Egozentrische räumliche Referenzsysteme im menschlichen Gehirn

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Bartels, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 289250398

Die neuronale Kodierung von verschiedenen räumlichen Referenzsystemen im Gehirn ist entscheidend für unser Verhalten. Während visuelle Information in Augenzentrierten Koordinaten erfasst wird, sind vestibuläre und auditorische Signale kopfzentriert. Handlungen mit Armen und Beinen hingegen sind inhärent körperzentriert, und können unabhängig von Augen- und Kopfposition und selbst außerhalb des Sichtfeldes ausgeführt werden. Auch unsere bewusste Wahrnehmung geht über bloße Augenzentrierte Repräsentation hinaus: Wir erleben die visuelle Welt als stabil, selbst wenn sich ihr Abbild auf der Retina über Augen- und Kopfbewegungen mehrere Male pro Sekunde ändert, und obwohl wir so Objekte in- und aus dem Gesichtsfeld bewegen.Eine vollständige egozentrische Repräsentation unserer Umgebung ist daher essentiell für erfolgreiches Orientieren und Handeln in unserer Umwelt. Unsere stabile Wahrnehmung der Umgebung wird durch eine kontinuierliche Aktualisierung der internen egozentrischen Repräsentationen erreicht. Allerdings ist über die neuronalen Grundlagen egozentrischer Karten, die alle Teile unserer Umgebung, sowohl inner- wie auch außerhalb des Sichtfeldes umfassen, bisher nur wenig bekannt.Dieser Antrag widmet sich der Untersuchung egozentrischer Repräsentationen im gesunden menschlichen Hirn. Insbesondere planen wir kopfzentrierte von körperzentrierten Referenzsystemen im menschlichen Hirn zu unterscheiden. Darüber hinaus wollen wir herausfinden, ob und wie Aufmerksamkeit in Kopf- oder Körper-zentrierten Aufgaben das jeweilige egozentrische Referenzsystem eines Gehirnareales beeinflusst. Unser Fokus liegt dabei besonders auf den Arealen des peri-sylvischen Netzwerks, dessen Läsion mit Räumlichem Neglect verbunden wird, und welches eine wichtige Rolle in multisensorischer Verarbeitung spielt. Wir planen vier Experimente, die von einem Wissenschaftler mit Hilfe von fMRT und transkranieller Magnetstimulation (TMS) ausgeführt werden, um die funktionelle sowie kausale Rolle dieser Areale zu untersuchen. Die Experimente sind dabei so ausgelegt, dass Ihre Ergebnisse ungeachtet ihres Ausgangs von wissenschaftlichem Wert sind.Unsere Studien werden vollkommen neue Einblicke in die neuronalen Mechanismen von egozentrischer Repräsentation gewähren. Der Einsatz von Virtual Reality und einer unkonventionellen MRT-Methodik wird uns erstmals erlauben, Kopf- von Körper-zentrierten Referenzsystemen zu unterscheiden. Unsere Fragen sind nicht nur für die Grundlagenforschung in den kognitiven Neurowissenschaften relevant, sondern könnten längerfristig auch dazu beizutragen, die neuronalen Grundlagen gestörter räumlicher Wahrnehmung zu verstehen, wie sie im räumlichen Neglect, aber auch bei anderen Krankheitsbildern auftreten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Andreas Schindler