FOR 5389:  Kontexteinflüsse auf dynamische Lernprozesse in sich verändernden Umgebungen: Grundlegende Mechanismen und klinische Implikationen

• Fachliche Zuordnung: Sozial- und Verhaltenswissenschaften ; Medizin
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 461947532

Die Fähigkeit, aus ungeordnetem Input Regelmäßigkeiten sowie ihre Veränderungen zu erkennen und die eigene Vorstellung immer wieder optimal anzupassen, ist für mentale Gesundheit elementar. Optimales Lernen in sich verändernden Umgebungen erfordert eine dynamische Anpassung der Lernrate (Dynamisches Belief Updating = DynBU) abhängig davon, ob es sich um tatsächlich relevante Veränderungen (Wendepunkte) oder einfach um verrauschte Datenpunkte eines ansonsten stabilen, aber probabilistischen Prozesses handelt. Gelingt diese Anpassung nicht, kommt es zu einer verzerrten Vorstellung der Wirklichkeit. Bei psychischen Störungen kann sich dies beispielsweise darin äußern, dass an Überzeugungen festgehalten wird, die sich nicht mehr mit realen Erfahrungen decken. Allerdings ist die Annahme, dass Psychopathologie aus Schwierigkeiten im DynBU resultieren könnte, bislang nicht systematisch untersucht. Auch sind die Mechanismen von DynBU weitgehend unbekannt. Wir gehen davon aus, dass Wendepunkte eine Kaskade von Überraschung, tonischem Arousal und kortikalem Netzwerkreset auslösen. Abweichungen in dieser Kaskade mit Auswirkungen auf die Lernrate könnten zu psychischen Störungen beitragen. Zudem gehen wir davon aus, dass DynBU innerhalb bestimmter Entwicklungsphasen oder getriggert durch bestimmte Ereignisse verstärkt erfolgt. Ein besseres Verständnis dieser Kontextabhängigkeit wäre nicht nur ein Beitrag zu einem verbesserten Verständnis von adaptiven Prozessen an sich, sondern könnte auch helfen, die Entwicklung und Kontextabhängigkeit von Psychopathologie nachzuvollziehen. Diese Forschungsgruppe zielt in neun innovativen Projekten darauf ab 1) zugrundeliegende Mechanismen von DynBU zu entschlüsseln, 2) klinisch relevante entwicklungsbedingte und ereignis-getriggerte Kontexteinflüsse zu identifizieren, und 3) Probleme in DynBU zu spezifizieren, die Psychopathologie begünstigen. Um die untersuchten Populationen und Kontextfaktoren zwischen Projekten vergleichen zu können, verwendet jedes Projekt eine prädiktive Inferenzaufgabe mit wiederholten Wendepunkten und erhebt vergleichbare behaviorale, klinische, neuronale und psychophysiologische Daten. Die Integration über Projekte hinweg erfolgt in geteilten Datenanalysen mittels kognitiver Modellierung. Zur Erreichung der ambitionierten Ziele setzt sich die interdisziplinär ausgerichtete Forschungsgruppe aus 13 etablierten Forscher:innen und einem Mercatorfellow zusammen, die die notwendige Expertise in Psychopathologie, Entwicklung, Lernmechanismen, neuronaler Verarbeitung und kognitiver Modellierung mitbringen. Die fundamentalen Einsichten in die Mechanismen von DynBU und in den moderierenden Einfluss ontogenetischer und ereignisausgelöster Kontextfaktoren werden unser Verständnis darüber, wie Menschen lernen und sich anpassen, signifikant erweitern. Dies wird uns helfen, klinisch relevante Abweichungen zu identifizieren und es verspricht Ansatzpunkte für innovative und entwicklungsoptimierte Intervention.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Die Integration dynamischer Lernprozesse über klinische Störungen und Kontexte (Antragsteller Gluth, Sebastian )
• Dynamische Aktualisierung interner Modelle im Angstphänotyp: Entwicklungsaspekte und Salienzkontext (Antragstellerinnen / Antragsteller Asbrand, Julia ;  Bruckner, Rasmus ;  Lüken, Ulrike )
• Dynamische Überzeugungsanpassung unter Stress: Kontextabhängigkeit und zeitliche Dynamik (Antragsteller Schwabe, Lars )
• Dynamisches Belief Updating in der Adoleszenz und seine Bedeutung für die Entwicklung von Psychopathologie (Antragstellerinnen Lincoln, Tania ;  Riesel, Anja )
• Implementierung des dynamischen Bedrohungslernens im zerebro-spinalen System und opioidergen Bahnen (Antragsteller Büchel, Christian ;  Haaker, Jan )
• Koordinationsfonds (Antragstellerin Lincoln, Tania )
• Neurokognitive Mechanismen nicht-instruierter, dynamischer Lernprozesse und vorklinisch relevante interindividuelle Unterschiede im Säuglingsalter (Antragsteller Liszkowski, Ulf )
• Neuronale Netzwerkgrundlagen von gesundem und beeinträchtigtem Belief Updating (Antragstellerinnen / Antragsteller Donner, Tobias ;  Lincoln, Tania )
• Signaturen eines Netzwerkresets beim dynamischen Belief Updating in volatilen und stochastischen Umgebungen (Antragsteller Gläscher, Jan )

• Sprecherin: Professorin Dr. Tania Lincoln