Bildgebung menschlicher Hirnaktivität während aktiver räumlicher Orientierung

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Gramann
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine, Kognitive und Mathematische Psychologie ; Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 321967722

Das Ziel des vorliegenden Antrags ist die Beschreibung menschlicher Hirnaktivität während aktiver räumlicher Orientierung. Hierbei wird Hirnaktivität und die damit verbundene kortikale Repräsentation bewegungsabhängiger visueller, vestibulärer und kinästhetischer Information in mobilen Probanden während aktiver Bewegung untersucht. Dieser Mobile Brain/Body Imaging Untersuchungsansatz soll helfen Theorien zur räumlichen Orientierung weiter zu entwickeln und neue Erkenntnisse über die kortikale Repräsentation idiothetischer Information zu erlangen. Die systematische Untersuchung menschlicher Hirnaktivität während Rotation und Translation erlaubt Rückschlüsse auf die Verarbeitung vestibulärer und kinästhetischer Informationen und wie diese Information zur räumlichen Orientierung genutzt wird. Hierbei wird ein kortikales Gebiet mit besonderer Bedeutung für räumliche Orientierung, der retrospleniale Komplex (RSC), gezielt auf seine räumlich-kognitiven Funktionen hin untersucht. In einer Reihe systematisch aufbauender Experimente wird die Hirnaktivität von Probanden in Navigationsaufgaben mit Ganzkörperbewegung mit identischen Aufgaben ohne Bewegung in identischen virtuelle Welten untersucht. Die synchronisierte Messung von Elektroenzephalographie (EEG), Bewegungsmessung (Motion Capture) und portabler Virtueller Realität (VR) erlaubt hierbei die systematische Analyse bewegungsabhängiger kortikaler Aktivität. Die EEG-Aktivität wird anhand daten-getriebener Auswertungsansätze analysiert und die gegenseitige Beeinflussung von elektrokortikaler Aktivität, aktiver Bewegung und kognitiven Prozessen visualisiert. Die Art mobiler Messung menschlicher Hirnaktivität wird durch die technische Entwicklung portabler EEG-Systeme und der Nutzung neuer Analysemethoden ermöglicht. Momentan sind die elektrokortikalen Prozesse, die aktiver räumlicher Orientierung mit allen zur Verfügung stehenden Sinnen zugrunde liegen, unbekannt. Die Arbeiten in diesem Antrag sollen diese Lücke schließen und anhand mobiler Bildgebung menschlicher Hirnaktivität die Limitationen traditioneller Bildgebungsverfahren überkommen. Die Ergebnisse des Projekts werden Rückschlüsse auf die kortikale Verarbeitung idiothetischer Information erlauben. Weiterhin können die Ergebnisse neue Erkenntnisse liefern, wie idiothetische Information für die räumliche Orientierung genutzt wird und letztlich trägt das Projekt zum Verständnis über den Zusammenhang idiothetischer Information und individuellen Unterschieden in räumlicher Orientierung bei.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Professor Scott Makeig, Ph.D.