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Warum das Hirn nicht vergisst,

aber Sie sich nicht erinnern

Weil Lernen zwar schwer ist, Vergessen aber noch viel schwerer. Verlernen, Umlernen oder Extinktionslernen – das gehört alles zu dem, was allgemein mit Vergessen gemeint ist, zu unserem Forschungsthema.

Diffusionsgewichtete Bildgebung eines Gehirns, eine Technik hier aus dem Teilprojekt A03.

Der SFB 1280

untersucht das Extinktionslernen

Wir sind in der Lage, neue Information zu lernen und abzuspeichern. Ebenso können wir lernen, dass früheres Wissen nicht mehr relevant ist und unser Verhalten darauf anpassen. Während der Lernprozess des Ersterwerbs sehr gut untersucht ist, sind die Mechanismen des Extinktionslernens bisher nur unvollständig verstanden.

Extinktionslernen beinhaltet sowohl ein Vergessen alter Information als auch einen neuen Lernprozess, der sich vom Ersterwerb unterscheidet und erheblich komplexer ist. Die Erfahrung aus dem initialen Lernprozess wird durch das Extinktionslernen nicht einfach gelöscht. Vielmehr kann diese vermeintlich nicht mehr vorhandene Gedächtnisspur unter bestimmten Bedingungen erneut auftauchen und zur Teilkomponente einer psychopathologischen Bedingung werden.

Der Sonderforschungsbereich 1280 untersucht die neuralen, behavioralen, edukativen, ontogenetischen und klinischen Mechanismen des Extinktionslernens bei verschiedenen Spezies inklusive dem Menschen. Hierbei wird die systemische und technische Diversität unserer Forschungsansätze kombiniert mit einem hohen Grad an Einheitlichkeit auf der strukturellen, der experimentellen, der technischen und der konzeptuellen Ebene. Auf der strukturellen Ebene konzentrieren sich alle neurobiologischen und klinischen Projekte auf eine Anzahl anatomischer Strukturen, die das Extinktions-Netzwerk konstituieren. Experimentell nutzen die Projekte ähnliche Testprozeduren, um den Transfer von Daten und Wissen zwischen den Projekten zu optimieren. Wo immer möglich werden experimentelle Paradigmen genutzt, die kausale und mechanistische Schlussfolgerungen zulassen.

Die Fokusgruppen zu Lerndynamik und Bildgebung werden Daten aus den SFB-Projekten für übergeordnete Analysen integrieren. Aber sie bringen auch modernste Methoden der Datenakquise und Datenanalyse in die Projekte ein. Die Forschung unseres SFB 1280 geht konzeptuell von einem Satz zentraler Hypothesen zu den Mechanismen des Extinktionslernens aus. Jedes Teilprojekt testet mehrere dieser Hypothesen. Mit dieser Strategie wollen sie die gemeinsamen und distinkten Mechanismen des Extinktionslernens in unterschiedlichen Systemen und Organismen analysieren. Denn die Teilprojekte des Verbunds sind davon überzeugt, dass dies den vielversprechendsten Ansatz darstellt, um translationale Erkenntnisse zwischen Grundlagenforschung und klinischen wie sozialen Wissenschaften herzustellen.

Ein SFB bietet die einzigartige Möglichkeit, ein Forschungsfeld in der Tiefe zu verankern und mit all seinen relevanten Komponenten zu untersuchen.

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In der für die ersten vier Jahre geplanten Zusammensetzung können die behavioralen, klinischen und neurobiologischen Grundlagen des Extinktionslernens exzellent untersucht werden. Die Perspektive für die vollen 12 Jahre Förderung sieht die Weiterentwicklung bzw. Addition von vier weiteren Komponenten vor:

Die erste Komponente ist die theoretische Neurowissenschaft. Die Anzahl theoretisch-neurowissenschaftlicher Projekte wird sich wahrscheinlich nur gering vergrößern, obwohl ihre Relevanz für die Zeitspanne von 12 Jahre disproportional wachsen soll. Ein Mechanismus hierfür ist die Fokusgruppe F01, die von Anfang an die Analyse der Einzel-trial-Dynamik und data mining-Ansätze innerhalb des SFB 1280 erweitern soll.

Die zweite Entwicklungslinie sind die (epi)genetischen Komponenten des Extinktionslernens. Hier werden wir im SFB 1280 ab einer zweiten Förderperiode Tiermodelle inkorporieren, die die Analyse von Histon- und DNS-Modifikationen ermöglichen und das Extinktionslernen charakterisieren. Ferner ist geplant bei Versuchspersonen DNS-Methylierungsmuster zu identifizieren, die einen Teil der interindividuellen Varianz der strukturellen Konnektivität, des resting state fMRI bzw. der Anfälligkeit für Angsterkrankungen erklären können.

Die dritte Säule der langfristigen Planung sind Längsschnittuntersuchungen, mit denen die ontogenetische Entwicklung des Extinktionslernen unter entwicklungspsychologischen, neurowissenschaftlichen, klinischen und pädagogischen Perspektiven erforscht werden sollen. Hierfür wollen sie Querschnittstudien verschiedener Alterskohorten mit längsschnittlichen Ansätzen über 12 Jahre kombinieren.

Viertens beabsichtigen wir im SFB 1280 uns gemeinsam mit dem lokalen neurowissenschaftlichen Konsortien und Strukturen der UA Ruhr zu einem international sichtbaren Zentrum für die Neurowissenschaft des Lernens zu entwickeln. Der Sonderforschungsbereich 1280 ist ein entscheidender Schritt in diesem langfristigen Plan, der perfekt zu den komplementären neurowissenschaftlichen und kognitiven Stärken der großen Forschungsuniversitäten des Ruhrgebiets passt.

      Ein Sonderforschungsbereich ist ein organisierter Forschungsverbund,

den die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) mit ihren Mitteln von Bund und Ländern finanziert. Im SFB 1280 „Extinktionslernen“ schließen sich Psychologen, Mediziner, Neuroinformatikern und Biologen im Ruhrgebiet und an der Universität Marburg zusammen. Als ein Konsortium aus 19 Wissenschaftsteams haben wir uns das Ziel gesetzt, ein neues, umfassendes Verständnis des Extinktionslernens zu erarbeiten. Innerhalb des Ruhrgebiets sind die Bedingungen besonders günstig. Die Labore liegen immer nur wenige Schritte oder Kilometer voneinander entfernt. Doch umso verschiedener sind die unterschiedlichen Richtungen, aus denen das Rätsel des Extinktionslernens angegangen wird: Im SFB 1280 arbeiten wir mit Menschen und Ratten, oder auch Tauben und Robotern. Das Lernverhalten wird in seinen neuralen, immunologischen, genetischen, klinischen und lerntheoretischen Aspekten untersucht. Die Ergebnisse werden untereinander kritisch diskutiert und von den zwei Fokusgruppen umklammert.

Seit über 90 Jahren wird das Extinktionslernen erforscht. Der SFB 1280 hat bis zu 12, um dieses Gebiet entscheidend weiterzubringen.

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