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 Systemphysiologie des Lernens

 AG CortXplorer

AG CortXplorer – Auditory Perception to Action 

 

 
 
AG-Leitung: Dr. rer. nat. Max Happel; Tel.: +49-391-6263-94411; Email: mhappel@lin-magdeburg.de
 
 
 
 
Wir versuchen, kognitiv komplexe Lern- und Entscheidungsvorgänge in Labornagetieren auf Ebene von interagierenden Nervenzellschaltkreisen besser zu verstehen. Der Fokus liegt dabei auf erfahrungsabhängigen Anpassungen solcher Netzwerke in der Hörrinde (auditorischer Cortex) während akustischer Lernprozesse. Wir kombinieren verschiedene Verhaltensparadigmen mit modernen chronischen in vivo Mehrkanal-Ableittechniken und mathematischen Analysen neuronaler Netzwerkaktivität über mehrere Wochen bis Monate (Happel et al., 2015). Wir charakterisieren und manipulieren wie Nervenzellnetzwerke miteinander kommunizieren und während der Lernprozesse syntaktische Verarbeitungsmerkmale herausbilden. Im Rahmen des SFB779 konnten wir einen grundsätzlichen Funktionsmechanismus zum Einfluss von Dopamin auf Ebene des Hörkortex von sich verhaltenden Tieren aufdecken (Happel et al., 2010, 2014b, Happel, 2016). Aufbauend auf dem Verständnis der Netzwerk-Reorganisation während Lernen, haben wir gemeinsam mit der AG Extrazellulärmatrix (Dr. Renato Frischknecht) durch lokale pharmakologisch kontrollierte Reduktion der Extrazellulärmatrix in der Hörrinde neue Konzepte molekular-zellulärer Prozesse der Lernplastizität im Gehirn entwickelt (Happel et al., 2014a, Happel und Frischknecht, 2016; LIN Special Project). 
Für diese Fragestellungen arbeiten wir innerhalb der Abteilung als multidisziplinäres Team aus Neurobiologen, Psychologen und Informatikern in Kollaboration zusammen mit lokalen und internationalen Kollegen (siehe unten Kollaborationen) an der Verknüpfung molekularer, optogenetischer und systemischer Ansätze mit Hinblick auf klinische Anwendung im Bereich der Traumaforschung, z.B. der Pathogenese von Tinnitus nach Schalltrauma (Tziridis et al., 2015), kontrollierter rehabilitativer Plastizität (Happel et al., 2014b; Happel und Frischknecht, 2016), sowie der Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze im Bereich von Demenzerkrankungen (Lison, Happel et al., 2013). 
 
Abbildung: Durch Ableitung lokaler Feldpotentiale (LFP) mit Mehrkanalelektroden und der Berechnung der Strom-Quellen-Dichte (CSD) lassen sich Rückschlüsse auf die Verarbeitung synaptischer Schaltkreise im Großhirn ziehen.
 
 
 

Drittmittel

 
2016 – 2020 Teilprojekt im SFB779 (Neurobiologie motivierten Verhaltens)
2015 – 2017 Projekt-Mitarbeit im Pakt für Forschung und Innovation der Leibniz-Gesellschaft, Leibniz-Postdoc-Netzwerks, Leibniz Postdoc Fellow 
2012 – 2015 Leibniz Special Project Influence on learning behavior by modulation of the ECM in vivo
Okt 2011 Postdoctoral Research Grant, Deutscher Akademischer Austauschdienst
 

Kooperationen

 
Lokal Prof. Frank W. Ohl (LIN)
Dr. Matthias Deliano (LIN)
Dr. Michael Lippert (LIN)
Dr. Renato Frischknecht (LIN)
PD Dr. Eike Budinger (LIN)
PD Dr. Gerhard Jocham (OvGU)
Prof. Anna Fejtova (LIN)
 
Extern Prof. Andrew King (Univ. Oxford)
Prof. Victoria Bajo (Univ. Oxford)
Dr. Fernando Nodal (Univ. Oxford)
Prof. Holger Schulze (Univ. Erlangen)
Dr. Marcus Jeschke (Univ. Göttingen)