Erforschung von kontextabhängigem Verhalten
Welche biophysikalischen Grundlagen kognitive Funktionen, etwa Gedächtnis oder Entscheidungsfindung, haben, gehört dabei zu den wichtigsten Fragestellungen in den Neurowissenschaften. Aus experimentellen Daten wurden Modelle für neuronale Prozesse erstellt, die für Entscheidungsfindung, Gedächtnis und Konzentration zuständig sind. Viele dieser kognitiven Aufgaben lassen sich als kontextabhängig beschreiben. Wie auf einen Reiz reagiert wird, wird von Faktoren wie Zielstellung, Erfahrung oder Motivation beeinflusst. Das Projekt C – Learning (Learning context dependent behavior: neural and synaptic mechanisms) entwickelte ein theoretisches Modell zu kontextabhängigem Verhalten, das auf realistischen biologischen Daten beruht. C - Learning testete das Modell in elektrophysiologischen Experimenten, in denen Affen eine kontextabhängige (trace conditioning) Aufgabe ausführen mussten. Beim Trace conditioning folgt auf einen bedingten (erlernten) ein unbedingter Reiz, dazwischen liegt ein Zeitintervall. Das Modell beschreibt, wie Synapsenpopulationen den Zeitintervall kodieren, der zwischen zwei aufeinander folgenden Ereignissen liegt. Voraussetzung hierfür ist, dass die neuronalen Synapsen eine endliche Zahl von Zuständen annehmen können. So demonstrierte C – Learning, dass sich Affen kontextabhängig verhalten und identifizierte die jeweiligen neuronalen Substrate für dieses Verhalten. Weitere Untersuchungen im Rahmen des Projekts sollen zeigen, ob die biophysikalischen neuronalen Zustände bei kontextabhängigem Verhalten eine Funktion der allgemeinen synaptischen Plastizität sind. Die nächste Aufgabe ist nun, Regionen im Kortex identifizieren, die kontextabhängiges Verhalten steuern, was Aufschluss über die Ursachen diesbezüglicher Erkrankungen und kognitive Zustände (z.B. Intention oder Motivation) liefern soll.
