Extinktionslernen ist ein komplexer Prozess, bei dem wir lernen, dass früher erworbenes Wissen nicht mehr relevant ist. Dementsprechend wird unser Verhalten angepasst. Der Prozess des Extinktionslernens beinhaltet also nicht nur ein Vergessen alter Informationen, sondern auch einen neuen Lernprozess. Die Erfahrung des initialen Lernens wird jedoch nicht einfach gelöscht, unter bestimmten Umständen kann die alte Gedächtnisspur erneut auftauchen.

Seit 2017 untersuchen die Forschenden im SFB 1280 „Extinktionslernen“ in 19 Projekten die Grundlagen des Extinktionslernens. Im November wurde die Weiterförderung des Forschungsverbundes um weitere 3,5 Jahre beschlossen. Sen Cheng, Professor für Computational Neuroscience, ist Principal Investigator im Projekt A 14 „Modellierung der Kontext-Abhängigkeit des Akquisitions- und Extinktionslernens“ sowie, gemeinsam mit Onur Güntürkün und Metin Üngör, in der „Fokusgruppe Lerndynamik“ (F01).

Projekt A 14 „Modellierung der Kontext-Abhängigkeit des Akquisitions- und Extinktionslernens“

Extinktionslernen ist im Vergleich zu anderen Lernformen stark kontextabhängig. Bekannt ist, dass dafür der Hippocampus ausschlaggebend ist. Jedoch fehlt ein tieferes Verständnis der für die Kontext-Abhängigkeit zugrunde liegenden Lernmechanismen und neuronalen Grundlagen. Um zu untersuchen, was einzelne Lernsignale von kontextuellen Informationen unterscheidet, und woher diese Kontext-Abhängigkeit kommt, nutzt das Team um Sen Cheng computationale Modellierung und virtuellen Agenten. Es wird die zentrale Annahme verfolgt, dass das Gehirn nicht von Anfang an zwischen Kontext und einzelnem Reiz unterscheidet, sondern dass die unterschiedlichen Rollen auf Unterschiede in der Statistik ihrer Darstellungen zurückzuführen sind. Mit Hilfe eines kontextorientiertem Aufgabendesigns wird diese Annahme geprüft und es wird untersucht, unter welchen Bedingungen ein Reinforcement Learning (RL) Modell dazu gebracht werden kann, intrinsisch zwischen Reiz und Kontext zu unterscheiden.

F 01 „Fokusgruppe Lerndynamik“

In der Fokusgruppe Lerndynamik werden Lern- und Extinktionsprozesse systematisch anhand der Trial-by-Trial-Dynamik von Verhalten auf unterschiedlichen Ebenen untersucht: intraindividuell, interindividuell, zwischen Aufgabentypen und zwischen Spezies. Die Verhaltensvariationen werden mit möglichen Modell-Erklärungen verglichen, z.B. Unterschiede aufgrund unterschiedlicher Ausgangszustände, Statistik der Reize, Stochastizität der Reaktion oder aufgrund verschiedener Paramater, oder unterschiedlicher Modelle, die die Dynamik bestimmen. Getestet wird die zentrale Hypothese, dass es einen Zusammenhang zwischen der Ebene, auf der Unterschiede untersucht werden, und der Ebene der Erklärung gibt.

Zudem übernimmt die F 01 eine koordinierende Rolle im SFB und hilft dabei, gemeinsame Theorien über Lerndynamik, Kontextabhängigkeit und ökologische Implikationen des Extinktionslernens zu entwickeln.