Navigieren im Squircle - Hippocampus-Karten sagen kontextabhängiges Verhalten voraus

22. April 2021

Erfolgreiche Navigation erfordert die Fähigkeit, Erinnerungen kontextabhängig zu trennen. Um zum Beispiel verlorene Schlüssel zu finden, muss man sich zunächst daran erinnern, ob man die Schlüssel in der Küche oder im Büro liegen gelassen hat. Wie ruft das menschliche Gehirn die kontextabhängigen Erinnerungen ab, die das Verhalten steuern? Josh Julian vom Princeton Neuroscience Institute der Princeton University und Christian Doeller vom Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften in Leipzig fanden in einer kürzlich in Nature Neuroscience publizierten Studie heraus, dass die Modulation von kartenähnlichen Repräsentationen in der Hippocampus-Formation unseres Gehirns den kontextuellen Gedächtnisabruf in einer mehrdeutigen Umgebung vorhersagen kann.

Kognitive Karten im Gehirn helfen uns, situationsabhängig zu handeln.

Die Forscher entwickelten eine neuartige Virtual-Reality-Navigation, bei der menschliche Teilnehmer Objektpositionen in zwei unterschiedlichen virtuellen Umgebungen erlernten und anschließend ihr Gedächtnis während eines funktionellen MRT-Scans testen ließen. Das Gedächtnis für Objektpositionen wurde auch in einem dritten mehrdeutigen Kontext getestet, den die Wissenschaftler als "Squircle" definierten - eine Mischung aus Quader und Kreis. Dort gab es keine "richtigen" Objektpositionen, sondern die Studienteilnehmer mussten sich ausschließlich auf ihr Gedächtnis verlassen. „Das Ergebnis unserer Studie bestätigt die seit langem von mehreren Neurowissenschaftlern vertretene Theorie, dass eine wichtige Funktion der Hippocampus-Formation darin besteht, die Kontext-Informationen zu repräsentieren, die das menschliche Verhalten steuern. Kognitive Karten im Gehirn helfen uns, situationsabhängig zu handeln.“, erklärt Christian Doeller.

Obwohl jahrzehntelange Forschung darauf hinweist, dass der menschliche Hippocampus für das kontextuelle Gedächtnis entscheidend ist, hatten frühere Studien kontextspezifische Signale in dieser Gehirnstruktur bisher nicht mit räumlichem Verhalten in einer Weise verknüpft, die das Gedächtnis eindeutig von nicht-erinnerungsbezogenen Faktoren trennt. Die Studie wurde in Kooperation mit dem Kavli Institute for Systems Neuroscience, NTNU, Trondheim und mit Unterstützung des Europäischen Forschungsrates (ERC-CoG GEOCOG) durchgeführt.

 

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