CBBS Forschergruppe
Kognitive Neurowissenschaften

Der Hauptfokus unserer Arbeit liegt in der Erforschung der neuronalen Mechanismen des belohnungsbasierten Lernens und Entscheidens. Wie trifft das Gehirn Entscheidungen, wenn es zwischen mehreren Alternativen auszuwählen gilt? Pasta oder Curry zum Abendessen? Studium oder Ausbildung? Wie wird aus dem Resultat dieser Entscheidungen gelernt? Wie nutzt das Gehirn zum Beispiel das erfreuliche Ergebnis einer staufreien Autofahrt, wenn es erneut zwischen verschiedenen Reiserouten zu entscheiden gilt? Unsere Forschung zielt darauf ab, die beteiligten Hirnareale und deren Verarbeitungsmechanismen zu charakterisieren. Darüber hinaus wird die Rolle verschiedener Neurotransmittersysteme (chemische Botenstoffe) wie Dopamin und Noradrenalin untersucht. Die Funktion dieser Botenstoffsysteme ist bei Erkrankungen wie Depressionen, Sucht, oder Morbus Parkinson oft gestört und wahrscheinlich ursächlich an der Erkrankung beteiligt. Diese Störungen sind oft auch durch Defizite im Entscheiden und Lernen charakterisiert. Ein Verständnis, wie die Botenstoffe in diese Prozesse involviert sind kann daher auch zu einem besseren Verständnis psychiatrischer und neurologischer Erkrankungen dienen.

CBBS Forschergruppe 
Klinische Entwicklungspsychologie

Lernprozesse und Gedächtnisfunktionen verändern sich über die Lebensspanne und spielen zusammen mit Erb‐ und Umwelt-faktoren bei der Entstehung von psychischen Erkrankungen eine entscheidende Rolle. Dabei wirken unterschiedliche Lern‐ und Gedächtnisformen interaktiv zusammen. Gleichzeitig entwickeln sich diese unterschiedlichen Mechanismen und ihre neuronalen Substrate mit einer unterschiedlichen Dynamik, so dass altersabhängige Effekte auf Erleben und Verhalten sowie die Entstehung, Verlauf und Behandlung von psychischen Erkrankungen zu erwarten sind. In unserer Forschung möchten wir mittels Verhaltensstudien und funktioneller sowie struktureller Magnetresonanztomografie (MRT) untersuchen wie sich das Zusammenspiel von unterschiedlichen Lernprozessen und Gedächtnisinhalten und deren neuronalen Korrelaten über die Lebensspanne verändert. Darüber hinaus möchten wir aufzeigen, welche Auswirkungen diese altersabhängigen Veränderungen auf Erleben und Verhalten sowohl bei gesunden als auch psychisch kranken Personen haben.

CBBS Forschergruppe
Psychologische Methodenlehre

Der Forschungsstandort Magdeburg verfügt über eine exzellente technische Infrastruktur für die Hirnforschung, mit deren Hilfe eine Reihe von weltweit einzigartigen Ressourcen geschaffen wurden, die zur Erforschung der Hirnfunktion und der Entwicklung und Evaluation von diagnostischen Verfahren für die klinische Praxis genutzt werden können (siehe z.B. die mehr als 20 bisher erschienenen internationalen Publikationen, die auf dem in Magdeburg erhobenen studyforrest Datensatz basieren; http://studyforrest.org/publications.html). Jedoch ist die Analyse solcher flexibel nutzbarer open-data Ressourcen technisch aufwendig und erfordert sowohl umfangreiche methodische Expertise, wie auch eine geeignete Computer-Infrastruktur. Diese Anforderungen schränken die mögliche weitere und damit kosteneffiziente Nach-Nutzung solcher Daten, insbesondere für die Entwicklung von konkreten Anwendungen im klinischen Kontext, stark ein.

Ziel dieses Projektes ist es daher, die Kernelemente einer Plattform für die Re-Analyse von in Forschungsprojekten erhobenen und veröffentlichten Daten der funktionellen Magnetresonanztomograhie zu schaffen, die die technischen und methodischen Anforderungen an ihre Nutzer minimiert. Experten wird damit ermöglicht, ihre Daten in diese Plattform einzupflegen, um so Wissenschaftlern und Praktikern in einem interdisziplinären Kontext zu ermöglichen, valide und reproduzierbare Untersuchungen mit diesen Daten durchzuführen. Die entwickelten Softwarelösungen werden dabei auf der vorhandenen Rechnerinfrastruktur eines Forschungsstandortes einsetzbar sein, aber gleichzeitig auch kommerzielle, cloud-basierte Installationen ermöglichen. Auf diese Weise werden auch Einrichtungen ohne geeignete technische Ausstattung, inklusive Fachhochschulen, Kliniken oder Gymnasien, die Arbeit mit hochkomplexen Daten aus Zeitreihenuntersuchungen für Forschungsprojekte, Entwicklung und Ausbildung nutzen können, wodurch sich ein interessanter Anknüpfungspunkt für Citizen Science ergibt. Durch die konkrete Arbeit mit für alle verfügbaren Daten werden zukünftige Kooperationen von Wissenschaftlern, Ingenieuren und klinischen Anwendern begünstigt und eine beschleunigte Übernahme von Forschungstechnologien in der Anwendung ermöglicht. Zudem wird die Plattform dazu beitragen, die Sichtbarkeit von Magdeburg und damit Sachsen-Anhalt als bedeutender national und international wahrgenommener Bildgebungsstandort weiter zu erhöhen.

