Dopaminerge Modulation der Handlungsüberwachung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Der Fokus des Projekts "Dopaminerge Modulation der Handlungsüberwachung" lag auf der Untersuchung der neurochemischen Grundlagen der Mechanismen der Evaluation von Handlungsergebnissen und dem Lernen aus diesen Ergebnissen. Ein erstes Experiment mit funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) wurde mit Versuchspersonen durchgeführt, die hinsichtlich einer Variation im Gen für den Dopamin D2 Rezeptor (DRD2/ANKK1-TaqlA Polymorphismus) gruppiert waren. Untersuchungen mit einer probabilistischen Reaktions-Umkehraufgabe ergaben eine Reihe wegweisender Befunde: Der lateral orbitofrontale Cortex sowie das ventrale Striatum zeigten erhöhte Aktivität bei negativen Ergebnissen, die eine Verhaltensanpassung nach sich zogen. Im anterioren cingulären Cortex fand eine Integration von Handlungsergebnissen über mehrere Experimentaldurchgänge statt. Träger der Genvariante, die mit einer verminderten Expression striataler D2 Rezeptoren assoziert ist, zeigten eine Instabilität beim Erwerb neuer Handlungs-Ergebnis-Assoziationen. Dies spiegelte sich auch in den neuronalen Korrelaten des Umkehrlernens wieder. Die Ergebnisse dieser Studie wurden im Journal of Neuroscience publiziert. Seit der Veröffentlichung wurde diese Arbeit bereits 23-mal zitiert und neulich von Trevor Bobbins in der Faculty of 1000 (F1000) als „recommended article" eingestuft (Robbins T: 2009. F1000.com/1157745). In einer pharmakologischen Studie mit Amisulprid (D2 Antagonist) und Pramipexol (D2 Agonist) konnten eine Reihe weiterer wichtiger neuer Befunde gewonnen werden. Insbesondere zeigten wir, dass eine Dosis von Amisulprid, die vorzugsweise Autorezeptoren blockiert i) zu einer verstärkten Kodierung von Vorhersagefehlern im Striatum führt, ii) die Korrelation des ventromedialen präfrontalen Cortex mit dem erlernten Wert der Auswahloptionen erhöht und iii) das Entscheidungsverhalten verbessert, wenn Probanden zwischen bei stark belohnungsassozierten Symbolen wählen mussten. In einer darauf aufbauendenden Studie wurden corticostriatale Interaktionen während des Verstärkungslernens mittels continous theta-burst stimulation (cTBS) über dem lateralen Präfrontalcortex untersucht. Die Ergebnisse dieser Studie lieferten zusätzliche Unterstützung für die oben genannten Befunde der pharmakologischen Studie. Eine weitere pharmakologische Studie zeigte differentielle Effekte von NMDA- und Dopamin D2-Rezeptorantagonismus auf Annäherungs- und Vermeidungslernen. Darüber hinaus konnten wichtige Erkenntnisse hinsichtlich der Striatalen Computationen im instrumentellen Lernen gewonnen werden. Insgesamt kann die Forschungsarbeit im Rahmen der Förderung als großer Erfolg angesehen werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2009). Dopamine DRD2 polymorphism alters reversal learning and associated neural activity. J Neurosci 29(12): 3695-3704
Jocham G, Klein TA, Neumann J, Reuter M, von Cramon DY, Ullsperger M
- (2011) Dopamine-mediated reinforcement learning signals in the striatum and ventromedial prefrontal cortex underlie value-based choices. J Neurosci 31(5): 1606-1613
Jocham G, Klein TA, Ullsperger M
