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A01 – Extinktionslernen in der vierten Dimension

Onur Güntürkün, Roland Pusch

Dieses Projekt untersucht neuronale Grundlagen der Extinktion appetitiver Konditionierung in Tauben mit einem Ansatz, der es erlaubt über den gesamten experimentellen Zeitraum (der vierten Dimension) neurale Ereignisse zu analysieren, die der Akquisition, kontextabhängiger Extinktion und Renewal zugrunde liegen. Wir kombinieren Einzelzellableitungen, funktionale Bildgebung und optogenetische Methoden in wachen Tauben um Schlüsselereignisse und kausale Wechselbeziehungen zwischen Gehirnarealen des Extinktionsnetzwerks (NCL, NFL, Arcopallium, Hippocampus) auf zellulärer und systemischer Ebene zu untersuchen. Die Untersuchungen an einem anderen Modellorganismus sollen veränderliche und unveränderliche Eigenschaften des Extinktionslernens auf verhaltens- und neurobiologischer Ebene aufdecken.

Leitfragen des Projekts A01:

  • Wird durch Extinktionslernen die neuronale Repräsentation konditionierter Reize (CS) im präfrontalen NCL, im motorischen Arcopallium, im visuellen NFL und in dem Hippocampus kontextspezifisch verändert?
  • Wie wird die Repräsentation des CS in der visuellen Struktur NFL, den präfrontalen NCL und im Hippocampus durch die „präfrontale“ NCL während des Extinktionslernens und dem Renewal moduliert?
  • Welche Vorderhirnbereiche jenseits dieser vier Strukturen nehmen an der Welche Vorderhirnbereiche jenseits dieser vier Strukturen nehmen an der appetitiven Extinktion und dem Renewal teil und was ist ihre Aktivierungssequenz während eines Diskriminations-Extinktions-Erneuerungs-Zyklus?

Onur Güntürkün

Projektleiter A01, F01, Z, Ö

Ruhr-Universität Bochum

Roland Pusch

Projektleiter A01

Ruhr-Universität Bochum

Mina Khodadadi

Postdoc A01

Ruhr-Universität Bochum

Noemie Rook

Postdoc A01

Ruhr-Universität Bochum

Robert Reichert

Doktorand A01

Ruhr-Universität Bochum

10 projektrelevante Publikationen

Behroozi M, Helluy X, Ströckens F, Gao M, Pusch R, Tabrik S, Tegenthoff M, Otto T, Axmacher N, Kumsta R, Moser D, Genç E, Güntürkün O (2020) Event-related functional MRI of awake behaving pigeons at 7T. Nat Commun. 11: 4715.

Von Eugen K, Tabrik S, Güntürkün O, Ströckens F (2020) Comparative analysis of the dopaminergic innervation of the executive caudal nidopallium in pigeon, chicken, zebra finch and carrion crow, J Comp Neurol. 528: 2929– 2955.

Gao M, Lengersdorf D, Stüttgen MC, Güntürkün O (2019a) Transient inactivation of the visual-associative nidopallium frontolaterale (NFL) impairs extinction learning and context encoding in pigeons. Neurobiol Learn Mem. 58: 50–59.

Gao M, Pusch R, Güntürkün O (2019b) Blocking NMDA-receptors in the pigeon’s medial striatum impairs extinction acquisition and induces a motoric disinhibition in an appetitive classical conditioning paradigm. Front Behav Neurosci. 13: 153.

Gao M, Lengersdorf D, Stüttgen MC, Güntürkün O (2018) NMDA receptors in the avian amygdala and the premotor arcopallium mediate distinct aspects of appetitive extinction learning. Behav Brain Res. 343: 71–82.

Packheiser J, Güntürkün O, Pusch R (2019) Renewal of extinguished behavior in pigeons (Columba livia) does not require memory consolidation of acquisition or extinction in one-day free-operant appetitive conditioning paradigms. Behav Brain Res. 370: 111947.

Packheiser J, Pusch R, Stein CC, Güntürkün O, Lachnit H, Uengoer M (2020a) How competitive is cue competition? Q J Exp Psychol. 73: 104–114.

Packheiser J, Donoso J, Cheng S, Güntürkün O, Pusch R (2020b) Trial-by-trial dynamics of reward prediction error associated signals during extinction learning and renewal. Prog Neurobiol: 101901.

Rook N, Tuff J, Isparta S, Masseck O, Herlitze S, Güntürkün O, Pusch R (2020) AAV1 is the optimal viral vector for optogenetic experiments in pigeons (Columba livia). Commun Biol. (accepted).

Stacho M, Herold C, Rook N, Wagner H, Axer M, Amunts K, Güntürkün O (2020) A cortex-like canonical circuit in the avian forebrain. Science. 369 (6511).