Forschungsschwerpunkte
- Molekulare und zelluläre Mechanismen von Neuroplastizität und Neuromodulation
Molekulare und zelluläre Mechanismen von Neuroplastizität und Neuromodulation
Koordinatoren: Anna Karpova & Michael Kreutz
Wie arbeiten beim Lernen, bei der Gedächtnisbildung und Erinnerung einzelne Neuronen über Synapsen zusammen, und wie bilden sie neuronale Schalkreise? Was unterscheidet aktive von inaktiven Synapsen, und wie werden die vielfältigen Signale in den Nervenzellen im Mikrometer-Maßstab integriert? Wir untersuchen die molekularen Komponenten in den Synapsen, die zellulären Mechanismen der Plastizität von Neuronen und kleiner Netzwerke, um Synergien zwischen allen Ebenen herzustellen. Wir haben neue Signalmechanismen und Prinzipien neuronaler Funktionen und Kommunikation entschlüsselt, die besonders für das Lernen und die Ausbildung des Gedächtnisses von Bedeutung sind.
- Lernen auf systemischer Ebene
Lernen auf systemischer Ebene
Koordinatoren: Magdalena Sauvage & Frank Ohl
Wie interagieren verschiedene Hirnregionen beim Lernen? In diesem Forschungsprogramm untersuchen wir die physiologischen Mechanismen von Lernen, Gedächtnis und adaptivem Verhalten bei Tieren und Menschen auf der Ebene der neuronalen Schaltkreise und der miteinander kommunizierenden Hirnregionen. Wir nutzen dafür optogenetische und elektrophysiologische Techniken, Psychophysik und Bildgebung und messen das Verhalten unserer Versuchsteilnehmer. Um die allgemeinen Prinzipien zu erforschen, müssen wir wissenschaftliche Vergleiche anstellen. Dafür werden Studien sowohl an geeigneten Tier-Modellsystemen als auch am Menschen so kombiniert, dass es für ein bestimmtes Forschungsthema am besten geeignet ist. Aus solchen Prinzipien entwickeln wir anschließend interventionelle Strategien, um das Lernen und das Gedächtnis über die gesamte Lebensspanne hinweg, aber auch in Situationen spezifischer Beeinträchtigungen, z.B. aufgrund von Alter oder Krankheit, zu unterstützen.
- Kognitive (Dys-)Funktion und Intervention
Kognitive (Dys-)Funktion und Intervention
Koordinatoren: Max-Philipp Stenner & Stefan Remy
In diesem Forschungsprogramm konzentrieren wir uns auf Fragen der Lern- und Gedächtnisforschung, die eine klinische Relevanz oder ein technisches Anwendungspotential bergen. Wir wollen verstehen, wie Synapsen und Schaltkreise des Gehirns altern oder durch Umweltfaktoren oder mutierte Moleküle in ihrer Funktion beeinträchtigt werden, und wir wollen unser Wissen über die Lernfähigkeit und Plastizität des Gehirns nutzen, um Interventionsstrategien für Patienten mit neurologischen Störungen voranzutreiben.
Ein vierter Schwerpunkt beinhaltet innovative Struktur-übergreifende Forschungsvorhaben sowie Methoden- und Technologieentwicklung.
Alle Forschungsgruppen arbeiten an diesem interdisziplinären Konzept eng zusammen.