Untersuchung der neuroanatomischen und elektrophysiologischen Grundlagen der Vigilanz anhand von funktioneller Bildgebung, Elektroenzephalographie und invasiver Elektrokortikographie des menschlichen Gehirns.

• Antragstellerin: Dr. Sepideh Sadaghiani
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 200051955

Vigilanz bezeichnet einen Zustand intrinsisch aufrecht erhaltener erhöhter Reaktionsfähigkeit. Die neuronalen Mechanismen dieser Funktion sind wenig verstanden. Mittels funktioneller Bildgebung (fMRT) haben wir zuvor in einem Vigilanz-intensiven Paradigma beobachtet, dass neuronale Aktivität in einem Netzwerk bestehend aus Teilen des Gyrus cinguli, der Insel und des Thalamus die Wahrnehmung von Stimuli unterstützt. Ferner korrelierten spontane Aktivitätsfluktuationen in diesem Netzwerk (gemessen durch fMRT) mit Amplitudenschwankungen von Alpha-Wellen (10-12Hz), einem elektrophysiologischen Korrelat von Vigilanz (gemessen durch simultane Elektroenzephalographie (EEG)). Letztere korrelierten negativ mit Aktivität in Regionen für selektive Aufmerksamkeit. Diese Befunde haben zu einer Hypothese über die neuroanatomischen und elektrophysiologischen Grundlagen von Vigilanz geführt. Demnach implementiert das o.g. Netzwerk die Vigilanzfunktion durch eine globale Verstärkung von Alpha-Wellen, welche mittels einer rhythmischen Inhibition von Informationsaufbau zur verbesserten Reaktionsfähigkeit und Performanz führt. Dagegen wird selektive Aufmerksamkeit als eine hierarchisch eingebettete, lokale Desynchronisierung von Alpha-Wellen verstanden, die die Verarbeitung spezifisch zu verstärkender Signale unterstützt. Zur Untersuchung dieser Hypothese werde ich ein Paradigma verwenden, das Vigilanz und selektive Aufmerksamkeit unabhängig voneinander beeinflusst. In einer fMRT-Studie überprüfe ich, ob das o.g. Netzwerk der Aufrechterhaltung der Vigilanz zugrunde liegt. Die Verwendung des identischen Paradigmas in einer EEG-Studie ermöglicht es zu untersuchen, ob Vigilanz einer generellen Alpha-Synchronisierung und selektive Aufmerksamkeit einer fokalen Alpha-Desynchronisierung entspricht. Weiterhin werde ich mittels invasiver Elektrokortikographie in prächirurgischen Patienten die Auswirkung dieser elektrophysiologischen Mechanismen auf lokale Informationsverarbeitung erfassen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Mark d' Esposito