Neurowissenschaften der sensorischen Wahrnehmung

Psychiatrie

Direktor:
Prof. Dr. med. Johannes Kornhuber

Neurowissenschaften der sensorischen Wahrnehmung

Unsere Forschung beschäftigt sich mit kognitiver Neurobildgebung mit einem Fokus auf der menschlichen sensorischen Wahrnehmung. Wir sind besonders fasziniert von den chemischen Sinnen (Riechen, Schmecken und trigeminale Wahrnehmung) des Menschen und den zugrunde liegenden Verarbeitungsprozessen im menschlichen Gehirn. Meine Forschungsgruppe arbeitet mit dem Gehirn und dem Verhalten des Probanden – obwohl man etwas noch nicht bewusst wahrnimmt, können wir bereits Effekte im Gehirn nachweisen. Weiterhin interessiert mich die Interaktion der chemischen Sinne mit anderen sensorischen Systemen. Um multisensorische Integration auf einer perzeptuellen Stufe aber auch hinsichtlich der zerebralen Verarbeitung zu charakterisieren, nutze ich multimodale Stimulationsszenarien. Das Ziel unserer Forschung ist, zu verstehen, wie das Gehirn es uns ermöglicht, (chemo)sensorische Information zu verarbeiten und wahrzunehmen. Außerdem beleuchten wir, wie die verschiedenen Sinnessysteme interagieren, um eine einzigartige Wahrnehmung zu garantieren.

In unseren Studien kommen traditionelle Duftstoffe, wie wir sie während der Nahrungsaufnahme vorfinden aber auch solche, die uns als wichtige Warnsignale dienen, zum Einsatz. Außerdem beschäftige ich mich mit sogenannten Chemosignalen, die emotionale Zustände zwischen Menschen kommunizieren können. Wir verwenden sowohl behaviorale Methoden, als auch psychophysiologische Messungen und funktionelle Bildgebung (EEG/ERP, fMRI), um unsere Forschungsfragen zu beantworten. Unsere Arbeit trägt zu einem besseren Verständnis der Wahrnehmung und kortikalen Verarbeitung von (chemo)sensorischen Reizen in gesunden Probanden, aber auch in psychiatrischen und neurologischen Patientenpopulationen bei. Unsere universitäre Grundlagenforschung kombiniert sich mit industrienaher Anwendungsforschung am Fraunhofer IVV.

Methodenspektrum

  • olfaktorische Stimulation mittels Sniffin Sticks, Flaschen, Olfaktometer, gustatorische Stimulation mittels Gustometer, gleichzeitige visuelle, auditorische oder trigeminale Stimulation
  • multisensorische Stimulation durch Kombination von chemischen Reizen mit visuellen, auditorischen oder trigeminalen Reizen
  • Verhaltensmessung: Schwellen-, Diskriminations-, Identifikationsmessungen, Bewertung von Duftstoffen, Reaktionsgeschwindigkeiten
  • psychophysiologische Methoden: elektrodermale Messungen, kardiovaskuläre, respiratorische Reaktion auf sensorische Reize, Mimikanalyse, Eye tracker
  • bildgebende Methoden: Elektroenzephalographie (EEG), ereigniskorrelierte Potentiale (ERP)/fMRT/TMS/tDCS

Diese Methoden werden so kombiniert, dass man in einer ersten Verhaltensstudie ein Phänomen findet, dieses dann mittels EEG (hoher zeitlicher Auflösung) und/oder fMRT (hoher räumlicher Auflösung) untersucht und neurale Korrelate für das Verhalten etabliert. Wenn man dann die Aktivität dieser Zielregion mittels TMS oder tDCS nach oben oder unten reguliert, verändert sich das resultierende Verhalten, welches wiederum überprüft wird. Neben reinen Verhaltensmessungen bzw. Fragebögen erhalten wir mithilfe von psychophysiologischen und bildgebenden Methoden Hinweise zur teilweise unbewusst stattfindenden Verarbeitung sensorischer Reize. 

Unsere universitäre Forschung gliedert sich in mehrere Themenbereiche:

1. Multisensorische Integrationsstudien im Hinblick auf Nahrungsmittelwahrnehmung und Maskierung unangenehmer Gerüche

Ein Schwerpunkt in diesem Themenbereich sind Studien zur olfaktorisch-visuellen und olfaktorisch-auditorischen Integration an gesunden Probanden und psychiatrischen Patientenkollektiven. Derzeit arbeiten wir am Thema der olfaktorisch-visuellen Integration während der Nahrungsmittelaufnahme in verschiedenen Lebensphasen im Rahmen des BMBF-Clusters Enable. Hier untersuchen wir den Einfluss eines Labels auf die Geruchswahrnehmung.

Olfaktorisch-trigeminale Interaktionen sind vor allen Dingen im Hinblick auf die Maskierung unangenehmer Geruchs- und Geschmackseindrücke von Bedeutung. Wir untersuchen diese Interaktionen derzeit und zukünftig im Rahmen mehrerer Industrieprojekte, sowie im Rahmen eines Projektes, welches durch die Bayrische Forschungsstiftung gefördert wird.

Geplant sind weiterhin die Untersuchungen zusätzlicher bimodaler Reizkombinationen unter Einbeziehung der fünf verschiedenen Sinne, als auch Kombinationen aus mehr als zwei Reizen bis hin zur Benutzung von virtual reality Systemen, um die Stimulation möglichst nah an der Empfindung im täglichen Leben zu orientieren. Besonders interessant sind in diesem Zusammenhang verschiedene Altersgruppen (Kinder, ältere Menschen), als auch verschiedene psychiatrische und neurologische Patientengruppen.

2. Chemosensorische Signale, welche über Körpergerüche vermittelt werden und zur Kommunikation benutzt werden

Chemosignale wurden von meinem Team bis jetzt speziell für die Emotionen Angst und Aggression an gesunden Probanden untersucht. Zukünftig soll ein Vergleich von Chemosignalen, die verschiedenen emotionalen Zuständen zuordenbar sind, stattfinden.

3. Einfluss einer intranasalen Insulingabe auf die sensorischen Systeme

Im Rahmen einer DFG-Sachbeihilfe haben wir den Einfluss einer intranasalen Insulingabe auf den Geruchs- und Geschmackssinn, sowie auf multisensorische Integrations-mechanismen untersucht.

 
Leitung:
Prof. Dr. rer. biol. hum. Jessica Freiherr
DECT: 09131 85-44806
E-Mail: jessica.freiherr@uk-erlangen.de
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