Spatial Distortions in Visual Short-Term Memory

Abstract

Zweidimensionale topographische Karten stellen ein wichtiges Kodierungsprinzip räumlicher Information im Gehirn von Primaten dar. Neuronale Karten können im Prinzip systematischen Verzerrungen unterliegen, die sowohl durch Wechselwirkungen zwischen benachbarten Zellen als auch durch Aufmerksamkeitsprozesse entstehen könnten. In der vorliegenden Arbeit sollen Beobachter die genaue Position eines Zielpunktes auf dem Computermonitor nach einem kurzen Behaltensintervall reproduzieren. Dabei stellt sich heraus, daß ihre Erinnerung systematisch durch zusätzliche visuelle Landmarken verzerrt wird, die als räumliche Referenz dienen. Landmarken bilden Regionen hoher räumlicher Sicherheit und reduzieren die Antwortvarianz in ihrer Umgebung. Dabei erzeugen Konfigurationen von ein, zwei oder drei Landmarken vorhersagbare Verzerrungsfelder, die hauptsächlich durch ein reiz-basiertes (intrinsisches) Referenzsystem bestimmt sind, aber auch mit extrinsischen Referenzsystemen wie der allozentrischen Vertikalen in Wechselwirkung stehen. Verzerrungsfelder können invariant gegenüber Bildtransformationen sein und folgen Änderungen wie Drehung, Verschiebung und Streckung der Landmarkenkonfiguration; sie entstehen innerhalb von nur 100 ms, nachdem der Zielreiz verschwunden ist. Schließlich wird gezeigt, daß das Verzerrungsfelder zweier Landmarken auf Grund der Verzerrungsfelder der einzeln präsentierten Landmarken vorhergesagt werden kann, da die Felder lokal unbeeinflußt bleiben, wenn eine weitere Landmarke in ausreichender Entfernung präsentiert wird. Dies führt zu einer Partitionierung des visuellen Feldes in Regionen, die jeweils von einzelnen Landmarken dominiert werden. Die vorliegenden Befunde sind inkonsistent mit bisherigen Theorien zu Verzerrungen des räumlichen Gedächtnisses. Statt dessen wird ein aufmerksamkeitsbasiertes Modell vorgestellt, in dem räumliche Verzerrungen durch Voraktivierung räumlicher Referenzsysteme in topographischen kortikalen Gedächtnisrepräsentationen entstehen.