Der Entwicklungsprozess von nicht evolutionär angelegten Verarbeitungsregionen im menschlichen Gehirn

• Antragstellerin: Dr. Mareike Grotheer
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 298695428

Das übergeordnete Ziel dieses Projektes ist es, den Entwicklungsprozess von menschlichen Gehirnregionen zu verstehen, welche auf die Verarbeitung bestimmter visueller Stimuli spezialisiert sind. Die meisten dieser Areale haben sich im Laufe der menschlichen Evolution herausgebildet und es ist somit sehr schwierig ihren Entstehungsprozess nachzuvollziehen. In diesem Projekt, werde ich mich daher auf die Areale fokussieren, welche Zahlen und Buchstaben verarbeiten. Zahlen und Buchstaben haben für uns Menschen erst kürzlich Beudeutung erlangt und ihre zugehörigen Areale sind daher nicht evolutionär angelegt. Stattdessen entwickeln sie sich durch Lernprozesse im Laufe des Lebens, einen Vorgang welchen ich besser verstehen möchte. Nach der Zerstörung oder bei Dysfunktionalität dieser oder ähnlich spezialisierter Areale (z.B. durch einen Schlaganfall), ist dieses Verständnis essentiell für eine erfolgreiche Behandlung. Der erste Schritt das übergeordnete Ziel zu erreichen, ist zu verstehen, ob diese spezialisierten Areale vollständig voneinander abgegrenzt sind, oder ob es eine funktionelle oder räumliche Überlappung zwischen den Gehirnregionen gibt. Eine Überlappung der Areale würde darauf hinweisen, dass ein Areal potenziell die Aufgaben des anderen Areals übernehmen könnte. Im Rahmen dieses Projektes sollen drei Experimente durchgeführt werden, um die Abgegrenztheit der Areale zu klären. In dem ersten Experiment werden den Probanden Römische Ziffern präsentiert. Römische Ziffern können abhängig vom Kontext, als Zahlen oder als Buchstaben fungieren. Meine Hypothese ist, dass ein entsprechender Kontext ausreicht, um die Gehirnaktivität zwischen dem zahlen- und dem buchstabenselektivem Areal zu verschieben. Dies würde bedeuten, dass die Areale funktionell nicht vollständig unabhängig sind. Im folgenden zweiten Experiment werden Probanden untersucht, die häufig mit entweder Zahlen oder Buchstaben konfrontiert sind, z.B. Studenten der Mathematik. Hierdurch können wir verstehen, ob Erfahrung mit den Stimuli die räumliche Ausdehnung oder die funktionellen Eigenschaften der Gehirnareale verändern kann. Eine solche Veränderung der Areale würde darauf hindeuten, dass sie nicht vollständig unabhängig sind. Letztendlich werden den Probanden Morphs, d.h. Stimuli deren Erscheinungsbild zwischen Zahlen und Buchstaben liegt, präsentiert, um zu untersuchen, ob es einen abrupten oder einen kontinuierlichen räumlichen Übergang zwischen den spezialisierten Arealen gibt. Ein kontinuierlicher Übergang würde darauf hinweisen, dass diese Areale nicht vollständig getrennt voneinander sind. Mit den Erkenntnissen einer funktionellen und / oder räumlichen Überschneidung der Areale würde eine neue Möglichkeit aufgezeigt werden den Verlust von Gehirnfunktionalität zu kompensieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Dr. Kalanit Grill-Spector