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Projekt
Abbildung kognitiver Variabilität während der Entwicklung in präfrontalen Netzwerken
Antragstellerin
Professorin Dr. Ileana L. Hanganu-Opatz
Fachliche Zuordnung
Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
Förderung
Förderung seit 2026
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437610067
Die meisten Funktionen, die zur kognitiven Flexibilität beitragen, wie beispielsweise das Arbeitsgedächtnis (Working Memory, WM), entwickeln sich vermutlich parallel zur Reifung präfrontaler Schaltkreise. Dementsprechend nehmen sie vom Kindesalter bis ins junge Erwachsenenalter progressiv zu und zeigen erst ab dem mittleren Erwachsenenalter einen altersbedingten Rückgang. Im Gegensatz dazu erreichen bestimmte Aspekte der kognitiven Flexibilität, insbesondere die Entscheidungsfähigkeit (Decision Making, DM), ihr Leistungsmaximum bereits im Jugendalter. Die Prinzipien, die die Entstehung kognitiver Flexibilität auf Basis der entsprechenden Formung neuronaler Ensembles bestimmen, insbesondere in Bezug auf die unterschiedlichen Entwicklungsverläufe von WM und DM, sind bisher nur unzureichend verstanden. Während der 1. Förderperiode kombinierten wir Verhaltensanalysen mit chronischen elektrophysiologischen Ableitungen von Netzwerk- und Einzelzellaktivitäten über die Entwicklungsspanne hinweg. Dabei konnten wir zeigen, dass die Reifung präfrontaler Schaltkreise einem nicht-linearen Verlauf folgt und eng mit der Entwicklung von WM- und DM-Fähigkeiten verknüpft ist. Zudem entfaltet sich die zeitliche Koordination präfrontaler Ensembles aufgabenspezifisch mit fortschreitendem Entwicklungsstand. Darüber hinaus beobachteten wir eine ausgeprägte inter- und intraindividuelle Variabilität bei der Ausprägung verhaltensbezogener Merkmale in WM- und DM-Aufgaben, obwohl die Mäuse genetisch nahezu identischen sind und unter vergleichbaren Bedingungen aufwachsen. Im Einklang mit den zentralen Zielen der Forschungsgruppe werden wir in der 2. Förderperiode die Ursachen und Mechanismen intra- und interindividueller Verhaltensvariabilität während der Entwicklung sowie deren Bedeutung für die kognitive Flexibilität im Erwachsenenalter untersuchen. Zuerst planen wir Verhaltensstrategien entlang der Entwicklung zu klassifizieren und ihre neuronalen Korrelate zu identifizieren. Im zweiten Schritt werden wir die Auswirkungen von Lernprozessen auf die entwicklungsbedingte Verhaltens- und neuronale Variabilität zwischen und innerhalb von Individuen untersuchen. Als drittes Ziel werden wir die Identifizierung zellulärer Substrate der altersabhängigen Verhaltensvariabilität verfolgen. Abschließend werden wir analysieren, wie sich kognitives Training im während der Entwicklung auf die intra- und interindividuelle Variabilität im Erwachsenenalter auswirkt. Wir erwarten, dass die gewonnenen Erkenntnisse ein detailliertes mechanistisches Verständnis darüber ermöglichen, wie kognitive Flexibilität in Wechselwirkung mit der dynamischen Ausbildung präfrontaler Ensembles entsteht.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
