Dynamische Codierung taktil-motorischer Transformationen im posterioren Parietalcortex von Mensch und Makake

• Antragsteller: Professor Dr. Tobias Heed
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften ; Allgemeine, Kognitive und Mathematische Psychologie ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406565145

Der posteriore Parietalcortex (PPC) ist maßgeblich an sensomotorischen Transformationen beteiligt. Jedoch ist unklar, wie er zu auf den eigenen Körper gerichteten Bewegungen beiträgt. Das vorliegende Projekt untersucht die Implementierung zielgerichteter, taktil-motorischer Handlungen im PPC von Menschen und Makaken. Die Projektziele sind (i) die Identifikation der hierbei involvierten PPC-Areale sowie (ii) der von ihnen verwendeten räumlichen Codierungen, und (iii) die Charakterisierung der Dynamik innerhalb und zwischen Arealen, die in Abhängigkeit des zu verwendenden Effektors taktile Informationen von der Haut in den Raum umcodieren. Die drei Hauptansätze sind (a) die Durchführung homologer, direkt verknüpfbarer Experimente in den beiden Spezies über verschiedenen Methoden (fMRT, Verhalten, Neurophysiologie); (b) die Untersuchung taktilen Verhaltens über zwei Effektorsysteme (Sakkaden, Armbewegungen), um gemeinsame und spezialisierte Verarbeitungsmechanismen zu identifizieren; und (c) die Ergänzung dieser speziesübergreifenden Experimente durch spezifische Paradigmen im Menschen, wo ein direkter Vergleich zwischen Spezies nicht möglich ist. Die Experimente verwenden ein gemeinsames Set an Manipulationen. Sensorische und motorische Aspekte der Verarbeitung werden durch „delayed movement“ Paradigmen mit Pro- und Antibewegungen getrennt. In der Sensorik werden visuelle und taktile Modalität, in der Motorik Sakkaden- und Armbewegungsplanung direkt miteinander verglichen, um die Rolle intraparietaler Areale in der taktil-motorischen Kontrolle zu charakterisieren. Ein zentrales Anliegen ist, haut-, körperteil- und augenzentrierte Codierungssysteme zu dissoziieren, indem Arme oder Beine gekreuzt werden, so dass sich Körper- und Raumseite – anders als bei ungekreuzten Extremitäten – nicht entsprechen.Die projektübergreifenden Hypothesen sind, dass (1) in Mensch und Makake taktil geleitete Bewegungen gemeinsamen Verarbeitungsprinzipien unterliegen, (2) posteriore Regionen, die gegenwärtig mit augenzentrierter Codierung assoziiert werden, diese Codierung über alle sensorischen Modalitäten hinweg nutzen, (3) anteriore Regionen hierzu hingegen eine haut- oder körperteilbezogene Codierung nutzen, und (4) alle Regionen gemeinsam sensorische Informationen dynamisch in einen motorischen, zielbezogenen Code transformieren.Der übergeordnete wissenschaftliche Beitrag des Projekts ist die Erweiterung der Konzepte rein visuo-motorischer Kontrolle auf das taktile System als ein erster Schritt hin zur Integration von Körper und Selbst in Modelle sensomotorischer Kontrolle. Darüber hinaus stellt das Projekt eine über Spezies generalisierte, integrierte Charakterisierung sensomotorischer Verarbeitung über Modalitäten und Effektoren hinweg bereit. Hierdurch eröffnet es neue Perspektiven zum Verständnis der funktionalen und anatomischen Organisation des PPC.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartnerin: Professorin Suliann Ben Hamed, Ph.D.