AG CortXplorer

Wir sind ein multidisziplinäres Team von Neurobiologen, Psychologen, Mathematikern und Computerwissenschaftlern. Unsere Mission ist es gemeinsam kognitiv komplexe Lernvorgänge und Entscheidungsprozesse bei Labornagern auf Ebene miteinander interagierender neuronaler Schaltkreise besser zu verstehen.

Dazu verbinden wir verschiedene Verhaltensexperimente mit modernen chronischen in vivo Multikanal-Ableitverfahren und pharmakologischen, molekularen, optogenetischen, mathematischen und computationalen Methoden, um die kortikale Netzwerkverarbeitung während aktivem Lernen und Entscheidungsprozessen zu untersuchen.

  • Leiter

    Leiter

    Die wissenschaftliche Mission von Max Happel, welche wir in unserer Gruppe anstreben, ist es, die neuronalen Grundlagen kognitiver Ressourcen zu untersuchen, welche Lern- und Gedächtnisprozessen unterliegen. Zentral für dieses Vorhaben ist es, auf funktionell-systemischer Netzwerk-Ebene plastische Änderungen neuronaler Schaltkreise während flexibler, kognitiv anspruchsvoller Verhaltensanpassungen und langzeitlicher Gedächtnisabrufe bzw. der Extinktion von Gedächtnisinhalten besser zu verstehen und gezielt zu manipulieren.

    Kurzvita:

    • Studium der Biologie und Neurowissenschaften in Frankfurt/Main und Magdeburg
    • Promotion in Neurobiologie (summa cum laude)
    • Postdoc in Oxford, England
    • Habilitation in Neurobiologie
    • Heute Lernforscher im Bereich Hörforschung, kognitive Lernmechanismen und Pathophysiologie des Gedächtnisses.

     

  • Mitglieder

    Mitglieder

    Leiter  
    PD Dr. Max Happel+49-391-6263-94411max.happel@lin-magdeburg.de
    Doktoranden  
    Michael Brunk+49-391-6263-93481michael.brunk@lin-magdeburg.de
    Katrina Deane+49-391-6263-93481katrina.deane@lin-magdeburg.de
    Marina Zempeltzi+49-391-6263-93481marina.zempeltzi@lin-magdeburg.de
    Studierende und Gäste  
    Francesca Abela  
    Sümeyra Aksit+49-391-6263-94411     saksit(at)lin-magdeburg.de
    Shivam Maurya  
    Parthiban Saravanakumar  +49-391-6263-94411    
    Claudia Glemser +49-391-6263-94411    
    Alumni  
    Dr. Hartmut Niekisch  
    Mohammed El-Tabbal  
    Julia Steinhardt  
    Sara Bertazzoni  
    Erika Kaschinksi  
    Ivan Bykov  
    Martin Kisse  
    Amr Faharat  

     

  • Projekte

    Projekte

    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.

    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)

     

  • Laufende Drittmittelprojekte

    Laufende Drittmittelprojekte

    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

     

  • Publikationen

    Publikationen

    2020

    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

     

     

     

  • Lehre & Praktika

    Lehre & Praktika

    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!

     

  • Offene Stellen

    Offene Stellen

    We search for

    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.


    In case you…

    • are enthusiastic about doing brain science
    • have experience with programming (Matlab, Phyton, R)
    • and are willing to team-work….


    …we offer:

    • to support us in studying neuronal circuits and neuromodulatory systems during learning and memory,
    • learning state-of-the-art methods
    • a dynamic working environment in a young, interdisciplinary team
    • possibilities of graduation theses

     

    Interested? Please do not hestitate to contact us at: agcortxplorer(at)lin-magdeburg.de

     

    Currently we have the following open positions:

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

    Medienberichterstattung

  • CortXplorer in den Social Media

    CortXplorer in den Social Media

    Hier gibt es aktuelle Infos vom CortXplorer-Team auf ihrem Twitter-Kanal: https://twitter.com/CortXplorers

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