Neuronale Korrelate des sensorischen Arbeitsgedächtnisses im Hörcortex von Menschen und Affen

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Heil
• Fachliche Zuordnung: Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 203598474

Das Arbeitsgedächtnis umfasst die Prozesse, die die vorübergehende Speicherung von Information erlauben und eine Reihe wichtiger Hirnfunktionen ermöglichen. Viele Hirnareale sind daran beteiligt. Wegen der hohen Genauigkeit wird vermutet, dass beim auditorischen Arbeitsgedächtnis auch der frühe auditorische Cortex involviert ist. In der jetzigen Förderperiode haben wir in einem konvergenten Ansatz mit Menschen und Primaten Serien von Experimente durchgeführt, in denen die Probanden verschiedene Aufgaben am selben Stimulus-Material (zwei durch eine Pause getrennte akustische Reize) durchführen. Während dessen wurde neuronale Aktivität registriert (Einzel-und Multizellableitungen und lokale Feldpotentiale im Hör- und im präfrontalen Cortex beim Affen und magnetische Felder beim Menschen). Zusammengenommen zeigen die Ergebnisse, dass die beobachtete differentielle Aktivität im Hörcortex in der Pause zwischen den beiden Reizen auch auf auditorisches Arbeitsgedächtnis zurückzuführen ist und nicht nur auf andere kognitive Prozesse, die unvermeidbare Bestandteile solcher Gedächtnisaufgaben darstellen, so z.B. die Antizipation des zweiten Reizes, die Vorbereitung auf Handlungsalternativen oder die Erwartung einer Belohnung. Basierend auf der erfolgreichen Umsetzung des bisherigen Forschungsplanes schlagen wir nun die Modellierung der Befunde an beiden Spezies vor, sowie die Überprüfung von Modellvorhersagen durch neue Experimente, die u.a. intracortikale elektrische Stimulation beim Affen und die Registrierung von Magnetfeldern beim Menschen beinhalten. Wir wollen dazu das Modell von May und Kollegen zur Informationsverarbeitung im Hörcortex nutzen. Das Modell ist zu diesem Zweck ideal geeignet, weil es erlaubt, sowohl neuronale Aktivität und lokale Feldpotentiale auf einer mesoskopischen Skala als auch die Generierung von Magnetfeldern auf einer makroskopischen Skala zu simulieren. Es stellt daher eine dringend benötigte Verbindung zwischen intra-und extracranialen neuronalen Aktivitätsmaßen dar.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professor Michael Brosch, Ph.D.; Privatdozent Dr. Reinhard König