Jean Pie

We nemen de wereld rond ons waar met zintuigen zoals zicht, tast en gehoor. Ondanks het feit dat sensorische informatie ons brein bereikt via fysiek gescheiden paden, ervaren we een uniforme perceptie van de wereld. We interacteren voortdurend met een multisensorische omgeving waarin we inputs combineren en de output coördineren met betrekking tot meerdere sensorische modaliteiten. Hoe implementeert het brein de integratie van verschillende zintuigen?

In dit proefschrift heb ik onderzocht hoe multisensorische inputs worden gecombineerd om muizen in staat te stellen prikkels te detecteren, en hoe multisensorische context verwerking beïnvloedt. In Hoofdstuk 2 ontwikkelden we een audiovisuele detectietaak voor muizen en toonden aan dat ze visuele en auditieve informatie lineair kunnen combineren op gedragsniveau. Dit benadrukt de validiteit van dit diermodel voor het bestuderen van multisensorische verwerking. In Hoofdstuk 3 onderzochten we de posterieure pariëtale schors van de muis als een kandidaat hersengebied waarin de integratie en combinatie van visueel en tactiel bewijsmateriaal zou kunnen plaatsvinden. Hoewel we geen neuronale activiteit vonden die specifiek multisensorisch was, vonden we wel correlaties met stimulusdetectie, zoals gemanifesteerd in gedragsresponsen. Ook toonden onze resultaten de causale betrokkenheid van dit gebied aan bij door aandacht gestuurde visueel-tactiele besluitvorming, onafhankelijk van de sensorische modaliteit. In Hoofdstuk 4 rapporteren we dat het toevoegen van een extra relevante sensorische modaliteit aan de taakeisen van een unisensorische taak het temporele venster verlengde waarin de primaire visuele cortex causaal betrokken was bij visuele perceptie. Dit toont aan dat corticale activiteit en dynamiek beïnvloed worden door de multisensorische context waarin de gedragstaak wordt uitgevoerd. Tot slot zoomen we in op de neuronale mechanismen die ten grondslag liggen aan sensorische verwerking door de functie van specifieke celtypen te onderzoeken. In Hoofdstuk 5 laten we zien dat laag 5 tractus pyramidalis cellen in de primaire somatosensorische schors van ratten passieve aanraking coderen via burstactiviteit terwijl andere celtypen dit niet doen. Deze resultaten maken de weg vrij voor onderzoek naar de rol van verschillende celtypen in de verwerking van zowel multisensorische stimuli als context. Alles bij elkaar genomen vergroten deze bevindingen ons begrip van de neurale principes die multisensorische verwerking mogelijk maken, van gedrag tot circuits en de functie van individuele cellen.