Rolle des Orbitofrontalcortex beim Erlernen zielgerichteter Handlungen

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Hauber
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Allgemeine, Kognitive und Mathematische Psychologie
• Förderung: Förderung seit 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 272613643

Mensch und Tier wählen einmal erlernte Handlungen situationsgerecht aus, um bestimmte Ziele, wie z.B. Nahrung zu erreichen. Diese Fähigkeit ist für das Überleben in einer sich ständig ändernden Umwelt essentiell. Eine der fundamentalen Herausforderungen der Neurowissenschaften ist die Erforschung der neuralen Grundlagen von Entscheidungsprozessen, die der Auswahl von Handlungen zugrunde liegen. Um adaptive Entscheidungen zu treffen ist es unabdingbar, nicht nur die erlernten Konsequenzen abzurufen, die mit einer bestimmten Handlung verknüpft sind. Auch der erwartete Wert oder Nutzen einer Handlung und der dafür nötige Aufwand bzw. die Kosten sind zu berücksichtigen sowie situationsabhängige Faktoren, z.B. momentane motivationale Zustände wie Hunger. D.h., eine situationsgerechte Handlungsauswahl wird vom aktuellen Kosten-Nutzen-Verhältnis der verfügbaren Handlungsoptionen bestimmt. Unsere neu gewonnenen Daten sprechen dafür, dass der mediale Orbitofrontalcortex (mOFC) eine wichtige Teilstruktur eines neuralen Netzwerks bildet, dem bei solchen Prozessen eine Schlüsselrolle zukommt. Allerdings ist bislang wenig darüber bekannt, in welcher Weise der mOFC daran beteiligt ist und mit welchen der anderen Strukturen des zugrundeliegenden neuralen Netzwerks er dabei interagiert. Im vorliegenden Projekt kombinieren wir pharmakologische, optogenetische und Schaltkreisanalyse-Methoden zur funktionellen Analyse des mOFC sowie von Projektionen des mOFC zum Nucleus accumbens und Untersuchungen an Ratten mithilfe komplexer kognitiver Tests, die eine detailliert Verhaltensanalyse ermöglichen. Zusätzlich messen wir in den beteiligten Hirnarealen die Expression von Markermolekülen für neuronale Aktivität. Ziel unserer Arbeiten ist eine detaillierte Beschreibung der Rolle des mOFC bei der Auswahl und Ausführung erlernter zielgerichteter Handlungen und seiner Interaktionen mit bekannten Schlüsselstrukturen des zugrundeliegenden neuralen Netzwerks auf der molekularen, neuralen und Verhaltensebene. Diese Experimente geben neue Einblicke in die noch immer wenig verstandene Rolle des mOFC bei Entscheidungsprozessen. Unsere Arbeiten ermöglichen es ggfs. auch, die beeinträchtigte Entscheidungsfindung und Handlungsauswahl bei neuropsychiatrischen Erkrankungen mit präfrontaler Beteiligung, wie z.B. depressiven Störungen, besser zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen