Neuronale Mechanismen des Lernens und der Nutzung abstrakter Repräsentationen

Trotz der Bedeutung von Abstraktion für die menschliche Kognition ist wenig über die zugrundeliegenden Mechanismen und deren Störung durch Krankheit oder Verletzung bekannt. Das Ziel dieser Forschung ist es, ein schaltkreisebene Verständnis von Abstraktion zu entwickeln, um die Entwicklung neuer Behandlungen für die verheerenden Auswirkungen von kognitiven Störungen, bei denen Abstraktion versagt, zu ermöglichen. Im Rahmen dieser Studie werden Forscher Experimente durchführen, die die seltene Gelegenheit nutzen, in-vivo von einzelnen menschlichen Neuronen gleichzeitig in mehreren Hirnarealen bei Patienten, die wegen therapieresistenter Epilepsie behandelt werden, aufzuzeichnen.

Forscher werden drei übergreifende Hypothesen über das neurale Substrat der Abstraktion untersuchen. Ziel 1: die Dynamik des Lernens abstrakter Repräsentationen zu bestimmen. Ziel 2: zu entschlüsseln, wie abstrakte Repräsentationen Generalisierung erleichtern. Ziel 3: zu entschlüsseln, wie abstrakte Repräsentationen analoges Denken erleichtern.

Die erwarteten Ergebnisse dieser Arbeit sind eine Charakterisierung, wie abstrakte neuronale Repräsentationen gebildet werden, wie sie die Generalisierung auf neue Reize und Aufgaben ermöglichen und wie sie analoges Denken ermöglichen.

Teilnehmer an dieser Studie sind Patienten, die sich einer invasiven Überwachung bei Verdacht auf fokale Epilepsie mit Tiefenelektroden unterziehen. Die Probanden werden während ihres Krankenhausaufenthalts eine Vielzahl kognitiver Tests an einem vor ihnen platzierten Computer durchführen. Die teilnehmenden Krankenhäuser in dieser Studie sind Cedars-Sinai, UC Davis und das Barrow Neurological Institute.