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Prefrontal and cingulate interactions in cognitive control: reversible inactivation and electrocorticograms

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Wie lernt man? - Analyse von Lernkompetenzen

Primaten haben ein breites Spektrum an kognitiven Fähigkeiten. Ein EU-Projekt untersuchte in einer umfangreichen Studie an Makaken das Lernverhalten hochentwickelter Primaten.

Gesundheit

Bei Primaten finden kognitive Prozesse in erster Linie im präfrontalen Kortex (PFC) statt. Daher sind Primaten auch in der Lage, komplexe kognitive Prozesse auszuführen. Das EU-finanzierte Projekt "Prefrontal and cingulate interactions in cognitive control: Reversible inactivation and electrocorticograms" (REVERSIBLE COGNITION) untersuchte an Makaken Lernprozesse und Ausbildung von Lernkompetenzen, daraus resultierendes intellektuelles Potenzial und assoziierte Verhaltensweisen. Die erste Aufgabe bestand für die Forscher darin, für Makaken eine komplexe Aufgabe zu entwickeln, um deren kognitive Kontrolle (intellektuellen Fähigkeiten) zu testen. Auch sollte ermittelt werden, wie sich Lernkompetenz durch Übung verbessern lässt. Zweitens demonstrierten die Forscher an einer neurophysiologischen Längsschnittuntersuchung, wie Regionen im Affengehirn bei der Problemlösung zusammenarbeiten. Die Affen mussten zunächst eine Aufgabe lösen, bei der das neue Element deutlich angezeigt wurde, was den Lernprozess vereinfachte. Anschließend konnten die Affen neue Aufgaben immer schneller lösen und beschleunigten die Lerngeschwindigkeit (ein Phänomen, das als Lernkurve bezeichnet wird). Dann wurde den Affen eine besonders schwierige Aufgabenstellung präsentiert. Obwohl dort keine Hilfen gegeben wurden, konnten die Affen die Aufgabe lösen, was zeigt, dass Lernkurven-ähnliche Prozesse die kognitive Flexibilität und Lernkompetenz verbessern können. Aufnahmen der Hirnaktivität zeigten, dass präfrontaler Cortex und Scheitellappen bei der Problemlösung aktiviert werden, was bestätigt, dass diese Bereiche für intellektuelle Fähigkeiten zuständig sind. Im letzten Projektabschnitt sollen die Hirnregionen vorübergehend gezielt deaktiviert werden, um zu zeigen, wo Interaktionen dieser Hirnareale stattfinden, wenn Aufgaben gelöst werden. Die Ergebnisse könnten neue Erkenntnisse über zahlreiche Krankheiten liefern, die zu intellektuellen Defiziten führen, und davon könnte vor allem die Hirnforschung und Rehabilitation von Patienten mit Hirnschäden profitieren.

Schlüsselbegriffe

Lernkompetenz, Primaten, kognitive Fähigkeiten, Makaken, kognitive Kontrolle, präfrontaler Kortex, kognitive Prozesse, Interaktionen im cingulären Cortex, vorübergehende Deaktivierung, Elektrokortikogramme, Lernsatz, kognitive Flexibilität

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