Kognitive Kontrolle und der präfrontale Kortex: Funktionelle Messungen und Effekte von Neuromodulation bei gesunden Probanden und einer hoch-impulsiven Risikostichprobe

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Ann-Christine Ehlis, Ph.D.; Professor Dr. Andreas Jochen Fallgatter
• Fachliche Zuordnung: Biologische Psychiatrie ; Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften ; Persönlichkeitspsychologie, Klinische und Medizinische Psychologie, Methoden
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 287036658

Menschliches Entscheidungsverhalten steht oft im Spannungsfeld zwischen internen Zielen und externen Umwelteinflüssen, wobei letztere meist über sensorische Kanäle verarbeitet werden. Kognitive Kontrolle ist immer dann erforderlich, wenn ziel-irrelevante Information mit ziel-relevanter Information bei der Verhaltensauswahl interferiert, d.h. wenn aufgaben-irrelevante Reizmerkmale mit einer Reaktion assoziiert sind, die sich von der im Sinne der aktuellen Aufgabeninstruktion geforderten Reaktion unterscheidet. Ein solcher Mismatch führt zu einem Konflikt zwischen inkompatiblen Handlungstendenzen, der ziel-orientiertes Handeln erschwert. Die Mechanismen, über die das kognitive Kontrollsystem entsprechende Konflikte bewältigt, sind nach wie vor noch nicht vollständig geklärt. Unser Projekt zielt daher darauf ab, die neuronalen Grundlagen kognitiver Kontrolle sowie ihre Modulierbarkeit bei gesunden Personen und neurokognitiven Risikostichproben weiter zu untersuchen. Dabei sollen kognitive Kontrollfunktionen nicht nur bei extern induzierten (sensorischen) Interferenzen, sondern auch bei internen Konfliktsituationen untersucht werden, die im Zusammenhang mit Reaktionsfehlern auftreten. Zu diesem Zweck sollen sowohl eine Gesichter-Stroop Aufgabe als auch ein modifizierter Eriksen Flanker Task eingesetzt werden, der sich gut zur Untersuchung von Fehlerverarbeitungsprozessen eignet. Gleichzeitig erfolgen simultane NIRS/EEG Messungen. Darüber hinaus sollen mittels gezielter Neuromodulation (repetitive transkranielle Magnetstimulation, rTMS) umschriebene kortikale Areale sowohl fazilitierend als auch inhibitorisch stimuliert werden. Mit Hilfe dieser Methodenkombination planen wir 1) den dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC) als zentrales Areal kognitiver Kontrollfunktionen zu bestätigen; und 2) die genauen neuronalen Mechanismen weiter zu ergründen, über die das kognitive Kontrollsystem die Informationsverarbeitung so beeinflusst, dass es zu einer Lösung entsprechender Reaktionskonflikte kommt. In einem letzten Schritt sollen schließlich neuronale Zielstrukturen in einer gesunden Risikogruppe stimuliert werden, die mit kognitiven Kontrolldefiziten einhergeht (3). In diesem Zusammenhang soll ein fazilitierendes TMS-Protokoll zum Einsatz kommen, um präfrontale Kontrollareale bei hoch-impulsiven Probanden so zu modulieren, dass eine verbesserte Lösung von Handlungskonflikten möglich wird. Zur direkten Hypothesentestung wird andererseits inhibitorische TMS verwendet, um Frontalhirnfunktionen bei gesunden Probanden temporär zu stören und Effekte auf neuronale sowie behaviorale Korrelate der Konfliktadaptation zu erfassen. Unter Verwendung eines solchen bi-direktionalen Ansatzes in Kombination mit Methoden der funktionellen Bildgebung sollen so neue Erkenntnisse zu den neuronalen und funktionellen Grundlagen der kognitiven Kontrolle beim Menschen - sowie ihrer Modulierbarkeit in neuropsychiatrischen Risikogruppen - gewonnen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen