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Institut für Neurowissenschaften und Medizin
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Kognitive Neurogenetik

Gruppenleiterin: Dr. Sofie Valk

In der Gruppe "Kognitive Neurogenetik" unter der Leitung von Dr. Sofie Valk untersuchen wir, wie Struktur und Funktion des Gehirns durch angeborene und Umweltfaktoren geformt werden. Kortikale Hirnregionen sind räumlich über den kortikalen Mantel in einer Weise organisiert, die sowohl ihre Funktion als auch ihren genetischen Aufbau widerspiegelt, und die Position sagt uns etwas über die Evolutionsgeschichte dieses Gebiets. Die einzigartige Anordnung des menschlichen Gehirns führt zu komplexen Funktionen wie Sozialverhalten und Vorstellungsvermögen. Wichtig ist, dass auch Umweltfaktoren wie Schlaf, Stress oder soziale Interaktion das Gehirn prägen. Unsere Forschung konzentriert sich auf drei Hauptthemen: 1) die Organisation des Gehirns im großen Maßstab; 2) Evolution und Entwicklung; und 3) Geist-Hirn-Körper-Interaktionen.

  1. Die großräumige Organisation des Gehirns

    Jüngste Fortschritte in der System-Neurowissenschaft haben die Untersuchung der Connectome-Organisation durch unbeaufsichtigte, vielfältige Lerntechniken ermöglicht, bei denen Ganzhirndaten in einen niedrigdimensionalen Raum projiziert werden, der von der Konnektivität bestimmt wird. Bei gesunden Individuen haben diese Techniken erheblich an Zugkraft gewonnen, um großmaßstäbliche Prinzipien von funktionellen und mikrostrukturellen Neuroimaging-Daten zu untersuchen. Hier untersuchen wir solche organisatorischen Achsen, um die angeborene Architektur des Gehirns weiter aufzudecken.

  2. Evolution und Entwicklung

    Um zu verstehen, welche Faktoren die Organisation des menschlichen Gehirns prägen, untersuchen wir seine Evolution und Entwicklung anhand von Daten sowohl menschlicher als auch nicht-menschlicher Primaten. Hier vergleichen wir Muster großräumiger Organisation über Arten und Entwicklungszeitfenster hinweg. Darüber hinaus untersuchen wir Ungleichgewichte in Struktur und funktioneller Organisation bei Störungen der Neuroentwicklung, insbesondere durch die Untersuchung von Individuen mit Autismus-Spektrum-Störung in Zusammenarbeit mit dem mica lab in Montreal.

  3. Verhalten-Hirn-Körper-Interaktionen

    Dieses Thema untersucht die Beziehung zwischen Gehirn und Verhalten. Einerseits untersuchen wir, wie Effekte von gesundheitsbezogenen (körperlichen) Massnahmen die Struktur und Funktion des Gehirns beeinflussen und was diesen Effekten zugrunde liegt (neuronale vs. nicht-neuronale Beiträge). Andererseits untersuchen wir den Zusammenhang zwischen Geist und Gehirn, wie z.B. die Beziehung zwischen Persönlichkeit und Gehirnstruktur und -funktion, sowie die Wechselbeziehung zwischen Geist, Gehirn und Körper.

Um solche komplexen Interaktionen zu untersuchen, bauen wir multivariate Ansätze auf, um verschiedene Marker von Gehirn, Körper und Verhalten miteinander zu verbinden und zu dissoziieren. Längsschnittdesigns helfen, die kausalen Faktoren, die solche Beziehungen modulieren, weiter aufzudecken.

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Dr. Sofie Valk leitet diese Gruppe sowohl in der Otto-Hahn-Gruppe am Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften des Menschen in Leipzig als auch am INM-7.


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