Cognitive Neuroscience

In diesem Modul erhalten die Studenten einen Einblick in aktuelle Themen der kognitiven Neurowissenschaften. Dabei werden ihnen zuerst die experimentellen Methoden der kognitiven Neurowissenschaften vermittelt. In Kleingruppen werden sie dann eigenständig wissenschaftliche Fragestellungen zu den neuronalen Verarbeitungsmechanismen kognitiver Prozesse erarbeiten. Ein Schwerpunkt dabei wird die multisensorische Wahrnehmung und die Interaktion von Wahrnehmungs- und Handlungsabläufen darstellen. Dabei spielen höhere kognitive Funktionen wie Lernen, Aufmerksamkeit und Navigation/Orientierung eine zentrale Rolle. Die wissenschaftlichen Fragestellungen werden während des Moduls experimentell untersucht und quantitativ analysiert. Neben der thematischen Einführung in das Gebiet der kognitiven Neurowissenschaften ist eins der Hauptziele dieses Moduls, die wissenschaftliche Arbeitsweise von der Entwicklung der Fragestellung über die Durchführung von Kognitionsexperimenten bis hin zur Präsentation in mündlicher oder schriftlicher Form zu erlernen.

Gehirne gehören zu den komplexesten Systemen der Natur. Sie vermitteln das Verhalten von Tieren und Menschen und haben sich in der Evolution an ihre jeweiligen Aufgaben angepasst. In diesem Modul werden grundlegende Aspekte der Neuro- und Verhaltensbiologie erarbeitet. Die Themen betreffen Informationsübertragung bei Nervenzellen, Verarbeitung sensorischer Information, Kontrolle von Motorik, Orientierung im Raum, Lernen und Gedächtnis, Kommunikation und Sozialverhalten. Auf verschiedenen Beschreibungsebenen, die von der Einzelzelle, über Zellverbände bis hin zur sozialen Interaktion von Individuen reichen, soll ein Verständnis dafür entwickelt werden, wie bei Systemen, die aus einzelnen Elementen bestehen, durch das Zusammenwirken dieser Elemente neue Eigenschaften und letztendlich Verhalten entstehen können. Methodisch soll einerseits in unterschiedliche experimentelle Ansätze eingeführt werden wie neurobiologische Messmethoden, Methoden der Verhaltensphysiologie und der Verhaltensbeschreibung sowie andererseits in theoretische Ansätze für die Modellierung komplexer Systeme. Neben dem Erwerb fachlicher Kenntnisse sollen die Fähigkeit zur Vermittlung dadurch geübt werden, dass für alle Aufgaben Protokolle erstellt und die wissenschaftlichen Ergebnisse mit Hilfe des Einsatzes verschiedener Medien in Referaten und/oder Postern dargestellt werden. Berufsfeldbezogene Qualifikationen, Verständnis komplexer Systeme, Training im abstrakten Denken, in Systemeigenschaften, d.h. unabhängig vom konkreten Fallbeispiel.

Der Mensch integriert und kombiniert Informationen aller Sinner zu einer einheitlichen und kohärenten Wahrnehmung, um eine zielgerichtete Handlungssteuerung zu ermöglichen. In diesem Projektmodul können Arbeiten mit Bezug zur multisensorischen Wahrnehmung und Handlung beim Menschen durchgeführt werden. Die einzelnen Themen werden mit dem Betreuer besprochen.

Gehirne gehören zu den komplexesten Systemen der Natur. Sie vermitteln das Verhalten von Tieren und Menschen und haben sich in der Evolution an ihre jeweiligen Aufgaben angepasst. In diesem Modul sollen grundlegende Aspekte der Neuro- und Verhaltensbiologie erarbeitet werden. Die Themen betreffen Informationsübertragung bei Nervenzellen, Verarbeitung sensorischer Information, Kontrolle von Motorik, Lernen und Gedächtnis, Kommunikation und Sozialverhalten. Auf verschiedenen Beschreibungsebenen, die von der Einzelzelle, über Zellverbände bis hin zur sozialen Interaktion von Individuen reichen, soll ein Verständnis darüber entwickelt werden, wie bei Systemen, die aus einzelnen Elementen bestehen, durch das Zusammenwirken dieser Elemente neue Eigenschaften und letztendlich Verhalten entstehen können. Darüber hinaus werden unterschiedliche experimentelle Ansätze wie neurobiologische Messmethoden, Methoden der Verhaltensphysiologie und der Verhaltensbeschreibung einerseits sowie in theoretische Ansätze wie Simulationen mit systemtheoretischen Modellen und künstlichen neuronalen Netzen besprochen. Neben dem Erwerb fachlicher Kenntnisse sollen die Fähigkeit zur Vermittlung geübt werden.

Das Ziel dieses Moduls ist es grundlegende Zusammenhänge zwischen der Aufnahme und Verarbeitung von Sinnesreizen durch unser Nervensystem und unserem Aktiven Verhalten zu verstehen. Dazu schauen wir uns verschiedenen Ansätze und Methoden der Kognitive Neurowissenschaften an, und wie diese in verschieden experimentellen Kontexten angewendet werden können. Mögliche Kontexte sind Versuche zur Sehwahrnehmung, zum Hören oder zur multisensorischen Integration, sowie zur aktiven Navigation im Raum. Neben dem Verständnis des Versuchsdesigns stehen quantitativen Methoden der Datenanalyse und Statistik im Fokus, um so ein komplettes Methodenrepertoire für spätere Projekte in der Psychophysik und Verhaltensforschung zu erarbeiten. Je nach Projektfokus binden wir auch Methoden zur Messung von autonomen Reaktionen des Nervensystems, wie zum Beispiel Messungen der elektrischen Leitfähigkeit der Haut, der Augenbewegungen oder der Pupillengröße mit ein.

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