Zum Einfluss nicht-invasiver Stimulation des ventro-medialen präfrontalen Cortex auf Aufmerksamkeitsverzerrungen sowie Verarbeitung von Belohnung: ein moderner Netzwerkansatz

• Antragsteller: Professor Dr. Markus Junghöfer
• Fachliche Zuordnung: Biologische Psychologie und Kognitive Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426558482

Das wichtigste Ziel dieses Antrages ist es, die Schlüsselfunktion des ventro-medialen präfrontale Cortex (vmPFC) auf Aufmerksamkeitsverzerrungen sowie der Verarbeitung von Belohnungsreizen näher zu beleuchten. Um die funktionellen Verbindungen des vmPFC zu anderen kortikalen Arealen in direkter Weise zu untersuchen, fokussieren wir auf den "arbeitenden" vmPFC, während dieser die entsprechende Reizverarbeitung moduliert. Bis heute beruhen Untersuchungen der zugrundeliegenden neuronalen Mechanismen auf korrelationalen Ansätzen, sowie Analysen der Aktivierung spezifischer Hirnregionen in Isolation. Im Gegensatz dazu, wollen wir die Errgebarkeit des vmPFC mittels nicht-invasiver Hirnstimulation direkt und gerichtet modulieren und einen neuen Netzwerkverbindungsansatz vorschlagen, welcher uns erlauben wird, funktionelle Hirnströme während der Netzwerkkommunikation abzubilden. Dabei wird der vmPFC andere Hirnregionen modulieren, aber ungekehrt mittels bidirektionaler "top-down" und "bottom-up" Verbindungen auch durch diese moduliert werden.Basierend auf bestehender Literatur sowie Vorarbeiten beider Gruppen, sagen wir eine dynamische Interaktion zwischen dem vmPFC und anderen Hirnregionen, insbesondere dem dorsolateralen peräfrontalen Kortex (dlPFC) sowie dem temporo-parietalen Kortex (TPJ), voraus. Darüber hinaus wird eine funktionelle Konnektivität des dorsalen und ventralen Aufmerksamkeitsnetzwerkes diesem Mechanismen zugrunde liegen. Wir werden transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) mit EEG/MEG Methoden kombinieren, um die neuronale Erregbarkeit des vmPFC direkt und gerichtet zu modulieren, sowie die Hirnaktivität mit hoher zeitlicher Auflösung zu detektieren. Wir werden dabei Quellenlokalisationsverfahren mit guter räumliche Auflösung einsetzen. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Anwendung kausaler Analysen effektiver Konnektivität mittels der "Directed Transfer Function (DTF)". Dieser innovative Netzwerkansatz wurde von der polnischen Gruppe sehr erfolgreich eingesetzt und stetig weiter entwickelt. Unsere Projektergebnisse werden das Verständnis von Aufmerksamkeitsverzerrungen sowie der Verarbeitung von Belohnungsreizen stärken. Insbedondere wollen wir dabei die Dynamik der Einflussnahme des vmPFC auf diese Mechanismen aufdecken. Da eine gestörte Verarbeitung dieser Reize wichtige Symptomatik psychiatrischer Erkrankungen wie Depression oder Substanzabhängigkeit sind, ist unser Projekt auch für deren Pathophysiologie bedeutsam. Gleichzeitig werden wir eine neue DTF Analysepipeline von MEG Quellraumdaten entwickeln. Die Projektziele können nur in enger Zusammenarbeit beider Gruppen erreicht werden. Während die deutsche Expertise dabei insbesondere in der Implementierung von MEG-tDCS Studien liegt, wird die polnische Gruppe vor allem Expertise zur effektiven Konnektivität einbringen. Das gemeinsame Projekt wird zu einem Wissens- und Kompetenztransfer zwischen beiden Gruppen führen und Kooperation beider Gruppen weiter stärken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Partnerorganisation: Narodowe Centrum Nauki (NCN)
• Kooperationspartner: Professor Miroslaw Wyczesany, Ph.D.