Neuronale Repräsentation von motivationalem Wert und Kontext beim expliziten und impliziten Lernen

In vorausgegangenen Experimenten haben wir gezeigt, dass Strukturen des dopaminergen Systems über ihre Rolle beim Belohnungslernen hinaus auch in visuelle Lernprozesse involviert sind, die entweder nur auf kognitive Rückmeldungen oder gar in Abwesenheit externer Rückmeldung auf internen Konfidenzurteilen basieren. In der kommenden Antragsperiode möchten wir darauf aufbauen, indem wir das Zusammenspiel von ventralem Striatum und medialem Temporallappen bei komplexen visuellen Lernprozessen untersuchen. Ausgehend von tierexperimentellen Befunden möchten wir mittels funktioneller Bildgebung untersuchen, wie diese Strukturen bei der Repräsentation von Belohnungserwartung und Vorhersagefehler in räumlichen, sowie zeitlichen Kontexten zusammenwirken. Aufbauend auf unseren Vorarbeiten fassen wir diese Begriffe soweit, dass sie auch Reaktionen auf externe Rückmeldungen über die Korrektheit der Aufgabenerwartung einer­seits, sowie die Bestätigung oder Verletzung implizit gelernter Kontingenzen umfassen. Dazu möchten wir eine Serie von Experimenten mittels hochaufgelöster funktioneller Magnetresonanztomographie durchführen und diese mit einer quantitativen Modellierung verknüpfen. In Anlehnung an tierexperimentelle Befunde pla­nen wir zunächst die Untersuchung eines expliziten Kontextkonditionierungsparadigmas, in dem die Reprä­sentation von motivationalem Wert einer Handlungsalternative und Kontext analysiert wird. Aufbauend auf diesen Befunden möchten wir dann zur Untersuchung impliziter Lernprozesse fortschreiten. Hierzu planen wir, einerseits das Kontextuelle Cueing-Paradigma und andererseits das Serielle Reaktionszeit-Paradigma zu nutzen.

Neuronal representation of motivational value and context in explicit and implicit learning

Recent work in this subproject has demonstrated that both implicit and explicit rewards are involved in the incidental learning of repeated spatial configurations. Implicitly, reward signals were obtained from the putamen when a search target was found at a learnt location within a repeated spatial search context. Explicit monetary reward led to enhanced search guidance in repeated configurations. Medial frontal and retrosplenial cortex were core areas of the underlying neural architecture. For the next funding period, we propose to further investigate the nature of reward enhancement of spatial contextual cueing with respect to the role of relative reward value and with respect to the role of reward versus punishment (monetary gain versus loss). In addition, the specificity of the reward-related enhancement will be tested by contrasting context learning and target location probability learning as well as by investigating the contribution of visual working memory capacity. A new aspect will consist of developmental studies of reward modulation of contextual cueing over the lifespan. In particular, we will study age-related changes during learning, expression of learning and relearning of incidentally acquired contextual cues in visual search and examine how the implicit processes interact with motivational factors and working memory capacity.