Hierarchische Dynamik von Informationsmustern und Entscheidungsfindung

Traditionelle Studien zur Interaktion kognitiver Funktionen in gesunden und gestörten Gehirnen haben Analysen der Konnektivität mehrerer spezialisierter Gehirnnetzwerke - das funktionale Konnektom - verwendet. Dennoch deutet aufkommende Evidenz darauf hin, dass sowohl Gehirnnetzwerke als auch funktionale spontane, gehirnweite Netzwerkkommunikation intrinsisch dynamisch sind. Im Lichte von Studien, die die Kooperation zwischen verschiedenen kognitiven Funktionen untersuchen, betrachten wir hier die Dynamik hierarchischer Netzwerke im kognitiven Raum. Anhand eines Beispiels von verhaltensbasierter Entscheidungsfindung, die auf sequenzieller episodischer Erinnerung basiert, zeigen wir, wie die Beschreibung metastabiler Musterdynamik, die grundlegende kognitive Prozesse zugrunde liegt, dabei hilft, komplexe Prozesse wie den Abruf sequenzieller episodischer Erinnerungen und den Wettbewerb unter Entscheidungsstrategien zu verstehen und vorherzusagen. Die mathematischen Abbilder der diskutierten Phänomene im Phasenraum des entsprechenden kognitiven Modells sind hierarchische heteroklinische Netzwerke. Eines der wichtigsten Merkmale solcher Netzwerke ist die Robustheit ihrer Dynamik. Unterschiedliche Arten von Instabilitäten dieser Dynamik können mit 'dynamischen Signaturen' von Kreativität und verschiedenen psychiatrischen Störungen in Verbindung gebracht werden. Der vorgeschlagene Ansatz kann auch hilfreich sein, um die dynamischen Prozesse zu verstehen, die der Bewusstseinsbildung zugrunde liegen.