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Projekt
Zustandsabhängige neuronale Variabilität im präfrontalen Cortex von Primaten während numerischer Urteilsfindung
Antragsteller
Professor Dr. Andreas Nieder
Fachliche Zuordnung
Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
Förderung
Förderung seit 2026
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437610067
Menschen und Tiere teilen ein fundamentales, nicht-symbolisches Zahlensystem, das sowohl die Wahrnehmung von Mengen als auch die Erzeugung einer bestimmten Anzahl selbstinitiierter Handlungen ermöglicht. Diese Fähigkeit ist nicht nur für formale mathematische Denkprozesse entscheidend, sondern auch für adaptives Verhalten in natürlichen Umgebungen. In der ersten Förderphase konnten wir neuronale Mechanismen im Primatengehirn identifizieren, die wahrgenommene Anzahlen mit der Anzahl selbst erzeugter Handlungen verknüpfen. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen zielt das aktuelle Projekt darauf ab, ein bislang wenig erforschtes, jedoch zentrales Merkmal höherer Kognition zu untersuchen: die Rolle von Versuch-zu-Versuch-Variabilität in der neuronalen Aktivität des präfrontalen Cortex (PFC) während numerischer Entscheidungsprozesse. Anstatt bloßes Rauschen darzustellen, gehen wir davon aus, dass diese Variabilität kognitive Flexibilität ermöglicht, indem sie dynamische Kodierungsstrategien und adaptive Netzwerkzustände unterstützt. Obwohl neuronale Variabilität im PFC bei Primaten gut dokumentiert ist, bleibt ihre spezifische rechnerische Funktion für numerische Urteilsfindung und Verhaltensanpassung weitgehend ungeklärt. Zur Untersuchung dieser Fragestellung werden wir Rhesusaffen (Macaca mulatta) in verhaltensmäßig anspruchsvollen Verzögerungsaufgaben testen, die numerische Schätzung, Arbeitsgedächtnis und willentliche motorische Handlungen erfordern. Dazu gehört auch eine komplexe motorische Zählaufgabe, die in der ersten Förderperiode etabliert wurde. Wir kombinieren Verhaltensanalysen mit hochauflösenden neuronalen Ableitungen, um zu untersuchen, wie sowohl spontane als auch experimentell modulierte Variabilität der PFC-Aktivität die Aufgabenleistung beeinflusst. Ein besonderer Fokus liegt auf der Rolle neuromodulatorischer Systeme, insbesondere des dopaminergen Systems, bei der Steuerung dieser Variabilität und ihrer kognitiven Auswirkungen. Durch die Verknüpfung neuronaler Variabilität mit kognitiver Funktion wird dieses Projekt neue Einblicke in die Mechanismen der adaptiven numerischen Kognition ermöglichen. Vergleichende Analysen mit anderen Modellsystemen innerhalb des Forschungsverbunds werden zudem gemeinsame und spezies-spezifische Strategien kognitiver Flexibilität aufdecken. Unser Primatenmodell bildet eine zentrale Brücke zwischen der humanen Kognitionsforschung und mechanistischen Studien in Nagetieren und trägt im Rahmen einer engen interdisziplinären Zusammenarbeit wesentlich zum Verständnis der Funktion des präfrontalen Cortex bei.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
