Kardinale Mechanismen der Wahrnehmung: Pr├Ądiktion, Bewertung, Kategorisierung

Wahrnehmung ist die wohl grundlegendste und wichtigste Funktion des menschlichen Geistes, da sie als einzige Quelle für Information aus der Umwelt dient. Die Sinne bieten uns ein Fenster zur Welt an, durch das wir Information aufnehmen können. Wahrnehmung hingegen ist der Prozess, der diese Signale interpretiert, der sozusagen erst „Sinn“ aus ihnen macht. Auf dem Gebiet der sensorischen Verarbeitung wurden in der Vergangenheit große Forschungserfolge erzielt, die sich aber überwiegend auf eng umschriebene Funktionsbereiche bezogen. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wollen wir nun untersuchen, wie das menschliche Gehirn aus sensorischen Eingangssignalen übergeordnete Bedeutung ableitet. Dazu wollen wir Wahrnehmung umfassend auf der Basis dreier grundlegender Prinzipien erklären: Prädiktion, Bewertung und Kategorisierung. Diese „kardinalen Mechanismen“ erzeugen komplexe interne Modelle der Umwelt, welche im Gehirn stetig angepasst und verbessert werden. Dies ermöglicht uns, den künftigen Zustand der Umgebung sowie Handlungskonsequenzen vorherzusagen, die möglichen Risiken und Nutzen von Reizen und Reaktionen zu bewerten, und die unendliche Menge an Umweltreizen in diskrete Kategorien von Konzepten und Verhaltensweisen abzubilden. Unser Forschungsantrag gliedert sich folglich in drei Bereiche:

A. Prädiktion. Projektgruppe A untersucht, wie Vorhersagen unsere Sinnesorgane aktiv lenken um die optimale Informationsaufnahme zu gewährleisten. Wir wollen verstehen, wie einkommende Sinnessignale von den vorhergesagten sensorischen Konsequenzen unserer eigenen Handlungen bereinigt werden und die Informationsaufnahme dadurch verlässlich und effizient gestaltet wird.

B. Bewertung. Projektgruppe B untersucht, wie Bewertungsprozesse sensorische Signale und Handlungskonsequenzen gewichten, um den möglichen Zuwachs an Information und Belohnung zu maximieren. Wir wollen verstehen, wie Bewertung zur Optimierung von direkten Handlungskonsequenzen beiträgt und gleichzeitig dazu dient, die internen Modelle der Welt kontinuierlich zu verbessern.

C. Kategorisierung. Projektgruppe C untersucht, wie aus Regelmäßigkeiten in unserer Umwelt in verschiedenen Domänen wie Wahrnehmung und Sprache Kategorien gebildet werden. Wir wollen verstehen, wie Kategorien durch die Konzentration auf das Wesentliche unsere Wahrnehmung erleichtern.

Wir bieten eine einzigartige Kombination aus Verhaltensexperimenten, Physiologie und Modellierung auf, um zu einem umfassenden Verständnis von Vorhersage, Bewertung und Kategorisierung zu gelangen. Unser Ziel ist es, die kardinalen Mechanismen der Wahrnehmung auf der Verhaltensebene zu definieren, ihre neuronalen Substrate zu identifizieren und ihre Funktionsweise  mathematisch zu modellieren. Langfristig wollen wir die Entwicklung dieser Mechanismen über die gesamte Lebensspanne hinweg erfassen und die funktionelle Bedeutung ihrer Beeinträchtigungen bei neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen untersuchen.