AG CortXplorer

Modulation der Werterepräsentation in oszillatorischen Aktivitätsmustern im sensorischen Kortex
Anhand chronischer tierexperimenteller in vivo Mehrkanalableitungen und humaner MEG Messungen erforschen wir ubiquitäre Netzwerkmechanismen während unsicherer Entscheidungsprozesse und nutzen die gewonnenen Datensätze zur Formulierung allgemeiner Funktionsprinzipien der flexiblen und adaptiven Werterepräsentation im Gehirn. Dabei nutzen wir Methoden der Multivariaten Statistik (Support Vector Machine Learning), um mesoskopische Aktivierungsmuster kortikaler Schaltkreise zu klassifizieren, welche Entscheidungsprozessen, zum Beispiel während Unsicherheit, unterliegen.

Förderung: SFB779 – 2016-2020; Mitarbeiterin: Marina Zempeltzi, Sümeyra Aksit, Shivam Maurya, Francesca Abela, Martin Kisse; Kooperation: Prof. Gerhard Jocham (Univ. Düsseldorf), Dr. Matthias Deliano

Optogenetische Aktivierung des dopaminergen Belohnungssystems und in vivo Ableitungen in Labornagern während kognitiv komplexer Lernaufgaben
Durch chronische Mehrkanalableitungen im Hörkortex von sich verhaltenden Labornagern untersuchen wir plastische Änderungen während Lernprozessen auf synaptischer Netzwerkebene. Durch zelltyp-spezifische optogenetische Stimulation der ventralen tegmentalen Area (VTA) versuchen wir zielgerichtetes Belohnungslernen zu modulieren.

Förderung: LPN/PAKT der WGL – 2015-2017; Mitarbeiter: Michael Brunk, Martin Kisse; Kooperation: Dr. Matthias Deliano, Dr. Michael Lippert

Einfluss der kortikalen Extrazellulären Matrix (ECM) auf kognitive Lernprozesse im Labornager und translationale Relevanz für neuropsychiatrische Erkrankungen
Wir untersuchen an Labornager-Spezies (Wüstenrennmäusen, wt/ko-Mausmodelle) den Einfluss der Extrazellulären Matrix auf kognitive Lernprozesse und flexibles Langzeit-Gedächtnis, sowie dessen Änderungen in Mausmodellen für Depression und Alzheimer. Wir nutzen dazu in einer Kollaboration mit der Arbeitsgruppe von Dr. Renato Frischknecht (FAU Erlangen) moderne Methoden der molekularen Zellbiologie (zB RNA-Interferenz) und der systemischen Neurowissenschaften (Optogenetik, chronische Ableitungen). 

Förderung: WGL/LIN Special project – 2012-2016; Mitarbeiter: Hartmut Niekisch, Mohammad El-Tabbal, Kooperation: Dr. Renato Frischknecht (Erlangen), Prof. Anna Fejtova (Erlangen), Prof. Martin Walter (Tübingen)

Optogenetische Kontrolle synaptischer Integration durch Modulation von Calciumkanaldynamiken
In Kooperation mit Prof. Martin Heine (Mainz) manipulieren wir mittels moderner optogentischer Techniken die Kanaldynamiken spannungsgesteuerter Calciumkanäle (VGCCs) in zelltyp-spezifischen Zellpopulationen durch Licht-induzierte Clusterung in der Präsynapse. Wir untersuchen die Auswirkung auf synaptische Integration und Netzwerk-physiologie in vivo.

Förderung: WGL/LIN Special project – 2018-2021; Mitarbeiterin: Katrina Deane, Kooperation: Prof. Martin Heine (Mainz)

Laser-induzierte Läsion kortikothalamischer Schaltkreise im auditorischen System von Frettchen
In Kollaboration mit Prof. Andrew King (Universität Oxford) untersuchen wir die zellulären Grundlagen der Wahrnehmung zeitlich komplexer Tonreize bei Frettchen nach Laser-induzierter Apoptose kortikothalamischer Projektionsneurone.

