Mechanismen Adaptiver, Geschichtsbedingter Entscheidungstendenzen im Menschlichen Gehirn

• Antragsteller: Professor Dr. Tobias Donner
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 259469422

Zahlreiche Verhaltensstudien zeigen, dass die menschliche Entscheidungsfindung stark von Entscheidungstendenzen („Biases“) geprägt ist. Eine wichtige Quelle dieser Entscheidungstendenzen ist die Geschichte vorheriger Entscheidungen. Zum Beispiel wiederholen Versuchspersonen bei mehrdeutiger Evidenz eines der beiden Urteile häufiger als per Zufall zu erwarten wäre. Neue Arbeiten aus den kognitiven, systemischen und theoretischen Neurowissenschaften vermitteln erste Einblicke in die Entstehung solcher geschichtsbedingter Entscheidungstendenzen aus der Dynamik interner Hirnzustände während sequentieller Entscheidungen. Insbesondere hat die Arbeit meiner Gruppe während der ersten Förderperiode dieser DFG-Sachbeihilfe zu zwei Hypothesen geführt, die wir nun planen, in der zweiten Förderperiode zu testen: (i) der Effekt der Entscheidungsgeschichte auf den internen Hirnzustand wird durch die langsame, kontext-abhängige Akkumulation entscheidungsrelevanter neuronaler Signale über aufeinanderfolgende Entscheidungen hinweg vermittelt; und (ii) die resultierenden Biases neuronaler Aktivität formen die Interpretation neuer Evidenz über die Ausrichtung der Aufmerksamkeit. Wir werden geschichtsbedingte Entscheidungstendenzen sowie die selektive Aufmerksamkeit systematisch manipulieren, und dann die daraus resultierenden Änderungen des Hirnzustandes auf den Ebenen von Verhalten, Algorithmen und neuronalen Prozessen im intakten menschlichen Gehirn untersuchen. Wir werden dazu detaillierte Analysen von Entscheidungssequenzen, Anpassung von Computermodellen an diese Entscheidungssequenzen sowie pupillometrische und magnetoenzephalographische (MEG) Messungen großflächiger Hirndynamik durchführen. Wir werden uns auf Entscheidungstendenzen in elementaren perzeptuellen Entscheidungen unter Unsicherheit konzentrieren. Dies ermöglicht uns, bereits gut charakterisierte neuronale Populationsmaße der Kodierung des sensorischen Inputs („Evidenz“), der sich entwickelnden Entscheidung und des daraus resultierenden Handlungsplans auszunutzen. Wir werden systematische Biases in diesen neuronalen Populationsmaßen zwischen aufeinanderfolgenden Entscheidungen identifizieren, welche den geschichtsbedingten Tendenzen im Entscheidungsverhalten zugrunde liegen. Außerdem planen wir, eine Theorie geschichtsbedingter Entscheidungstendenzen zu entwickeln, die Einsichten aus verschiedenen Forschungsrichtungen verbindet: Einsichten in die komputationale Ebene und die zugrundeliegenden neuronalen Mechanismen auf der Ebene lokaler Schaltkreise sowie hirnweiter Netzwerke; sowie Einsichten aus Studien perzeptueller und wertbasierter Entscheidungen. Dieses Projekt wird tiefe Einblicke in die biologische Basis der menschlichen Urteils- und Entscheidungsfindung unter Unsicherheit vermitteln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen