

Het scannen zal ongeveer 45-60 min per proefpersoon in beslag nemen.
Functionele MRI is een non-invasieve techniek, zodat er geen noodzaak voor
speciale voorbereiding voor de proefpersonen is. Voor zover bekend zijn er geen
risico's verbonden aan het acquireren van functionele MRI data. De data worden
primair gebruikt voor onderzoeksdoeleinden. Echter, als er ernstige afwijken in
het brein worden gevonden, dan zal een specialist (radioloog) om advies worden
gevraagd. Als de specialist ingrijpen noodzakelijk acht, dan zal de
proefpersoon op de hoogte worden gebracht. Behalve de financiële vergoeding
zijn er geen onmiddelijke voordelen voor proefpersonen aan het meedoen aan de
studie.

In de voorstudie zullen oogbewegingen gemeten worden, dit zal ongeveer 1 uur
duren. Er zijn geen risico's mee verbonden aan het meten van oogbewegingen.