Ziel dieses Projektes ist die Identifizierung der Beziehungen zwischen physiologischen Prozessen, Kognition und Motorik beim Menschen. Im Zentrum stehen hierbei die Erfassung kortikaler Erregbarkeitsveränderungen und funktioneller Konnektivität, und die Exploration kausaler Beziehungen zu Verhalten und Erleben.
Arbeitsgedächtnis (Kuo)
Arbeitsgedächtnisleistungen, d.h. das transiente Behalten von Gedächtnisinhalten, sind relevant für eine Vielzahl arbeitsrelevanter Tätigkeiten. Die Interaktion parietaler und präfrontaler Hirnareale ist wichtig für diese Funktion, wie funktionelle Konnektivitätsstudien zeigen konnten. Hinsichtlich des Einflusses von Neuromodulatoren auf diese Funktion wird eine nicht-lineare Abhängigkeit der Leistung von der kortikalen Aktivität postuliert; zu hohe und zu niedrige Aktivität reduziert die entsprechende Leistung. Wir beschäftigen uns mit der Aufklärung physiologischer Grundlagen des Arbeitsgedächtnisses mittels EEG, Konnektivitätsanalysen und nicht-invasiver Hirnstimulation. Ein besseres Verständnis dieser basalen Mechanismen wird dazu beitragen können, optimale Arbeitsbedingungen durch Anpassung von Umgebungsbedingungen zu definieren (BMBF, GCBS).
Extinktionslernen (Ruge, Nitsche)
Arbeitsanforderungen unterliegen heute einem stärkeren Wechsel also noch in früheren Jahrzehnten, dieses wird beispielsweise in dem Begriff des „lebenslangen Lernens“ reflektiert. Dynamische Veränderungen von Arbeitsbedingungen machen Anpassungsvorgänge erforderlich, d.h. alte kognitive und Verhaltensstrategien müssen zugunsten von neuen aufgegeben werden. Hier spielt das sogenannte Extinktionslernen eine wesentliche Rolle. Es handelt sich dabei um einen aktiven Prozess, der die Inhibition nicht (mehr) adäquater Strategien umfasst. Neben seiner Relevanz für Arbeitsanforderungen ist Extinktionslernen auch eine wichtige Komponente therapeutischer Strategien zur Überwindung dysfunktionellen Verhaltens, beispielsweise bei Phobien, Zwängen oder Suchterkrankungen. Wir interessieren uns für die physiologischen Mechanismen, die diesem Prozess zugrundeliegen, und setzen nicht-invasive Hirnstimulation, pharmakologische Interventionen sowie funktionelle bildgebende Verfahren ein, um für das Extinktionslernen beim Menschen wichtige Hirnprozesse besser zu verstehen.
Sensori-motorische Koordination (Rand)
Purposeful activities of daily and occupational life involve complex manual actions, which require highly integrated eye-hand coordination and sensorimotor processing. The general goal of our research is to obtain insights into how different movement effectors and sensory modalities work together to produce skillful, complex actions. The research approach includes kinematic analyses of eye and hand movements and analyses of psychophysical judgments. Three lines of research are conducted to investigate various sensorimotor processes that underlie goal-directed movements and transformed movements. The first line of research examines the relationship between gaze patterns and specific control processes associated with manual actions, such as preplanned and feedback processes related to goal directed movements, and implicit and explicit sensorimotor processes that underlie learning of transformed movements. The second line of research investigates implicit and explicit processes involved in multisensory coupling (vision and proprioception) of hand poistions during goal-directed movements. Based on implicit and explicit measures of sensed hand position, we examine how the strength of the coupling is affected by various factors, such as adaptation and reliability of hand-position information. The third line of reasearch investigates optimization of goal-directed movements by using an optimal coordination model. The project also explores the connection among three key concepts of movement control theory, i.e., optimality, motor coordination, and motor variability.
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