Sie sind hier:

Systemische Neurowissenschaften

Profil des Forschungsclusters

Der Forschungscluster Systemische Neurowissenschaften befasst sich mit der Untersuchung von Informationsverarbeitungsprozessen innerhalb und zwischen verschiedenen neuralen Systemen in Gesundheit und Störung. Insbesondere werden die Systeme der Stress- und Emotionsregulation, der Belohnungssensitivität und -antizipation wie auch der Aufmerksamkeits- und Handlungssteuerung in ihrem Zusammenwirken analysiert. Ziel ist neben der Weiterentwicklung grundlagentheoretischer Erklärungsmodelle auch die Identifikation von maladaptiven Regulationsprozessen und dysfunktionalen Netzwerkfunktionen im Zusammenhang mit verschiedenen psychischen und neurologischen Störungsbildern sowie deren Modifikation durch neuropsychologische und medizinische Therapieansätze.

Zur Anwendung kommen

  • klassische experimentalpsychologische Paradigmen (z.B. Priming-, Cueing- und Konfliktparadigmen, Delay Discounting Task, Attentional Bias),
  • Messungen der Ruheaktivität des Gehirns (Resting-State) und psychosoziale Laborstressoren (z.B. Trierer Sozial Stress Test),
  • hochauflösende Elektroenzephalographie (EEG) und funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT),
  • transkranielle Gleichstrom- (tDCS), Wechselstrom- (tACS) oder Rauschstrom- (tRCS) Stimulation,
  • die Ableitung verschiedener peripherphysiologischer Parameter wie Herzrate (HR), Elektrodermale Aktivität (EDA) oder Elektromyographie (EMG),
  • die Erfassung von Augen-, Blickbewegungen und Pupillenweite (Pupillometrie),
  • magnetresonanztomographische Verfahren (MRT),
  • die Analytik endokriner Maße (z.B. Steroidmessung in Haaren, Speichel, Blut), genetischer Polymorphismen und epigenetischer Modifikationen (z.B. DNA Methylierungsprofile)

Wissenschaftliche Bereiche im Forschungscluster Systemische Neurowissenschaften

Kognitiv-affektive Funktionalität

Dieser Bereich umfasst unter anderem die Disziplinen

  • Allgemeine Psychologie,
  • Biologische Psychologie,
  • Neurowissenschaften und
  • Gerontopsychologie.

Im Mittelpunkt dieses Forschungsbereichs stehen Prozesse der Wahrnehmung, Aufmerksamkeit, Emotionsregulation und Handlungssteuerung. Ein Schwerpunkt umfasst dabei die Charakterisierung der spezifischen Mechanismen, die die Aufnahme und interne Repräsentation von Informationen aus der externen Umwelt im Dienste zielgerichtet-kohärenten Verhaltens organisieren. Von großer Relevanz hierbei ist unter anderem die Charakterisierung mentaler Objektrepräsentationen, die ein Erkennen von externen Reizen in der Umwelt erlauben sowie die Anpassung dieser Repräsentationen an neue Erfahrungen: Wie ist es beispielsweise möglich, Personen und Gesichter trotz kurzfristiger oder langfristiger Veränderungen zuverlässig zu erkennen?

Translationale Forschung

Der Bereich umfasst die Disziplinen

  • Neurowissenschaft,
  • Allgemeine Psychologie,
  • Biologische Psychologie,
  • Differentielle Psychologie,
  • Klinische Psychologie,
  • Biostatistik,
  • Allgemeine Psychiatrie,
  • Kinder- und Jugendpsychiatrie,
  • Gerontopsychiatrie,
  • Psychosomatik,
  • Neurologie,
  • Neuroradiologie,
  • Psychoneuroendokrinologie,
  • Psychopharmakologie,
  • Medizintechnik.

