ie Forschungsschwerpunkte der Professur befassen sich mit der menschlichen Entwicklung über die Lebensspanne. Insbesondere untersuchen wir die neurobiologischen und kontextualen Mechanismen kognitiver, motivationaler und emotionaler Entwicklung von der frühen Kindheit bis ins hohe Alter.

Ein zentraler Fokus liegt auf dem Zusammenspiel zwischen neuronalen Modulatoren
(z. B. Neurotransmittersysteme) und kontextuellen Modulatoren (z. B. Belohnung, Stress, kognitive Interventionen oder nicht-invasive Hirnstimulationen).

Unser Forschungsprogramm setzt vielfältige konzeptuelle Mittel und empirische Paradigmen ein: Sie umfassen Simulationen neuronaler Netzwerke zur Theoriebildung, genetisch basierte Verhaltensstudien zum Verständnis der Beziehungen zwischen neuronal relevanten Genotypen und behavioralen Phänotypen sowie Untersuchungen mit bildgebenden Verfahren (fMRT), Elektroenzephalografie (EEG), und nicht-invasiver Hirnstimulation, z. B. die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) und die transkranielle Magnetstimulation (TMS).

Die Professur für Entwicklungspsychologie und Neurowissenschaft der Lebensspanne beschäftigt sich in verschiedenen Studien mit der menschlichen Entwicklung über die Lebensspanne. In unseren aktuellen Forschungsprojekten befassen wir uns unter anderem mit folgenden Forschungsfragen:

• Was sind die Langzeitauswirkungen einer pränatalen Therapie mit synthetischen Glukokortikoiden auf die psychosoziale Stressreaktivität und volitionale Kontrolle in Kindheit und Jugendalter?
• Wie entwickeln sich psychophysiologische Mechanismen sozio-emotionaler Prozesse über die Lebensspanne?
• Wie entwickelt sich das räumliche Navigieren über die Lebensspanne?
• Wie lassen sich flexible kognitive Kontrolle und Entscheidungsfunktionen bei älteren Menschen durch Training und nicht-invasive Hirnstimulation verbessern?

Wir befassen uns mit vier thematisch verwandten Forschungsmodulen:

(i) Entwicklung von Wahrnehmung, Gedächtnis und exekutiver Kontrolle: Der Fokus des ersten Moduls liegt auf den „grundlegenden Bausteinen“ der kognitiven Entwicklung über die Lebensspanne. Hierbei wird der Zusammenhang zwischen den altersbedingten Veränderungen der neurokognitiven Prozesse und der Entwicklung der kognitiven Mechanismen untersucht.

(ii) Neuromodulatorische und motivationale Regulierung des Verhaltens: Adaptives, zielgerichtetes Verhalten basiert auf einem engen Zusammenspiel von exekutiver Kontrolle, Motivation und Emotion und ist abhängig vom frontal-parietalen, frontal-striatalen und mesolimbischen Netzwerk, das von Neurotransmittern (z. B. Dopamin und Serotonin) moduliert wird. Hierbei wird der Zusammenhang zwischen den altersbedingten Veränderungen der neuromodulatorischen und motivationalen Regulierung untersucht.

(iii) Neuromodulation von Entwicklungsplastizität: Ein Kennzeichen der Entwicklung ist die Plastizität des Gehirns bei der Anpassung auf neue Erfahrungen und Stimulationen. Neurotransmitter regulieren, wie das Gehirn auf kognitive Interventionen (z. B. Gedächtnistraining) oder nicht-invasive Gehirnstimulationen unter Einsatz von tDCS oder TMS reagiert. Wir planen Studien, die altersbedingte Unterschiede von Hirnplastizität untersuchen.

(iv) Neuromodulation, Stress und Entwicklungsstörungen: Stress ist ein Teil des Lebens. In Zukunft wird das Forschungsprogramm mit Themen zur Interaktion zwischen Stress und den o.g. Mechanismen sowie mit Themen zur angewandten Untersuchung relevanter klinischer Populationen (z. B. Kinder mit ADHS, ältere Patienten mit Parkinson-Krankheit, Alzheimer-Demenz, Schizophrenie sowie suchtabhängige Personen) erweitert und ergänzt.

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The research of this department focuses on human development across the lifespan. In particular, we investigate neurobiological and contextual mechanisms of cognitive, motivational, and emotional development from early childhood to old age. A central theme focuses on the interplays between neuronal factors (e.g., neuromodulatory functions) and contextual factors (e.g., reward, stress, substance abuse, cognitive intervention or non-invasive brain stimulations) in affecting lifespan development.

Our research utilizes an integrated array of conceptual tools and empirical paradigms, ranging from neurocomputational studies for theory development over genetically informed behavioral, EEG, and brain imaging studies as well as non-invasive brain stimulation methods, such as transcranial direct current stimulation (tDCS) and transcranial magnetic stimulation (TMS), to investigate developmental and individual differences in brain-behavior relations across the lifespan.

Current Research Questions

The Chair of Lifespan Developmental Neuroscience studies the human development across the lifespan in various studies. In our current research projects, we investigate the following research questions:

• What are long-term effects of prenatal synthetic glucocorticoid exposure on psychosocial stress reactivity and volitional control in children and adolescents?
• How do psychophysiological mechanisms of socio-emotional processes develop across the lifespan?
• How does spatial navigation develop across the lifespan?
• Can we enhance flexible cognitive control and decision making in older adults by applying training and non-invasive brain stimulation methods?

Four thematically related research modules:

(i) Lifespan development of perception, memory, and executive control
The first module focuses on the development of basic “building blocks” of mind and behavior across the lifespan. An aim of this line of research is to relate age-related differences/changes in perception, memory, and cognitive control to brain maturation and aging.

(ii) Neuromodulatory and motivational regulations of behavior
Adaptive, goal-directed behavior requires flexible interplays between executive control, motivation, and emotion. These processes implicate the frontal-parietal, frontal-striatal, and mesolimbic networks that are, in turn, modulated by neurotransmitters (e.g., dopamine and serotonin). The second module investigates lifespan development of neuromodulatory and motivational regulations of learning and decision making.

(iii) Brain and developmental plasticity
A hallmark of development is the brain’s plasticity in adapting its mechanisms through new experiences or stimulations. Neurotransmitters regulate how the brain reacts to cognitive interventions (e.g., memory training) and non-invasive brain stimulations. Using tDCS and TMS we are developing protocols for investigations of lifespan age differences in brain plasticity.

(iv) Neuromodulation, stress and atypical development
Stress is part of life. We plan to expand our research program to investigate interactions between stress and neuromodulation in lifespan development. Given the roles neuromodulatory inbalances play in child developmental and geriatric disorders, we plan to launch collaborations with clinical researchers to investigate cognitive and motivation processes in clinical populations, such as ADHD, Parkinson’s, Alzheimer’s and Schizophrenic patients as well as substance addicts.