Förderung: DAAD 2012 und Wellcome Principal Research Fellowship (PI Prof. King) 2013-2019

Reorganisation kortikaler Schaltkreise nach Schalltrauma als Ursache eines zentralen Tinnitus
Wir erforschen die Netzwerkpathophysiologie bei Schalltrauma-induzierten Tinnitus in Labornagern als Ursache für die Entstehung und Manifestation eines zentralen Tinnitus.

Kooperation: Prof. Holger Schulze (Erlangen), Dr. Marcus Jeschke (Göttingen)

2020 - 2023 
DFG Einzelantrag (Kooperation Dr. Frischknecht, FAU Erlangen)
Regulation of the extracellular matrix by dopamine during adult learning
 

2019 - 2021
Leibniz Special Project, intramurale Förderung der Leibniz-Gesellschaft 
Optogenetic control of synaptic integration by modulation of calcium channel dynamics

2016 – 2020     
Teilprojekt B16N im SFB779 (Neurobiologie motivierten Verhaltens)
„Werte-Repräsentation in sensorischen kortikalen Arealen während Entscheidungsprozessen: Netzwerkmechanismen und Neuromodulation“
http://www.sfb779.de/en/b16n.html

2020

Zempeltzi MM, Kisse M,  Brunk MGK, Glemser C, Aksit S,  Deane KE, Maurya S, Schneider S,  Ohl FW,  Deliano M,  Happel MFK(2020) Task rule and choice are reflected by layer-specific processing in ro-dent auditory cortical microcircuits. Communications Biology (in press)

Deane K, Brunk MGK, Curran AW, Zempeltzi MM, Ma J, Lin X, Abela F, Aksit S, Deliano M, Ohl FW, Happel MFK (2020) Ketamine anesthesia induces gain enhancement via recurrent excitation in granular input layers of the auditory cortex. J Physiol, 00.0, 1-15; doi: https://doi.org/10.1113/JP279705

Mitlöhner J, Kaushik R, Niekisch H, Blondiaux A, Gee CE, Happel MFK, Gundelfinger E, Dityatev A, Frischknecht R, Seidenbecher C. (2020) Dopamine modulates the integrity of the perisynaptic extracellular matrix at excitatory synapses. Cells 2020 Jan 21;9(2). pii: E260. doi: https://doi.org/10.3390/cells9020260.

2019

Brunk M, Deane KE, Kisse M, Vieweg S, Deliano M, Ohl FW, Lippert MT, Happel MFK (2019) The VTA modulates a frequency-specific gain of thalamocortical inputs in infragranular layers of the gerbil auditory cortex. Sci Rep 9, 20385; doi:https://doi.org/10.1038/s41598-019-56926-6; IF: 4.12

Niekisch, H., Steinhardt, J., Berghäuser, J., Bertazzoni, S., Kaschinski, E., Kasper, J., Kisse, M., Mitlöhner, J., Singh, J.B., Weber, J., Frischknecht, R., Happel, M.F.K. (2019) Learning induces transient upregulation of brevican in the auditory cortex during consolidation of long-term memories. J Neurosci. 39(36):7049-7060

Deane K, Brunk MGK, Curran AW, Zempeltzi MM, Ma J, Lin X, Abela F, Aksit S, Deliano M, Ohl FW, Happel MFK* (2019) Ketamine anesthesia induces gain enhancement via recurrent excitation in granular input layers of the auditory cortex. bioRxiv 810978; doi: https://doi.org/10.1101/ 810978

Zempeltzi MM, Kisse M,  Brunk MGK, Glemser C, Aksit S,  Deane KE, Maurya S, Schneider S,  Ohl FW,  Deliano M,  Happel MFK*(2019) Task rule and choice are reflected by layer-specific processing in ro-dent auditory cortical microcircuits. bioRxiv, doi: https://doi.org/10.1101/860064
 

2018

Deliano, M., Brunk, MG, El-Tabbal, M., Zempeltzi, M., Happel, M.F.K., Ohl, F.W. (2018) Dopaminergic neuromodulation of high-gamma stimulus phase-locking in gerbil primary auditory cortex mediated by D1/D5-receptors. Eur J Neurosci. doi: https://doi.org/10.1111/ejn.13898.