Im Sinne eines translationalen Ansatzes ist das Ziel dieser Fragestellung, der Transfer experimenteller Grundlagenforschung auf die medizinisch-klinische Forschung. Die im Bereich der kognitiv-affektiven Funktionalität beschriebenen Methoden und Erkenntnisse finden Verwendung in der Untersuchung prä-klinischer und klinischer Stichproben mit dem Ziel der Identifizierung von intermediären endogenen Prozessen in der Pathogenese komplexer Erkrankungen sowie bei der Entwicklung personalisierter Therapieansätze.

Dieser multimethodale Forschungsansatz sowie die Heterogenität der zu untersuchenden Probanden- und Patientengruppen erfordert dabei die Bündelung spezifischer Expertisen und Ressourcen zu einem multidisziplinären Team aus Psychologen, Ärzten, Statistikern, Medizintechnikern und Physikern. Es werden wertvolle Synergieeffekte erzielt, mit Blick auf die Konzepterstellung wissenschaftlicher Fragestellungen, Experimentalsteuerung und Auswertung, Diagnostik, Therapie und Therapieverlaufskontrolle, apparative Qualitätskontrolle und Wartung sowie der Auswertung neuroradiologischer Befunde von MRT-Aufnahmen außerhalb der klinischen Versorgung.

Die Kombination der verschiedenen Methoden und die Bündelung der personellen Expertise ermöglichen eine mehrdimensionale Klassifizierung psychischer und neurologischer Störungen und schaffen somit die Voraussetzung zur Identifizierung potenzieller klinischer Subtypen.

Plastizität kognitiv-affektiver Funktionen

Der Bereich umfasst die Disziplinen

  • Neurowissenschaft,
  • Allgemeine Psychologie,
  • Biologische Psychologie,
  • Differentielle Psychologie,
  • Klinische Psychologie,
  • Biostatistik,
  • Allgemeine Psychiatrie,
  • Kinder- und Jugendpsychiatrie,
  • Gerontopsychiatrie,
  • Gerontopsychologie,
  • Psychosomatik,
  • Neurologie,
  • Neuroradiologie,
  • Psychoneuroendokrinologie,
  • Psychopharmakologie und
  • Medizintechnik.

Wissenschaftliche Fragestellungen befassen sich mit der Funktionsrestitution nach erworbenen Hirnschädigungen und der Leistungsoptimierung durch kognitives Training und/oder durch gezielte Hirnstimulation mittels pharmakologischer oder elektrophysiologischer Interventionen.

Anwendungsbereiche finden sich in der Förderung beziehungsweise Erhaltung kognitiver Leistungsfähigkeit über die gesamte Altersspanne hinweg – beginnend im Kindesalter über die Adoleszenz bis ins hohe Erwachsenenalter. Spezifische Trainingsprogramme im klinischen Bereich umfassen zum Beispiel die gezielte Aufmerksamkeitsausrichtung auf handlungsrelevante beziehungsweise Aufmerksamkeitsabwendung von bedrohlichen oder störungsspezifisch-salienten Reizen in Angststörungen oder Substanzkonsumstörungen wie auch das Training der kognitiven Flexibilität als Gegenpol zu rigidem habituellem Verhalten in Angst- und depressiven Störungen.

Weitere Bereiche umfassen das gezielte Training inhibitorischer Funktionen in der Aufmerksamkeits-Defizits Hyperaktivitäts-Störung (ADHS), der antisozialen Persönlichkeitsstörung oder den bipolaren Störungen. Das Training der Verarbeitung und Interpretation sozialer Stimuli, wie der im Bereich der kognitiv-affektiven Funktionalität aufgeführten Gesichtserkennung und -prozessierung, weist eine hohe Relevanz im Bereich der sozialen Phobie und der Autismus-Spektrumsstörungen auf. Im Kontext neurologischer Störungen konnte zum Beispiel eine gezielte Inhibition der kontraläsionären Kortexregionen durch elektromagnetische Verfahren (rTMS) nach einem Schlaganfall zu einer Beschleunigung der neuronalen Plastizität in der geschädigten Region beitragen.

Aktuelle Projekte im Forschungscluster Systemische Neurowissenschaften