Aktivierungsmuster

Ein Aktivierungsmuster beschreibt das räumliche und zeitliche Muster der neuronalen Aktivität in Gehirnregionen als Reaktion auf einen Reiz, eine Aufgabe oder einen Lernprozess. Solche Muster lassen sich als Aktivierungskarten oder Aktivierungsprofile darstellen und geben Aufschluss darüber, welche Areale beteiligt sind und wie sie miteinander interagieren. Zur Erfassung von Aktivierungsmustern werden bildgebende oder elektromagnetische Messverfahren eingesetzt, etwa funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT), Positronen-Emissions-Tomografie (PET), Elektroenzephalografie (EEG), Magnetenzephalografie (MEG) oder funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS).

In der Praxis werden Aktivierungsmuster genutzt, um funktionale Spezialisierung und Netzwerke im Gehirn zu untersuchen, z. B. sensorische, motorische, kognitive oder emotionale Prozesse. Multivariate Musteranalysen (MVPA), Representational Similarity Analysis (RSA) und andere Methoden ermöglichen es, feine Unterschiede in Mustern zu erkennen, auch wenn die durchschnittliche Aktivität in einer Region ähnlich bleibt. Die Interpretation von Aktivierungsmustern berücksichtigt, dass Aktivität involviert sein kann, ohne zwingend erforderlich zu sein, und dass Muster durch individuelle Unterschiede, Aufgabenkontext und Messbedingungen beeinflusst werden.

Wichtige Einschränkungen sind die begrenzte zeitliche oder räumliche Auflösung einzelner Methoden, die Kausalität von Aktivierung und Verhalten, Normalisierung und Ausrichtung von Daten sowie Reproduzierbarkeit über Studien hinweg. Aktivierungsmuster spielen sowohl in der Grundlagenforschung der Kognitions- und Neurowissenschaften als auch in klinischen Anwendungen eine Rolle, etwa beim Verständnis von Erkrankungen, Rehabilitationsansätzen oder der Bewertung von Therapien.