Die Wechselwirkung von Gedächtnis und Verstärkungslernen bei wertbasierten Entscheidungen

• Antragsteller: Professor Dr. Radoslaw Martin Cichy, seit 7/2022
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 412917403

Wertbasierte Entscheidungen basieren oft auf dem Langzeitgedächtnis, jedoch wurden Entscheidungsfindung und Gedächtnis bisher meist getrennt voneinander untersucht. Neuere Studien weisen darauf hin, dass Interaktionen zwischen dem Hippocampus (HC), dem ventralen Striatum (VST) und dem ventromedialen präfrontalen Kortex (VMPFC) für gedächtnisbasierte Entscheidungen wesentlich sind. Die Reifung dieser Regionen im Kindes- und Jugendalter verläuft unterschiedlich. Außerdem zeigen diese Regionen auch bei Personen ähnlichen Alters deutliche individuelle Unterschiede in Struktur und Funktion. Inwieweit unterschiedliche Reifungsänderungen dieser Hirnregionen vom mittleren Kindheits- bis zum frühen Erwachsenenalter sowie individuelle Unterschiede die Interaktionen zwischen Gedächtnis und Entscheidungen beeinflussen, ist weitgehend unerforscht.Das erste Ziel besteht darin, debesteht darin, den Beitrag von HC, VST und VMPFC zu gedächtnisgeführten, wertbasierten Entscheidungen neurocomputational zu analysieren. Das zweite Ziel besteht darin, ein mechanistisches Modell der Interaktion von Gedächtnis und Entscheidungsfindung bei jungen Erwachsenen zu entwickeln, d.h., ein Modell für die Stärke und Richtung der funktionalen Verbindungen zwischen HC, VST und VMPFC. Dieses Modell wird verwendet, um zu erfassen, wie individuelle Unterschiede in der Struktur und Funktion des Gehirns bei jungen Erwachsenen zu individuellen Unterschieden bei der gedächtnisgeführten, wertbasierten Entscheidungsfindung beitragen. Das dritte Ziel ist es schließlich, herauszufinden, inwieweit sich Hirnreifungsprozesse vom mittleren Kindheits- bis zum frühen Erwachsenenalter auf die Interaktionen zwischen Gedächtnis und Entscheidungen auswirken. Um diese Ziele zu erreichen, werden wir einen multimodalen, modellbasierten MRI-Ansatz mit einem Entwicklungsansatz kombinieren. Im ersten Arbeitspaket (AP) werden wir mittels eines modellbasierten fMRI-Ansatzes den Einfluss von HC, VST und VMPFC auf gedächtnisgeleitete, wertbasierte Entscheidungen in jungen Erwachsenen analysieren. Als nächstes werden wir den Umfang und die Richtung der Verbindungen zwischen HC, VST und VMPFC unter Verwendung dynamischer kausaler Modellierung (DCM) testen. Im zweiten Arbeitspaket werden wir untersuchen, wie individuelle Unterschiede in Gehirnstruktur (DTI, quantitatives Multi-Parameter Mapping), Gehirnfunktion (fMRT) und Verhalten (Genauigkeit, RT, teilnehmerspezifische Modellparameterschätzungen) während gedächtnisgeführten, wertbasierten Entscheidungen miteinander in Beziehung stehen. Im dritten Arbeitspaket werden wir das in AP1 und AP2 verwendete experimentelle Paradigma für Kinder (8–10 Jahre alt) und Jugendliche (13–15 Jahre alt) anpassen. Wir werden einen modellbasierten fMRT- sowie DTI-Ansatz verwenden, um zu untersuchen, inwieweit altersbedingte Unterschiede in struktureller und funktioneller Konnektivität mit Altersunterschieden in gedächtnisgeführten, wertbasierten Entscheidungen assoziiert sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Ulman Lindenberger, Ph.D.
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Hauke Reiner Heekeren, bis 6/2022