Die Rolle von Gitter- und Ortszellen sowie der Phasenpräzession für das menschliche episodische Gedächtnis

Im Projekt werden grundlegende Mechanismen der Gedächtnisbildung beim Menschen untersucht. Tierexperimentelle Daten vorwiegend bei Nagern haben eine eminente Rolle von Gitter- und Ortszellen bei der räumlichen Navigation sowie der Beziehungen zwischen neuronalen Entladungsraten und oszillatorischer Aktivität bei der Ortskodierung gezeigt. In einer früheren Untersuchung der US-deutschen Forschergruppen wurde gezeigt, dass Ortszellen über Aufgaben bei der räumlichen Orientierung hinaus auch eine Rolle bei der Integration räumlicher Informationen in den Abruf episodischer Gedächtnisinhalte spielen. Im vorliegenden Verbundprojekt wird ein spezielles Paradigma räumlicher Navigation in einer offenen virtuellen Umgebung entwickelt, um humane Neurone mit Gitterzell- und Ortszell-Charakteristika während der Enkodierung und des Abrufes episodischer, verbaler Gedächtnisinhalte zu untersuchen. Die hierfür erforderlichen Registrierungen einzelner Neurone im Hippokampus und im enthorhinalen Kortex werden bei kognitiv intakten Patienten durchgeführt, die aus klinischen Gründen EEG-Registrierungen aus diesen Arealen erhalten. Die experimentellen Daten werden mit Modellvorhersagen zu Interaktionen von Gitter- und Ortszellen im entorhinal-hippocampalen Netzwerk und zur Beziehung oszillatorischer Aktivität zu neuronalen Feuerraten verglichen. Das Projekt wird somit unter Integration spezieller Expertise in der Modellierung, kognitiven Analyse und humanen Elektrophysiologie ein grundlegendes mechanistisches Modell räumlicher Gedächtnisleistungen auf der Ebene von Neuronen und der sie verbindenden Netzwerke überprüfen und seine Relevanz für humane deklarative Gedächtnisleistungen insgesamt analysieren.