Brunk, M. Sputh, S., Doose, S., van der Linde, S. Terpitz, U. (2018) HyphaTracker: An ImageJ toolbox for time-resolved analysis of spore germination in filamentous fungi. Scientific Reports 8:605
 

2017

Homma, N.Y.^#, Happel, M.F.K.^#, Nodal, F.R., Ohl, F.W., King, A.J., Bajo, V.L. (2017) A Role for Auditory Corticothalamic Feedback in the Perception of Complex Sounds. J Neurosci, 37(25):0397-17, #shared contribution

Happel, M.F.K.*, Ohl, F.W. (2017). Compensating Level-Dependent Frequency Representation in Auditory Cortex by Synaptic Integration of Corticocortical Input. PLoS ONE 12(1):e0169461
 

2016

Homma, N.Y., Bajo, V.M., Happel, M.F.K., Nodal, F.R., King, A.J. (2016) Mistuning detection performance of ferrets in a go/no-go task. J Acoust Soc Am 139(6):EL246

Happel, M.F.K.*(2016) Dopaminergic impact on local and global cortical circuit processing during learning. Behav Brain Res. doi: https://doi.org/10.1016/j.bbr.2015.11.016

Frischknecht, R.*, Happel, M.F.K.* (2016) Impact of the extracellular matrix on plasticity in juvenile and adult brains. NeuroForum 1/2016

Happel, M.F.K.*, Frischknecht, R.* (2016) Neuronal Plasticity in the Juvenile and Adult Brain Regulated by the Extracellular Matrix; published in „Composition and Function of the Extracellular Matrix in the Human body“ edited by Travascio, F.; Jun 15-2016; doi: https://doi.org/10.5772/62452
 

2015

Tziridis, K., Ahlf, S., Jeschke, M., Happel, M.F.K., Ohl, F.W., Schulze, H. (2015) Noise trauma induced neural plasticity throughout the auditory system of Mongolian gerbils: differences between tinnitus developing and non-developing animals. Front Neurol 6:22. doi: https://doi.org/10.3389/ fneur.2015.00022

Mylius, J., Happel, M.F.K., Gorkin, A.G., Huang, Y., Scheich, H., Brosch, M. (2015) Fast transformation from the dopaminergic ventral midbrain to the sensory cortex of awake primates; Brain Struct Funct, doi: https://doi.org/10.1007/s00429-014-0855-0

Happel, M.F.K., Deliano, M., Ohl, F.W. (2015) Combined Shuttle-box Training with Electro-physiological Cortex Recording and Stimulation as a Tool to Study Perception and Learning. J Vis Exp, e53002, doi:https://doi.org/10.3791/53002
 

2014

Happel, M.F.K., Deliano, M., Handschuh, J., Ohl, F.W.* (2014a) Dopamine-modulated recurrent corticoefferent feedback in primary sensory cortex promotes detection of behaviorally relevant stimuli. J Neurosci, 34(4):1234-47

Happel, M.F.K.*, Niekisch, H., Castiblanco Rivera, L.L., Ohl, F.W., Deliano, M., Frischknecht, R.* (2014b) Enhanced cognitive flexibility in reversal learning induced by removal of the extracellular matrix in auditory cortex. Proc Natl Acad Sci U S A, 111(7):2800-5

Meyer, A., Diepenbrock, J., Happel, M.F.K., Ohl, F.W., Anemüller, J. (2014) Discriminative Learning of Receptive Fields from Responses to non-Gaussian Stimulus Ensembles. PLoS one, doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0093062

Saldeitis, K., Happel, M.F.K., Ohl, F.W., Scheich, H., Budinger, E. (2014) Anatomy of the auditory thalamocortical system in the Mongolian gerbil: Nuclear origins and cortical field-, layer-, and frequency-specificities. J Comp Neurol, doi: https://doi.org/10.1002/cne.23540
 

