A01 A02 A03 A04 A05 A06 A07 A09 A10 A11 A12 A13 A14 A18 A19 A21 F01 F02 INF

F02 – Fokusgruppe Neuroimaging und Genetik

Nikolai Axmacher, Dagmar Timmann-Braun, Robert Kumsta

Im ersten Förderjahr werden fMRT-Datensätze ausgewertet, die im Rahmen der FOR 1581 erhoben worden sind, einschließlich der für das Kleinhirn optimierten Normalisierung. Im ersten Förderjahr erfolgt weiterhin die Homogenisierung der geplanten Resting State fMRT und DTI Aufnahmen an den drei 3T MRT-Geräten in Essen und Bochum. Ab dem zweiten Förderjahr erfolgt die geplante Meta-Analyse von im Rahmen des SFB 1280 erhobenen MRT Datensätzen mit Fokus auf Konnektivitätsanalysen im Extinktionsnetzwerk. State-of-the-art- Analyseverfahren für strukturelle und funktionelle Konnektivitätsanalysen sowie optimierte Normalisierungsprotokolle des Kleinhirns werden über den gesamten Förderzeitraum für Teilprojekte zugänglich gemacht.

Hypothesen des Projekts F02:

  • Funktionelle und strukturelle Konnektivität des Extinktionsnetzwerks ermöglicht die Vorhersage interindividueller Unterschiede in der Wirksamkeit des Extinktionslernens über Paradigmen hinweg.
  • Extinktion von appetitivem und aversivem Lernen beruht auf teilweise unterschiedlichen funktionalen und strukturellen Konnektivitätsmustern.
  • Das Kleinhirn zeigt eine ausgeprägte funktionelle und strukturelle Konnektivität mit anderen Bereichen des Extinkionsnetzwerks. Konnektivitätsmuster verschiedener cerebellarer Subregionen spielen spezifische Rollen für verschiedene Aspekte von Extinktion.
  • Funktionelle und strukturelle Konnektivität des Extinktionsnetzwerks ist bei Patienten mit gestörter Extinktion systematisch verändert.
  • Genetische Variabilität sagt interindividuelle Unterschiede in der funktionellen und strukturellen Konnektivität des
    des Extinktionsnetzwerks voraus.

Nikolai Axmacher

Projektleiter A02, A03, F02

Ruhr-Universität Bochum

Dagmar Timmann-Braun

Projektleiterin A05, F02

Universität Duisburg-Essen

Robert Kumsta

Projektleiter F02

Universität Luxemburg

Tamás Spisák

Projekleiter F02 (Assoziiert)

Predictive NeuroImaging Lab

Carlos A. Gomes

Postdoc F02

Ruhr-Universität Bochum

Robert Englert

Doktorand F02

Universität Duisburg-Essen

Javier Schneider Penate

Doktorand F02

Ruhr-Universität Bochum

10 projektrelevante Publikationen

Bierbrauer A, Kunz L, Gomes CA, Luhmann M, Deuker L, Getzmann S, Wascher E, Gajewski PD, Hengstler JG, Fernandez-Alvarez M, Atienza M, Cammisuli DM, Bonatti F, Pruneti C, Percesepe A, Bellaali Y, Hanseeuw B, Strange BA, Cantero JL, Axmacher N (2020) Unmasking selective path integration deficits in Alzheimer’s disease risk carriers. Sci Adv. 6(35): eaba1394.

Dieckmann L, Cole S, Kumsta R (2020) Stress genomics revisited: gene co-expression analysis identifies molecular signatures associated with childhood adversity. Transl Psychiatry. 10(1): 34.

Ernst TM, Thürling M, Müller S, Kahl F, Maderwald S, Schlamann M, Boele H-J, Koekkoek SKE, Diedrichsen J, Zeeuw CI de, Ladd ME, Timmann D (2017) Modulation of 7 T fMRI Signal in the Cerebellar Cortex and Nuclei During Acquisition, Extinction, and Reacquisition of Conditioned Eyeblink Responses. Hum Brain Mapp. 38(8): 3957–3974.

Ernst TM, Brol AE, Gratz M, Ritter C, Bingel U, Schlamann M, Maderwald S, Quick HH, Merz CJ, Timmann D (2019) The cerebellum is involved in processing of predictions and prediction errors in a fear conditioning paradigm. ELife. 8.

Gomes CA, Steiner KM, Ludolph N, Spisak T, Ernst TM, Mueller O, Göricke SL, Labrenz F, Ilg W, Axmacher N, Timmann D. Resection of cerebellar tumours causes widespread and functionally relevant white matter impairments. Hum Brain Mapp. 2021 Apr 15;42(6):1641-1656. 

Kumsta R (2019) The role of epigenetics for understanding mental health difficulties and its implications for psychotherapy research. Psychol Psychother. 92(2): 190–207.

Kunz L, Schröder TN, Lee H, Montag C, Lachmann B, Sariyska R, Reuter M, Stirnberg R, Stöcker T, Messing-Floeter PC, Fell J, Doeller CF, Axmacher N (2015) Reduced grid-cell-like representations in adults at genetic risk for Alzheimer’s disease. Science. 350(6259): 430–433.

Lee H, Stirnberg R, Wu S, Wang X, Stöcker T, Jung S, Montag C, Axmacher N (2020) Genetic Alzheimer’s Disease Risk Affects the Neural Mechanisms of Pattern Separation in Hippocampal Subfields. Curr Biol. 30(21): 4201-4212.e3

Sicorello M, Dieckmann L, Moser D, Lux V, Luhmann M, Schlotz W, Kumsta R (2020) Oxytocin and the stress buffering effect of social company: a genetic study in daily life. Soc Cogn Affect Neurosci. 15(3): 293–301.

Thürling M, Kahl F, Maderwald S, Stefanescu MR, Schlamann M, Boele H-J, Zeeuw CI de, Diedrichsen J, Ladd ME, Koekkoek SKE, Timmann D (2015) Cerebellar cortex and cerebellar nuclei are concomitantly activated during eyeblink conditioning: a 7T fMRI study in humans. J Neurosci. 35(3): 1228–1239.