Bestimmung der kausalen Bedeutung des frontpolaren Cortex' für Entscheidungen über kognitiven Aufwand mittels transkranieller Gleichstromstimulation in gesunden Erwachsenen und Parkinson-Patienten mit Apathie

• Antragsteller: Dr. Mario Bogdanov
• Fachliche Zuordnung: Biologische Psychologie und Kognitive Neurowissenschaften ; Allgemeine, Kognitive und Mathematische Psychologie ; Entwicklungspsychologie und Pädagogische Psychologie ; Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 442051377

Flexibles, zielgerichtetes Verhalten bedingt den Einsatz kognitiver Kontrollprozesse. Jedoch ist unklar, welche Faktoren bestimmen, wann, weshalb und wie Menschen entscheiden, wie sie ihre kognitiven Ressourcen einsetzten. Unter der Annahme, dass kognitive Kontrolle aufwändig, aversiv und kostenintensiv ist, zeigen neuroökonomische Studien, dass die Bereitschaft zu anspruchsvollem Verhalten von einer Kosten-Nutzen-Rechnung abhängt, bei der kognitiver Aufwand und antizipierte Belohnungen aufgewogen werden und der Wert monetärer Belohnungen stärker herabgesetzt wird, je höher der damit einhergehende Aufwand ist. Allerdings sind zentrale Aspekte der computationalen und neuronalen Grundlagen aufwandsbezogener Entscheidungen bisher unbeantwortet, was die Generalisierbarkeit und Erklärungskraft der Ergebnisse stark einschränkt. So nutzen Studien zu kognitivem Aufwand eher Paradigmen, in denen das Kosten-Nutzen-Verhältnis präsentierter Optionen direkt miteinander vergleichbar ist. Wie kognitiver Aufwand Entscheidungen beeinflusst, die auf anderen computationalen Prozessen beruhen, wie dem Lernen der mittleren Belohnungsrate eines Verhaltens, ist unklar. Weiterhin ist umstritten, welche Hirnregionen an der Verrechnung von Aufwand und Belohnung beteiligt sind. Einige Befunde assoziieren Aktivität im frontopolaren Cortex (FPC) mit reduzierter Aversion gegenüber kognitivem Aufwand in Kosten-Nutzen Entscheidungen. Ob der FPC jedoch eine allgemeine Rolle bei Erhöhung der Bereitschaft zu kognitiv aufwändigem Verhalten in diversen Entscheidungskontexten spielt, bleibt offen. Seit kurzem wird untersucht, ob Veränderungen in der Evaluation kognitiven Aufwands einen Wirkmechanismus bei Apathie, einem Syndrom ausgeprägter Amotivation, das häufig in Verbindung mit Krankheitsbildern wie Parkinson (PD) auftritt, darstellen könnten. Daher ist es wichtig zu erforschen, ob und wie diese Prozesse und deren neuronale Grundlagen bei Apathie betroffen sind. Das beantragte Projekt zielt darauf, diese kritischen Fragen zu beantworten. In zwei Experimenten wird untersucht, inwiefern die Modulation neuronaler Aktivität im FPC durch transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) aufwandsbezogene Entscheidungen in gesunden Erwachsenen und PD-Patienten mit Apathie in zwei distinkten Formen von Entscheidungen (Kosten-Nutzen basiert vs. anhand der durchschnittlichen Belohnungsrate) beeinflusst. Beide Experimente werden als zweitägige, ausbalancierte und doppelblinde Innersubjektstudie durchgeführt, bei der Probanden unter aktiver und Pseudostimulation getestet werden. Die Ergebnisse dieses Projekts werden unser Wissen darüber, wie kognitiver Aufwand in Entscheidungsprozesse einbezogen wird erweitern und wichtige Erkenntnisse darüber liefern, welche Hirnregionen dafür von Bedeutung sind, wie Veränderungen in diesen Prozessen zu Apathie in Parkinsonpatienten beitragen und ob tDCS eine Möglichkeit darstellt, die Motivation zu kognitiv aufwändigem Verhalten in diesen Patienten zu erhöhen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeberinnen / Gastgeber: Professor Ross Otto, Ph.D.; Professorin Dr. Madeleine Sharp