Die Funktion dopaminerger Mechanismen und des ventralen Striatums beim Wiedererkennen

Die Funktion des mesolimbischen dopaminergen Systems bei verschiedenen kognitiven Prozessen wie der Belohnungsverarbeitung, dem Verstärkungslernen, der Neuheitsdetektion und der Gedächtnisenkodierung ist intensiv erforscht worden. Auch beim Wiederkennen in Gedächtnistests wird eine Aktivierung dieses Systems, insbesondere des ventralen Striatums, häufig beobachtet. Deren funktionelle Bedeutung wurde jedoch bisher kaum untersucht. Eine aktuelle Studie des Antragstellers legt nahe, dass dieser Aktivität potentiell mehrere Prozesse zu Grunde liegen. So könnte das ventrale Striatum in die belohnende Erfahrung alte Stimuli wiederzuerkennen und in die Detektion neuer Stimuli involviert sein. Über die Erwartung derart belohnender bzw. neuartiger Stimuli könnten im Striatum Vorhersagen und Vorhersagefehler generiert werden. Auch Reaktivierung und Re-Enkodierung der Stimuli während eines Gedächtnistests würden die striatäre Aktivierung erklären.Der vorliegende Antrag hat zum Ziel, diese Hypothesen zu untersuchen. Insbesondere wird der Beitrag dopaminerger Mechanismen mit zwei komplementären Methoden exploriert, dietätischer Dopamindepletion und dopaminergen Genotypen. Mittels multivariater Verfahren soll die Ähnlichkeit des Aktivierungsmusters während Wiedererkennens und Belohnungsverarbeitung quantifiziert werden. Schließlich wird geprüft, inwieweit das striatäre Signal einem Vorhersagefehler entspricht. Der Arbeitsplan wird somit den Beitrag des mesolimbischen dopaminergen Systems zum episodischen Gedächtnis mittels einander ergänzender Ansätze aufklären.

Zusammenfassend haben die Studien, die im Rahmen dieses Antrages durchgeführt wurden, in der Tat dazu geführt, dass wir die Rolle des Striatums beim Gedächtnisabruf sowie die beteiligten Prozesse besser verstehen. Sowohl das erfolgreiche Wiedererkennen eines enkodierten Stimulus aktiviert das Striatum als das Zurückweisen eines neuen als auch das Ausmaß der Sicherheit dieser Entscheidung. Beide Prozesse sind dabei mit einem subjektiven Wert verbunden, der der ventral striatären Aktivität entspricht. Dabei sind beide Prozesse aber unabhängig von einander in überlappenden striatären Arealen verortet. Interessanterweise werden auch beide Prozesse von Dopamin moduliert, allerdings nur die metakognitive Konfidenz über ihr striatäres Korrelat und zudem ist ein erhöhter Dopaminspiegel eher nachteilig für eine valides Einschätzen der Sicherheit einer Entscheidung. Dagegen wir der positive Einfluss von Dopamin auf die alt/neu-Entscheidung über die Modulation des Hippocampus vermittelt, vermutlich über eine Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnis. Auch der assoziative Gedächtnisabruf wird durch Dopamin positiv moduliert, ebenfalls über den Hippocampus und vermutlich über eine effektivere Hippocampus getriebene Reaktivierung.