DOI Kapitel:
D. Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses
DOI Kapitel:II. Das WIN-Kolleg
DOI Kapitel:Sechster Forschungsschwerpunkt „Messen und Verstehen der Welt durch die Wissenschaft“
DOI Kapitel:4. Das menschliche Spiegelneuronensystem: Wie erfassen wir, was wirnicht messen können?
DOI Seite / Zitierlink: https://doi.org/10.11588/diglit.55650#0349
D. Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses
Imitationsaufgabe zu einem zusätzlichen Austausch der Informationen zwischen
BA44 und IPL sowie zu einem Feedback zurück von BA44 zum STS. Zudem
wird auch nur bei dieser Aufgabe die Verbindung zwischen STS und BA44 vom
Stimulus moduliert. Dieser Befund ermöglicht zum ersten Mal einen Vergleich
der Netzwerkstrukturen zwischen unterschiedlichen Aufgaben der sozialen Ko-
gnition innerhalb derselben Probanden: Während bei der Empathie- und Theory
of Mind-Aufgabe eine einseitige Weiterleitung der Informationen vom STS zu
BA44 und IPE ausreicht, kommt es bei der Imitation zu einer weit komplexeren
Verarbeitung, was plausibel erscheint, da bei der Imitation ein Abgleich zwischen
dem beobachteten und dem selbst ausgeführten emotionalen Ausdruck stattfin-
det. Diese Befunde werden derzeit in einer Publikation aufbereitet (Sadeghi et al.,
in Vorbereitung).
Auf der lokalen Ebene der biophysikalischen Modelle haben wir 2018 die
Anpassung der Zelldaten an die Ausgaben des globalen DCM-Modells abge-
schlossen. Da unsere DCM-Variante die Input-Output-Funktion jeder der Hirn-
regionen enthält, ist es möglich, diese Daten auf die Input-Output-Funktion der
Zellen in diesen Regionen zu übertragen. Als wesentlicher Parameter für die An-
passung dieser Funktion erwies sich die Stärke der Adaptation, also die Verringe-
rung der neuronalen Erregbarkeit nach jedem Spike. Diese musste im Vergleich
zum ursprünglichen Modell des präfrontalen Cortex in allen Arealen deutlich
verringert werden, um die gefundenen flacheren Input-Output-Relationen zu
reproduzieren.
Zusätzlich zu diesen Fortschritten wurden uns im vergangenen Jahr von den
Reviewern der beiden 2017 eingereichten Paper (zur erweiterten DCM-Metho-
dik, Sadeghi et al., in Begutachtung, sowie zur Modellierung des Arbeitsgedächt-
nisses, Hass et al., in Begutachtung) umfangreiche Nacharbeiten aufgetragen, die
inzwischen abschlossen sind. Insbesondere existiert nun eine genauere theoreti-
sche Erklärung des Befundes, dass zeitlich andauernde Aktivität im Cortex nach
Präsentation eines Stimulus nur bei relativ homogener Inhibition möglich ist.
Fazit/Ausblick
Im letzten Jahr konnten wir sowohl weitere Analysen der Daten aus der ers-
ten Förderperiode vornehmen als auch neue Paradigmen zur sozialen Kogniti-
on etablieren und fMRT-Daten erheben. Die Erhebung der EEG-Daten ist in
Planung und kann voraussichtlich fristgerecht abgeschlossen werden. Durch die
Vervollständigung des zweistufigen Modells ist nun der Weg frei, um die gene-
tischen Variationen sowie die transkraniale Magnetstimulation sowie die neuen
sozial-kognitiven Aufgaben zu modellieren. Wir erwarten, dass zumindest die
ersten beiden Aspekte innerhalb der Projektlaufzeit vollständig modelliert sein
werden.
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Imitationsaufgabe zu einem zusätzlichen Austausch der Informationen zwischen
BA44 und IPL sowie zu einem Feedback zurück von BA44 zum STS. Zudem
wird auch nur bei dieser Aufgabe die Verbindung zwischen STS und BA44 vom
Stimulus moduliert. Dieser Befund ermöglicht zum ersten Mal einen Vergleich
der Netzwerkstrukturen zwischen unterschiedlichen Aufgaben der sozialen Ko-
gnition innerhalb derselben Probanden: Während bei der Empathie- und Theory
of Mind-Aufgabe eine einseitige Weiterleitung der Informationen vom STS zu
BA44 und IPE ausreicht, kommt es bei der Imitation zu einer weit komplexeren
Verarbeitung, was plausibel erscheint, da bei der Imitation ein Abgleich zwischen
dem beobachteten und dem selbst ausgeführten emotionalen Ausdruck stattfin-
det. Diese Befunde werden derzeit in einer Publikation aufbereitet (Sadeghi et al.,
in Vorbereitung).
Auf der lokalen Ebene der biophysikalischen Modelle haben wir 2018 die
Anpassung der Zelldaten an die Ausgaben des globalen DCM-Modells abge-
schlossen. Da unsere DCM-Variante die Input-Output-Funktion jeder der Hirn-
regionen enthält, ist es möglich, diese Daten auf die Input-Output-Funktion der
Zellen in diesen Regionen zu übertragen. Als wesentlicher Parameter für die An-
passung dieser Funktion erwies sich die Stärke der Adaptation, also die Verringe-
rung der neuronalen Erregbarkeit nach jedem Spike. Diese musste im Vergleich
zum ursprünglichen Modell des präfrontalen Cortex in allen Arealen deutlich
verringert werden, um die gefundenen flacheren Input-Output-Relationen zu
reproduzieren.
Zusätzlich zu diesen Fortschritten wurden uns im vergangenen Jahr von den
Reviewern der beiden 2017 eingereichten Paper (zur erweiterten DCM-Metho-
dik, Sadeghi et al., in Begutachtung, sowie zur Modellierung des Arbeitsgedächt-
nisses, Hass et al., in Begutachtung) umfangreiche Nacharbeiten aufgetragen, die
inzwischen abschlossen sind. Insbesondere existiert nun eine genauere theoreti-
sche Erklärung des Befundes, dass zeitlich andauernde Aktivität im Cortex nach
Präsentation eines Stimulus nur bei relativ homogener Inhibition möglich ist.
Fazit/Ausblick
Im letzten Jahr konnten wir sowohl weitere Analysen der Daten aus der ers-
ten Förderperiode vornehmen als auch neue Paradigmen zur sozialen Kogniti-
on etablieren und fMRT-Daten erheben. Die Erhebung der EEG-Daten ist in
Planung und kann voraussichtlich fristgerecht abgeschlossen werden. Durch die
Vervollständigung des zweistufigen Modells ist nun der Weg frei, um die gene-
tischen Variationen sowie die transkraniale Magnetstimulation sowie die neuen
sozial-kognitiven Aufgaben zu modellieren. Wir erwarten, dass zumindest die
ersten beiden Aspekte innerhalb der Projektlaufzeit vollständig modelliert sein
werden.
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