2013

Lison, H., Happel, M.F.K., Schneider, F., Baldauf, K., Kerbstat, S., Seelbinder, B., Schneeberg, J., Zappe, M., Goldschmidt, J., Budinger, E., Schröder, U.H., Ohl, F.W., Schilling, S., Demuth, H.U., Scheich, H., Reymann, K.G., Rönicke, R. (2013) Disrupted cross-laminar cortical processing in β amyloid pathology precedes cell death. Neurobiol Dis, 63:62-73
 

2010

Happel, M.F.K., Jeschke, M., Ohl, F.W. (2010). Spectral integration in primary auditory cortex attributable to temporally precise convergence of thalamocortical and intracortical input. J Neurosci, 30(33): 11.114-11.127

Moeller, C.K., Kurt, S., Happel, M.F.K., Schulze, H. (2010). Long-range effects of GABAergic inhibition in gerbil primary auditory cortex. Eur J Neurosci 31(1): 49-59

Goldschmidt, J., Wanger, T., Engelhorn, A., Friedrich, H., Happel, M.F.K., Ilango, A., Engelmann, M., Stürmer, I.W., Ohl, F.W., Scheich, H. (2010). High-resolution mapping of neuronal activity using the lipophilic thallium chelate complex TlDDC: Protocol and validation of the method. NeuroImage, 49(1):303-315
 

2009

Meyer, A., Happel, M.F.K., Ohl, F.W., Anemüller, J. (2009) Estimation of spectro-temporal receptive fields based on linear support vector machine classification.BMC Neurosci,doi: https://doi.org/10.1186/1471-2202-10-S1-P147
 

2008

Happel, M.F.K.*, Müller, S., Anemüller, J., Ohl, F.W. (2008) Predictability of STRFs in auditory cortex neurons depends on stimulus class. Proc Conf Int Speech Comm Ass Interspeech, p.670

Wir sind gestalten aktiv die Ausbildung der Studierenden vom Masterstudiengang "Integrative Neuroscience" und des Bachelorstudienganges „Philosophie, Neurowissenschaften, Kognition“ mit und bieten unter anderem an:

• Vorlesung Introduction to Nervous Systems, Bachelor-Studiengang Philosophie, Neurowissenschaften, Kognition
• Blockpraktikum und Seminar Auditory Neurophysiology, Master-Studiengang Integrative Neuroscience
• Vorlesung Behavioral Pharmacology im Master-Studiengang Integrative Neuroscience
• Vorlesung Psychophysiology im Masterstudiengang Psychologie

Außerdem freuen wir uns immer über motivierte Studenten, die ein Praktikum bei uns absolvieren oder Interesse an einer Bachelor/Master-Arbeit haben. Sprecht uns einfach an!

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Motivated students with multidisciplinary backgrounds, who want to join our young research group.

We regularly advertise research assiatnt positions with different topics, and also offer the environment and supervision for Bachelor/Master theses.

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Currently we have the following open positions:

• Research assistant in Optogenetics and Circuit physiology
• Research assistant in Statistics in Brain Science

@LIN

• Prof. Frank Ohl
• PD Dr. Eike Budinger
• Dr. Matthias Deliano
• Dr. Michael Lippert
• Dr. Jürgen Goldschmidt
• Lars Boenke

Extern

• Prof. Myra Spiliopoulou (Magdeburg)
• Dr. Frederik Kramer (Magdeburg)
• Prof. Andrew King (Oxford)
• Prof. Victoria Bajo (Oxford)
• Prof. Gerhard Jocham (Düsseldorf)
• Prof. Martin Heine (Mainz)
• Prof. Anna Fejtova (Erlangen)
• Prof. Holger Schulze (Erlangen)
• Prof. Martin Walter (Tübingen)
• Dr. Renato Frischknecht (Erlangen)
• Dr. Marcus Jeschke (Göttingen)

• Ketamin: Neue Erkenntnisse zur Wirkweise
• "Enzymatische Verjüngungskur für das Gehirn" bei Spektrum der Wissenschaft
• "Brain and behaviour", International Innovation Nr. 179
• "Does a looser mind lead to faster learning?" in der L.A. Times
• „Lernst du noch oder weißt du schon? - Ein gesundes Lernumfeld schaffen" auf Focus Online