Unsere Wahrnehmung wird nicht allein durch physikalische Eigenschaften von Sinnesreizen bestimmt, sondern maßgeblich durch interne Prozesse im Gehirn beeinflusst - wie beispielsweise Erwartungen über Position oder Farbe eines Reizes. Derartige Erwartungen werden durch erfahrungsabhängiges Lernen gebildet, welches mit Prinzipien der Bayes’schen Wahrscheinlichkeitstheorie beschrieben werden kann. Die vorgeschlagenen Arbeiten sollen das Lernen statistischer Erwartungen in wichtigen kognitiven Systemen untersuchen. Es sollen die anatomischen Netzwerke und neuronalen Dynamiken im gesunden Gehirn spezifiziert werden und es soll getestet werden, welche Botenstoffe beteiligt sind. Neben Studien im gesunden Gehirn soll untersucht werden, ob diese Prozesse nach einem Schlaganfall beeinträchtigt sind. Hierzu sollen Patienten mit halbseitigen räumlichen Wahrnehmungsstörungen (Neglect-Syndrom) getestet werden. Zusammengefasst sollen die Projekte unser Verständnis der neuronalen und neurochemischen Prozesse des Lernens statistischer Gesetzmäßigkeiten verbessern, die unsere Wahrnehmung und Handlungen beeinflussen. Zudem sollen die Studien an Schlaganfallpatienten neue Mechanismen aufdecken, die neurologischen Störungen wie dem Neglect-Syndrom zugrunde liegen. Die neuronalen Prozesse des Lernens von statistischen Gesetzmäßigkeiten in unterschiedlichen kognitiven Systemen sollen durch die Kombination von Bildgebungsverfahren (funktioneller Magnetresonanztomographie und Magnetoenzephalographie) und der mathematischen Modellierung von Reaktionszeiten zunächst bei gesunden Probanden charakterisiert werden. Bildgebungsverfahren sollen zudem mit pharmakologischen Manipulationen kombiniert werden, um die Rolle spezifischer Botenstoffe im Gehirn zu untersuchen. Darüber hinaus sollen Schlaganfallpatienten mit halbseitigen räumlichen Wahrnehmungsstörungen untersucht werden, um zu prüfen, ob das Lernen räumlicher Erwartungen gestört ist und mit welchen Hirnschädigungen dies einhergeht.