CBBS Forschergruppe
Neurokognitive Entwicklung

Die Forschergruppe untersucht wie sich Aufmerksamkeit, Wahrnehmung und Gedächtnis sowie die zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen in der Kindheit entwickeln. Dabei stehen die systematische Untersuchung des Entwicklungsverlaufes von der frühen bis zur späten Kindheit sowie relevante Einflussfaktoren wie Motivation, Emotion und der soziale Kontext im Fokus. Weiterhin werden Aufmerksamkeits-, Informationsverarbeitungs- und Lernprozesse in Kindergarten und Schule und im klinischen Kontext untersucht.

Insbesondere liegt der Fokus auf folgenden Fragestellungen:

1. Wie entwickelt sich die Kontrolle der Aufmerksamkeit im Kindesalter?

In diesem Forschungsschwerpunkt wird die Entwicklung der unwillkürlichen Ablenkung der Aufmerksamkeit und der zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen untersucht. Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich diese Prozesse bis mindestens zur späten Kindheit entwickeln. Verglichen mit Erwachsenen sind Kinder insbesondere sensitiver gegenüber salienten, emotionalen und bedeutsamen Störreizen. Kinder können eine unwillkürliche Ablenkung der Aufmerksamkeit weniger erfolgreich kontrollieren. Die Ergebnisse dieses Forschungsschwerpunktes werden sowohl in der Pädagogik (z.B. Gestaltung von Lernumgebungen) als auch im klinischen Kontext (z.B. Aufmerksamkeitsstörungen) genutzt werden.

2. Wie bemerken Kinder unerwartete Änderungen in ihrer Umgebung?

In diesem Forschungsschwerpunkt wird untersucht wie unerwartete Änderungen in unserer auditiven Umgebung wahrgenommen und bemerkt werden, auch wenn unsere Aufmerksamkeit gerade auf etwas Anderes gerichtet war. Die zugrunde liegenden Veränderungsdetektionsprozesse funktionieren schon beim ungeborenen Baby, entwickeln sich jedoch bis in das Jugendalter hinein weiter. Die Kenntnis des Entwicklungsverlaufes dieser Prozesse kann beispielsweise genutzt werden, um Wahrnehmungsprozesse bei Entwicklungsstörungen (z.B. Autismus, Lese-und Rechtschreibstörung) zu untersuchen.

3. Wie entwickeln sich Lernprozesse?

Dieses aktuelle Projekt untersucht Zusammenhänge zwischen kognitiven Prozessen beim Lernen und dem Lernerfolg. Dabei werden mittels Pupillometrie frühe Wahrnehmungs- und Gedächtnisprozesse während des aktiven Lernvorgangs untersucht und in Bezug zum späteren Lernerfolg gesetzt. Ziel ist die Identifikation zugrunde liegender neuronaler Mechanismen und deren Entwicklung. Diese Kenntnisse können beispielsweise in die Gestaltung von Lernmaterial einfließen.

4. Verarbeiten sozial ängstliche Kinder soziale und emotionale Reize anders als sozial nicht ängstliche Kinder?

In diesem Projekt untersuchen wir die Wahrnehmung von sozialen und emotionalen Reizen sowie Aufmerksamkeitsprozesse in Abhängigkeit von der sozialen Ängstlichkeit von Kindern.

5. Wie funktionieren Aufmerksamkeitsprozesse bei ADHS?

In diesem Kooperationsprojekt mit der Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie der Universität Leipzig analysieren wir Aufmerksamkeitsprozesse bei Patienten mit ADHS. Uns interessiert insbesondere, wie Patienten neue Ereignisse verarbeiten.

6. Wie entwickeln sich kognitive Prozesse bei frühgeborenen Kindern?

Im Fokus dieses Projektes stehen Wahrnehmung und Aufmerksamkeit bei frühgeborenen Kindern im Kindergartenalter. In Zusammenarbeit mit der Universität Helsinki ergab eine Studie veränderte Wahrnehmungsprozesse bei frühgeborenen Kindern verglichen mit termingerecht geborenen Kindern.