Ziele des SFB 874
Das Hauptaugenmerk dieses Sonderforschungsbereiches liegt auf der Untersuchung der Frage, wie sensorische Signale neuronale Karten generieren, und daraus komplexes Verhalten und Gedächtnisbildung resultiert.
Hierbei beschäftigen sich alle Projekte innerhalb des SFBs gemeinsam mit diesen drei wissenschaftlichen Fragestellungen:
- Wie führt die Verarbeitung der Wahrnehmung zu einer neuronalen und /oder kortikalen Plastizität?
- Wie führt sensorische Integration zu einer räumlichen und/oder deklarativen Repräsentation?
- Wie wird durch ein sensorisches Lernen die Kategorisierung von Objekten ermöglicht?
Zusammenfassung
Bei Wirbeltieren leiten sich die Sinneswahrnehmung und ihre Umsetzung in darauffolgendes Verhalten aus sechs allgemeinen Systemen ab: dem auditiven, vestibulären, Geruchs-Geschmacks-, somatosensorischen, nozizeptiven und visuellen System. Viele Jahrzehnte lang wurde daran gearbeitet, ein Verständnis der molekularen Basis von Sinneswahrnehmungen zu entwickeln. Pionierarbeit wurde zum Beispiel geleistet durch die Aufklärung der molekularen Grundlagen des Sehens (1960er Jahre) und der Somatosensorik (1970er), später dann des Hörens (1980er) und des Riechens (1990er). So gelangte man zwar zu den Grundbegriffen dessen, was Sinneswahrnehmung ermöglicht, aber die genauen Mechanismen (oder Verarbeitungsschritte), durch die wahrgenommene sensorische Signale auf kortikaler Ebene integriert und repräsentiert werden, sind noch immer unklar. Nur über einen systemorientierten Ansatz bei der Erforschung der sensorischen Prozesse werden wir verstehen, wie sensorische Information auf der ersten Ebene der kortikalen Integration umgewandelt und höherrangig weiterverarbeitet wird, so dass über eine feinabgestimmte, sensorische Wahrnehmung Verhalten und Gedächtnisbildung ausgelöst werden. Dies wurde bisher selten versucht. Unsere Zielsetzung ist es daher, eine systemorientierte neurowissenschaftliche Strategie anzuwenden, um wesentliche Aspekte der sensorischen Verarbeitung zu erforschen. Um zu einem ganzheitlichen Verständnis davon zu gelangen, wie sensorische Signale zu komplexem Verhalten und Gedächtnisbildung führen, werden wir deshalb drei exemplarische sensorische Systeme (Geruch, Somatosensorik und Sehsinn) sowohl im Tiermodell als auch am Menschen untersuchen und dabei die Verarbeitung dieser Signale von der Ebene der kortikalen Integration bis hin zum endgültigen Erwerb eines auf Sinneswahrnehmung basierenden Gedächtnis-Engramms verfolgen.
Dabei wird die Integration und Repräsentation der sensorischen Verarbeitung auf drei Ebenen untersucht:
- Auf der Ebene der ersten Wahrnehmung und neuronalen Integration
- Auf der Ebene der Weiterverarbeitung und primären Repräsentation im Archikortex
- Auf der weitergehenden Ebene der Repräsentation und Modifikation der sensorischen Wahrnehmung im Neokortex.
Um dieses Ziel zu erreichen legt der Sonderforschungsbereich 874 ein Forschungsprogramm vor, das sich in zwei Projektbereiche gliedert:
Projektbereich A: Neuronale Prozesse und Integration sensorischer Information
Projektbereich B: Sensorische Repräsentation und Gedächtnis