B04

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Project

Ontogenese der Gedächtniskonsolidierung

Menschen haben die Fähigkeit sich an erlebte Ereignisse für Jahre oder sogar Jahrzehnte zu erinnern. Diese beeindruckende Fähigkeit hat ihre ontogenetischen Wurzeln in der frühen Kindheit, während derer die frühkindliche Amnesie  – die Unfähigkeit Erwachsener, auf Kindheitserinnerungen zuzugreifen – zwischen 3 und 8 Jahren einsetzt. Auf dem Systemlevel beinhaltet die Gedächtniskonsolidierung eine, nach der Encodierung stattfindende, Reorganisation von Ereignisengrammen über verteilte Gehirnschaltkreise hinweg (Dudai and Morris, 2000). Dies ist ein zeitlich fortschreitender Prozess, der die Interaktion zwischen Hippocampus (HC) und Neokortex beinhaltet, einschließlich der ventromedialen präfrontralen Gebieten (vmPFC, e.g. Dudai, 2004; Takashima et al., 2006). Diese Interaktionen werden von zuvor bestehenden Schemata oder Vorwissen moduliert, mit einem beschleunigten Transfer vom HC zum Neokortex, wenn die neue Erinnerung in bereits bestehende Schemata passt. Diese Prozesse sowohl in sich normal entwickelnden Kindern als auch in Kindern mit einer erwarteten, von der Normabweichenden HC Verschaltung (wie zum Beispiel im Falle einer Frühgeburt) zu untersuchen, ist eine Möglichkeit einen Einblick in die Dynamiken der auf dem Systemlevel ablaufenden Gedächtniskonsolidierung zu gewinnen, indem die variierende strukturelle und funktionelle Integrität des HC-vmPFC-Netzwerks zwischen den Gruppen und im Laufe der Zeit beobachtet wird. In sich normal entwickelnden Kindern verlangsamt sich die HC Reifung innerhalb der mittleren Kindheit (Shing et al., 2010), aber die strukturelle und funktionelle Konnektivität zwischen HC und vmPFC entwickelt sich bis weit ins Erwachsenenalter (Lebel et al., 2012). Zurzeit ist das Verständnis darüber, wie die Konsolidierung in den sich entwickelnden Gehirnen ermöglicht und eingeschränkt wird, sehr begrenzt. Unter Verwendung eines experimentellen Ansatzes, in Verbindung mit multimodalen Neuroimagingtechniken (fMRI, hochauflösendes MRI, DTI), werden wir die, der Gedächtniskonsolidierung zugrunde liegenden, neuronalen Mechanismen in sich normal entwickelnden, sowie in frühgeborenen Vorschulkindern zwischen 5 und 6 Jahren (im Vergleich zu einer Gruppe junger Erwachsener) charakterisieren, mit einer Längsschnittkontrolle zwei Jahre später. Wir werden untersuchen, wie die Konsolidierung über zwei Wochen die neuronalen Korrelate des Erinnerungsabrufes für Ereignisse (bestehend aus Objekten und deren Kontext), welche mit Wissen in Verbindung gebracht werden können, beeinflusst. Im Längsschnitt werden wir untersuchen, wie der Wissenserwerb im Laufe der Zeit die Entwicklung von der Gedächtniskonsolidierung zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen beeinflusst. Unter Benutzung des selben Objekt-Kontext-Paradigmas werden wir zu klinischen Modellen von Frühgeburten, assoziiert mit andauernden, früheinsetzenden Veränderungen in der Anatomie und Funktionalität des HC (Nosarti und Froudist-Walsch, 2016) und erwarteten Veränderungen in der Gedächtniskonsolidierung, voranschreiten. Unser Ansatz profitiert von der Tatsache, dass zwar die HC-Integrität unter frühgeborenen Individuen beeinträchtigt ist, es aber signifikante interindividuelle Variabilität im Grad der Gedächtnisstörung gibt, in deren Rahmen einige eine Gedächtnisleistung im normalen, nichtbeeinträchtigten Rahmen aufweisen. Deshalb wird unsere Studie darauf abzielen, Charakterisierungen vorzunehmen für (1) neuronale Prozesse, welche der Gedächtniskonsolidierung in sich normal entwickelnden Individuen dienen, (2) neuronale Unterschiede und Kompensationsprozesse, welche der Gedächtniskonsolidierung in frühgeborenen Individuen zugrunde liegen und (3)  perinatale Charakteristika und frühe neuronale Entwicklungstrajektorien, welche unbeeinträchtigte Gedächtnisleistungen, trotz einer Frühgeburt, vorhersagen. Mit diesem Längsschnittsprojekt werden neue Einsichten in die Dynamiken der intrapersonellen neuronalen Entwicklung und der Plastizität zugrunde liegenden Gedächtniskonsolidierung auf Systemebene gewonnen.

Bild Experimentelles Logo. Quelle, B04-Mitglieder

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