Projektleiterin: PD Dr. Natalia Zaretskaya
Kooperationspartner: Medizinische Universität Wien
Finanzierung: FWF (Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung)
Laufzeit: 2024 - 2028
Zusammenfassung:
Das Claustrum ist einer der am wenigsten untersuchten Teile des Gehirns. Es ist mit fast jeder anderen Gehirnregion verbunden, aber seine Funktion bei der Wahrnehmung und Kognition bleibt ein Rätsel. Während einige Hinweise darauf hindeuten, dass es bei der Koordination der Gehirnaktivität eine wichtige Rolle spielt oder die Aufmerksamkeit steuert, weisen andere auf seine Rolle bei der bewussten Wahrnehmung hin. Die zwei größten Herausforderungen bei der Erforschung des Claustrums sind seine schmale Form und seine Lage tief im Gehirn. Dies macht es schwierig, die Aktivität der Gehirnzellen im Claustrum zu erfassen. Typische Verfahren zur Messung der Gehirnaktivität bei Menschen liefern nicht genug Details, um die Aktivität des Claustrums von anderen umliegenden Gehirnregionen zu unterscheiden. Eine wesentliche Einschränkung von Tierstudien ist, dass der Beitrag des Claustrums zu komplexen kognitiven Funktionen nicht direkt untersucht werden kann. Darüber hinaus können die Ergebnisse von Tierstudien nicht direkt auf Menschen übertragen werden.
Die neue Technologie der Magnetresonanztomographie (MRT) zur Messung der Gehirnaktivität beim Menschen kann diese Probleme bewältigen. MRT-Scanner mit hohen Magnetfeldern ermöglichen eine außerordentliche Detailgenauigkeit bei der Kartierung der Gehirnaktivität. In unserer jüngsten Studie haben wir diese Technologie eingesetzt, um die Reaktionen des Claustrums auf visuelle und auditive Reize zu untersuchen. Wir entdeckten, dass ein Teil des Claustrums aktiv ist, wenn Menschen Filmclips ansehen. Diese Studie zeigte, dass es möglich ist, die Aktivität des Claustrums beim Menschen zu messen, und eröffnete die Möglichkeit, seine Funktion weiter zu untersuchen.
In diesem Projekt werden wir die Hochfeld-MRT-Technologie nutzen, um die Funktion des Claustrums beim Menschen weiter zu erforschen. Wir werden testen, wie das Claustrum auf verschiedene Arten von visuellen Reizen reagiert und ob wir seine Reaktion auf Geräusche nachweisen können. Vor allem aber werden wir die Hypothesen über seine Beteiligung an der Aufmerksamkeitslenkung und am Bewusstsein testen.
Abstract:
The claustrum is one of least investigated parts of the brain. It is connected with almost every other brain area, but its role in perception and cognition remains a mystery. While some evidence suggests that it helps coordinate brain activity or control attention, other evidence points to its role in conscious perception. The two biggest challenges in studying the claustrum are its thin shape and location deep inside the brain. This makes it hard to record activity of brain cells in the claustrum in animals, and even harder in humans. Typical methods for measuring brain activity in humans do not provide enough detail to distinguish the activity of the claustrum from other surrounding brain areas. The main limitation of animal studies is that it is impossible to study the claustrum’s contribution to complex cognitive functions. In addition, results of animal studies can’t be directly generalized to humans.
New Magnetic Resonance Imaging (MRI) technology for measuring brain activity in humans can address these problems. MRI scanners with high magnetic fields provide an unprecedented degree of detail in mapping brain activity. In our recent study, we used this technology to investigate the claustrum’s responses to visual and auditory stimuli. We discovered that a part of the claustrum is active when humans view movie clips. This study demonstrated that it is possible to measure claustrum activity in humans and opened the possibility for further studying its function.
In the current project, we will leverage the high-field MRI technology to further study the function of the claustrum in humans. We will test how the claustrum responds to different types of visual stimuli and whether it responds to sounds. Most importantly, we will test the hypotheses about its involvement in paying attention and consciousness.