Direkt zum Inhalt
 
 
Bannergrafik (Team Schwarting)
 
  Startseite  
 
Sie sind hier:» Universität » Psychologie » Verhaltensneurowissenschaft » Research » Kognitionspsychologie im Tiermodell: Sequentielles Verhalten
  • Print this page
  • create PDF file

Kognitionspsychologie Im Tiermodell: Sequentielles Verhalten

 
Sequentielles Verhalten/Lernen ist die Fähigkeit von Menschen und Tieren Regelmäßigkeiten in der Abfolge von Ereignissen erkennen und speichern zu können, um sie später in bestimmten Situationen reproduzieren zu können.

Gute Beispiele sequentiellen Verhaltens sind das Fahrradfahren und Klavierspielen.

Durch Training (im Form steter Wiederholung) können diese geordnet abgespeicherten Ereignisse zur Gewohnheit werden, deshalb gehört sequentielles Verhalten/Lernen zum prozeduralen Lernen (Wissen über das „Wie“, „habit memory“). Der Name „sequentielles“ Verhalten rührt von der Ordnung der Ereignisse her, die in ihrer Abfolge eine Sequenz bilden.

  

Warum wurde das Sequentielle Lernen ein Forschungsthema der Arbeitsgruppe Basalganglienfunktionen und –dysfunktionen?

Es wurde gezeigt, dass die Basalganglien, und besonders der Botenstoff Dopamin in den Basalganglien, eine wichtige Rolle im sequentiellen Verhalten spielen. Personen mit geschädigten Basalganglien und Parkinson-Patienten (also mit absterbenden dopamin-produzierenden Zellen, siehe „Anatomie der Basalganglien“) sind im sequentiellen Lernen beeinträchtigt. Studien mit Bildgebungsverfahren zeigen eine erhöhte Aktivität in den Basalganglien während sequentiellen Verhaltens.

Im Fall von Morbus Parkinson treten diese kognitiven Störungen noch vor den motorischen Störung in Erscheinung. Demzufolge ist die Erforschung sequentiellen Lernens nicht nur für das Verständnis der Gehirnmechanismen, mit dem Ziel Parkinson-Therapien zu untersuchen, relevant, sondern auch für die frühzeitige Diagnose.

Bei Menschen wird sequentielles Verhalten mit einem einfachen Test nachgewiesen, dem sogenannte „SRT Task“ („Serial Reaction Time Task“ / Serielle Reaktionszeitaufgabe).


Methode 1: Verhaltenstest: die Serielle Reaktionszeitaufgabe

Die Aufgabe besteht darin, mit fest zugeordneten motorischen Antworten (z.B. über Tasten einer Tastatur) so schnell und genau wie möglich auf visuelle Reize (i.d.R. Licht) zu reagieren. Die Reize werden nacheinander dargeboten und die Reaktionszeiten der Versuchspersonen gemessen. Den Versuchspersonen wird dabei vorenthalten, ob die Reize in einer wiederholten Sequenz oder in einer zufälligen Reihenfolge präsentiert werden. Das sequentielle Lernen zeigt sich in der Verringerung der Reaktionszeiten unter der Bedingung einer sequenziellen im Vergleich zu einer zufälligen Reizfolge.

Wir haben ein neues Rattenmodell des menschlichen SRTT entwickelt, das mit Hilfe von Futterverstärkung (siehe Abb. 1 und 2) z.B. dazu dient, die Rolle von Hirnmechanismen für das sequentielle Verhalten zu untersuchen. Unsere Ratten werden durch Instrumentales Lernen trainiert, auf beleuchtete Öffnungen (visuelle Reize) mit „nose-pokes“ zu reagieren (motorische Antworten). Belohnt wird dieses Verhalten durch Futterpillen, vorausgesetzt, dass 13 erleuchtete Öffnungen korrekt hintereinander besucht wurden. Die Reaktionszeiten, die mit diesem Tiermodell gemessen wurden, replizieren Ergebnisse aus dem Humanbereich, denn die Ratten reagieren schneller und genauer unter sequenziellen als unter zufälligen Bedingungen.

Skinnerbox

























Abb. 1: Teilansicht der Testapparatur, die sich in einer sogenannten Skinnerbox befindet. Sichtbar sind die vier Löcher, die aufleuchten können, bzw. die zentral gelegene Futterausgabe.

SRTT im Rattenmodell




























Abb. 2: Die Regeln im Ratten-SRTT. Die gelben Flächen repräsentieren die nacheinander aufleuchtenden Löcher. Nach einem festgesetzten Verstärkerplan (meist FR13) erfolgt die Futterbelohnung. Je nach Versuchsbedingung ist die Abfolge der Löcher fällig oder sequentiell


Es wurde gezeigt, dass mehrere Hirnsysteme, insbesondere fronto-striatale Netzwerke, an verschiedenen Prozessen des sequentiellen Lernens beteiligt sind, aber die genauen Mechanismen können noch nicht erklärt werden.

Mit Hilfe unseres Ratten SRTT Modells und verschiedener Varianten versuchen wir, die folgende Fragen zu klären:

  • Welche Hirnstrukturen sind beteiligt?

  • Wann kommen sie zum Einsatz (während des Lernens...des Könnens?)

  • In wieweit ist Aufmerksamkeit nötig, um die Sequenz zu reproduzieren?


Dabei basieren die Experimente auf folgender Strategie:

Sequenz-trainierte Ratten bekommen neurotoxische Dopaminläsionen in bestimmte Regionen der Basalganglien (diese Läsionen dienen auch als Modell der Parkinsonkrankheit), um die Effekte auf die Sequenzleistung zu analysieren.

Die Genauigkeit und das Ausmaß der Läsionen wird mit einer chromatographischen Methode (HPLC, High Performance Liquid Chromatography, Abb. 3) überprüft.

Histologische und chromatographische Nachweisverfahren

HPLC
























Abb. 3: Die HPLC (High Performance Liquid Chromatography). Mit dieser neurochemischen Technik werden einzelne Hirnstrukturen (z.B. Basalganglien) auf ihren Zellgehalt an Neurotransmittern wie Dopamin, Noradrenalin oder Serotonin untersucht.


Literatur

  • Domenger D & Schwarting RKW. Sequential behavior in the rat: Role of skill and attention. Experimental Brain Research, 182 (2007) 223-231.
  • Domenger, D. and Schwarting, R.K.W., The serial reaction time task in the rat: Effects of D1 and D2 dopamine-receptor antagonists, Behav Brain Res, 175 (2006) 212-222

  • Domenger, D. and Schwarting, R.K.W., Sequential behavior in the rat: A new model using food-reinforced instrumental behavior, Behav Brain Res, 160 (2005) 197-207

Zuletzt aktualisiert: 18.02.2008 · Borchers

 
 
 
Fb. 04 - Psychologie

Abteilung Verhaltensneurowissenschaft, Gutenbergstraße 18, 35032 Marburg
Tel. +49 6421 28-23639, Fax +49 6421 28-23610, E-Mail: schwarti@staff.uni-marburg.de

URL dieser Seite: https://www.uni-marburg.de/fb04/team-schwarting/forschung/srttcog

Impressum | Datenschutz