Leitung
Die MRT-Einheit und Nachwuchsgruppe „Neuroimaging und interindividuelle Unterschiede“ beschäftigt sich mit interindividuellen Unterschieden in arbeitsrelevanten psychologischen Faktoren (z.B. kognitive Performanz, Persönlichkeitsmerkmale, Lernfähigkeit) und zielt darauf ab, neurogenetische Variablen zu identifizieren, die diesen Unterschieden zugrunde liegen. In ihren Projekten setzt die Forschungsgruppe genetische Analysen, modernste Bildgebungs- und Hirnstimulationstechniken sowie Methoden aus dem Bereich des Deep Learning ein. Neben Querschnittstudien führt die Forschungsgruppe auch Längsschnittstudien durch, um arbeitsbezogene psychologische Faktoren im Hinblick auf ihre dynamischen Veränderungen über die gesamte Lebensspanne zu untersuchen.
Kognitive Leistungsfähigkeit verstehen und modulieren
Beinahe täglich werden wir innerhalb und außerhalb unserer Arbeitsumgebung mit neuen kognitiven Herausforderungen konfrontiert. Um diese Herausforderungen erfolgreich zu meistern, müssen wir oft große Mengen an Informationen strukturieren und auf die Lösung von uns bisher unbekannten Problemen anwenden. Dieser Vorgang ist eng verknüpft mit dem, was wir als Intelligenz bezeichnen. In den vergangenen Jahrzehnten wurde die Intelligenzforschung durch den Einsatz von neurowissenschaftlichen Methoden bereichert. Doch trotz wachsender Bemühungen, die biologischen Grundlagen der Intelligenz auf diese Weise zu entschlüsseln, sind wir noch immer weit davon entfernt, jene beeindruckende menschliche Fähigkeit auf mechanistische Art erklären zu können.
Die innerhalb der Nachwuchsgruppe durchgeführten Projekte zielen darauf ab, diese Wissenslücke durch einen zweistufigen Ansatz zu schließen. Durch die Kombination von verschiedenen neurowissenschaftlichen Methoden sollen spezifische strukturelle und funktionelle Hirnparameter erfasst werden, die hohe statistische Zusammenhänge mit kognitiver Leistungsfähigkeit (Intelligenz) aufweisen. Die auf diese Weise gewonnenen Informationen dienen der Entwicklung von individualisierten Hirnstimulationsprotokollen, mit denen es möglich sein wird, kognitive Leistungsfähigkeit zu modulieren und so ein tieferes Verständnis der kausalen Zusammenhänge zu erlangen, welche der menschlichen Intelligenz zugrunde liegen.
Den Einfluss von neurogenetischen Faktoren auf kognitive Leistungsfähigkeit und Persönlichkeit verstehen
Interindividuelle Unterschiede in arbeitsrelevanten psychologischen Faktoren wie Intelligenz oder bestimmten Persönlichkeitsmerkmalen lassen sich nicht nur durch Variationen in der Struktur und Funktion des Gehirns erklären, sondern können auch auf genetische Faktoren zurückgeführt werden, die sich mittels polygener Scores (PGS) quantifizieren lassen. Die genauen Zusammenhänge zwischen Genen, Hirnparametern und Verhalten sind bisher noch unbekannt. Um eine genaue Untersuchung aller Schritte in dieser Genom-Gehirn-Verhalten Kaskade zu ermöglichen, werden in jedem Projekt der Nachwuchsgruppe genetische Daten erhoben. Darüber hinaus werden frei verfügbare Datensätze aus großen und repräsentativen Stichproben analysiert, um möglichst robuste und replizierbare Erkenntnisse zu gewinnen.
Den Zusammenhang zwischen Hirnkonnektivität und Extinktionslernen verstehen
Um unseren Arbeitsalltag erfolgreich zu meistern, ist es oftmals erforderlich, dass wir unsere Fähigkeiten erweitern und uns neue relevante Informationen einprägen. Ebenso ist es manchmal notwendig, irrelevante Informationen zu aktualisieren oder zu vergessen. Diese Fähigkeit, auch bekannt als Extinktionslernen, weist mitunter stark ausgeprägte interindividuelle Unterschiede auf. Mit Hilfe von modernen multimodalen Bildgebungsverfahren untersucht die Nachwuchsgruppe, inwieweit diese Lernunterschiede auf die strukturellen und funktionellen Eigenschaften spezifischer Netzwerke des Gehirns zurückgeführt werden können. Darüber hinaus untersucht sie, wie entsprechende Lernprozesse die Konnektivität der jeweiligen Netzwerke beeinflussen können. Zu diesem Zweck arbeitet die Nachwuchsgruppe mit Daten aus simultanen EEG- und 3T-fMRT-Messungen sowie mit 7T-fMRT-Aufnahmen.
