C. Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses

4. Das menschliche Spiegelneuronensystem: Wie erfassen wir,
was wir nicht messen können?
Kollegiaten: Dr. Daniela Mier1, Dr. Joachim Hass2
Mitarbeiter: Stephanie N. L. Schmidt1, Vera Eymann1, Manuel Vietze1,
Sadjad Sadeghi2
1 Arbeitsgruppe Sozial-Affektive Neurowissenschaften und Experimentelle Psychologie, Abtei-
lung Klinische Psychologie, Zentralinstitut für Seelische Gesundheit, Mannheim
2 Abteilung Theoretische Neuro Wissenschaften, Zentralinstitut für Seelische Gesundheit,
Mannheim
Zusammenfassung des Projekts
Das Projekt dient dem besseren Verständnis des menschlichen Spiegelneuronen-
systems, das als neuronale Grundlage sozialer Kognition angesehen wird. Die beim
Menschen anwendbaren, nicht-invasiven Messmethoden erlauben jedoch nur ei-
nen begrenzten Einblick in die Funktion dieses Systems. Daher wird in diesem
Projekt ein multimodaler Erhebungsansatz mit computational modelling kombiniert.
Die Verbindung verschiedener komplementärer Messmethoden und die Verwen-
dung der so gewonnenen Daten zum Anpassen theoretischer Modelle ermöglicht
es Erkenntnisse über das menschliche Spiegelneuronensystem zu gewinnen, die
sonst nur mithilfe von invasiven Einzelzellableitungen möglich wären.
Die Daten werden an 80 Probanden erhoben, die Kernaufgaben der sozia-
len Kognition ausführen (Imitation emotionaler Gesichtsausdrücke, Empathie,
Emotionserkennung und Theory of Mind), während ihre neuronale Aktivität mit-
hilfe von funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) und Elektroenze-
phalografie (EEG) gemessen wird. In einer zweiten Sitzung führen die Probanden
dieselben Aufgaben durch, während ein Kernareal des Spiegelneuronensystems
mithilfe transkranieller Magnetstimulation (TMS) deaktiviert wird. So können
Aussagen über die kausale Bedeutung dieses Areals getroffen werden, das in der
ersten Sitzung individuell lokalisiert wurde. Zudem werden alle Probanden hin-
sichtlich der Ausprägung ihrer Dopamin- und Oxytocinrezeptoren genotypisiert,
so dass erstmals Rückschlüsse auf die Rolle der Neurotransmitter Dopamin und
Oxytocin auf die Funktion der Spiegelneuronen möglich sind.
Während von diesem rein experimentellen Ansatz bereits viele wertvolle Er-
kenntnisse über das Spiegelneuronensystem zu erwarten sind, lässt er aufgrund der
begrenzten räumlichen Auflösung der beim Menschen anwendbaren Methoden
keine direkten Rückschlüsse auf die Physiologie und Dynamik der lokalen Zell-
verbände zu. Daher werden die experimentellen Messungen durch einen zweistu-
figen theoretischen Modellierungsansatz ergänzt. Auf der ersten Stufe werden die
Ergebnisse der fMRT-Messungen dazu verwendet, die Parameter eines globalen,

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