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In Ihrer Forschung versucht Prof. Dorothea Hämmerer zu verstehen, wie Altersunterschiede im Gehirn, insbesondere in neuromodulatorischen Systemen, Altersunterschiede in kognitiven Funktionen, insbesondere in der Aufmerksamkeitskontrolle, Entscheidungsfindung und im Gedächtnis über die gesamte Lebensspanne beeinflussen. Zusammen mit ihren Kollaborationspartnern entwickelt sie hierzu kognitive Paradigmen sowie nicht-invasive Bildgebungsmethoden, die Korrelate einzelner neuromodulatorischer Systeme (vor allem Dopamin und Noradrenalin) gezielter erfassen können. Neuromodulatorische Systeme sind aus bisher unbekannten Gründen besonders vulnerabel im Alter und gehören zu den am frühesten und am stärksten betroffen Hirnregionen in neurodegenerativen Erkrankungen wie der Parkinson- und Alzheimerdemenz.