Neurophysiologie der Leistungsüberwachung und adaptiven Verhaltens

Erfolgreiches zielgerichtetes Verhalten erfordert nicht nur die korrekte Auswahl, Planung und Ausführung von Handlungen, sondern auch die Fähigkeit, das Verhalten flexibel anzupassen, wenn Leistungsprobleme auftreten oder sich die Umgebung ändert. Eine Voraussetzung für die Bestimmung der Notwendigkeit, Art und Ausmaß von Anpassungen ist die kontinuierliche Überwachung des Verlaufs und Ergebnisses eigener Handlungen. Rückmeldungssteuerungsschleifen, die Abweichungen von den beabsichtigten Zuständen korrigieren, stellen ein grundlegendes funktionales Prinzip der Anpassung auf allen Ebenen des Nervensystems dar. Hier überprüfen wir die Neurophysiologie der Bewertung des Handlungsverlaufs und Ergebnisses in Bezug auf ihre Valenz, d.h. Belohnung und Bestrafung, und die Einleitung von kurz- und langfristigen Anpassungen, Lernen und Entscheidungen. Basierend auf Studien an Menschen und anderen Säugetieren umreißen wir die physiologischen Prinzipien der Leistungsüberwachung und die anschließende kognitive, motivationale, autonome und verhaltensmäßige Anpassung und verknüpfen sie mit der zugrunde liegenden Neuroanatomie, Neurochemie, psychologischen Theorien und computergestützten Modellen. Wir geben einen Überblick über invasive und nicht-invasive systemische Maßnahmen wie elektrophysiologische, neuroimaging und Läsionsdaten. Wir beschreiben, wie ein weites Netzwerk von Gehirnarealen, das die frontalen Kortex, die Basalganglien, den Thalamus und monoaminergische Hirnstammkerne umfasst, Abweichungen des tatsächlichen von den vorhergesagten Zuständen erkennt und bewertet, die auf veränderte Handlungskosten oder Ergebnisse hinweisen. Diese Informationen werden genutzt, um Reiz- und Handlungswerte zu lernen und zu aktualisieren, die Handlungsauswahl zu leiten und adaptive Mechanismen zu rekrutieren, die Fehler kompensieren und die Zielverwirklichung optimieren.