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A03 – Funktionelle Rolle und dynamische Änderung der Netzwerkkonnektivität im Rahmen von Extinktionslernen

Erhan Genç, Nikolai Axmacher

Unter Verwendung fortgeschrittener Bildgebungsverfahren wird getestet, inwieweit dynamische Netzwerkinteraktionen innerhalb des Extinktionsnetzwerks das Lernen widerspiegeln. Hierbei wird untersucht, ob der Lernfortschritt auf dynamischen Änderungen der funktionellen Netzwerkkonnektivität beruht. Simultane EEG/fMRT-Messungen liefern die elektrophysiologischen Grundlagen dieser Interaktionen. Zudem wird untersucht, ob Lernunterschiede von Individuen durch grundlegende strukturelle Netzwerkunterschiede erklärt werden können. Schließlich werden hochaufgelöste 7T Messungen der Amygdalakerne durchgeführt, um aufzudecken, inwieweit deren Interaktionen mit dem restlichen Netzwerk das Extinktionslernen beeinflusst.

Leitfragen des Projekts A03:

  • Wie verändern sich rsfMRI und die aufgabenbezogene Konnektivität des Extinktionsnetzwerks während und nach dem Lernen?
  • Was ist beim Menschen die elektrophysiologische Grundlage der Interaktionen im Extinktionsnetzwerk?
  • Können inter-individuelle Lernunterschiede durch Unterschiede in der Hirnkonnektivität vorhergesagt werden?
  • Wie interagieren spezifische Amygdala-Kerne während des Lernens mit dem verbleibenden Extinktionsnetzwerk?

Erhan Genç

Projektleiter A03

IfADo

Nikolai Axmacher

Projektleiter A02, A03, F02

Ruhr-Universität Bochum

Christoph Fraenz

Postdoc A03

IfADo

Justinas Narbutas

Postdoc A03

IfADo

Arslan Gabdulkhakov

Doktorand A03

IfADo

George Jacob

Doktorand A03

Ruhr-Universität Bochum

10 projektrelevante Publikationen

Bouyeure A, Pacheco D, Fellner MC, Jacob G, Kobelt M, Rose J, Axmacher N (2025) Distinct representational properties of cues and contexts shape fear learning and extinction. bioRxiv. 2024.12.16.628638. https://doi.org/10.1101/2024.12.16.628638

Chen S, Tan Z, Xia W, Gomes CA, Zhang X, Zhou W, Liang S, Axmacher N, Wang L (2021) Theta oscillations synchronize human medial prefrontal cortex and amygdala during fear learning. Science advances 7:eabf4198. https://doi.org/10.1126/sciadv.abf4198

Chhabra H, Ma Y, Genç E, Nitsche MA, Yavari F (2025) The physiological foundation of extinction improvement by tDCS over the ventromedial prefrontal cortex (vmPFC): An fMRI study. SSRN: abstract=5180197. https://doi.org/10.2139/ssrn.5180197 

Fraenz C., Metzen D., Packheiser J., Merz C. J., Selpien H., Axmacher N., Genç E. 2020. Fear learning sculpts functional brain connectivity at rest beyond the traditional fear network in humans. bioRxiv 2020.05.26.115840. https://doi.org/10.1101/2020.05.26.115840

Fraenz C., Metzen D., Merz C. J., Selpien H., Friedrich P., Ocklenburg S., Axmacher N., Genç E. 2020. Multi-Modal Brain Properties are Associated with Interindividual Differences in Fear Acquisition and Extinction. bioRxiv. doi:10.1101/2025.04.05.647350. https://doi.org/10.1101/2025.04.05.647350

Genç E, Fraenz C, Schlüter C, Friedrich P, Hossiep R, Voelkle MC, Ling JM, Güntürkün O, Jung RE (2018) Diffusion markers of dendritic density and arborization in gray matter predict differences in intelligence. Nat Commun 9. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04268-8

Genç E, Metzen D, Fraenz C, Schlüter C, Voelkle MC, Arning L, Streit F, Nguyen HP, Güntürkün O, Ocklenburg S, Kumsta R (2023) Structural architecture and brain network efficiency link polygenic scores to intelligence. Human brain mapping, 44(8), 3359–3376. https://doi.org/10.1002/hbm.26286

Ocklenburg S, Friedrich P, Fraenz C, Schlueter C, Beste C, Güntürkün O, Genç E (2018) Neurite architecture of the planum temporale predicts neurophysiological processing of auditory speech. Science Advances 4. https://doi.org/10.1126/sciadv.aar6830

Schlüter C, Fraenz C, Friedrich P, Güntürkün O, Genç E (2022) Neurite density imaging in amygdala nuclei reveals interindividual differences in neuroticism. Human brain mapping 43. https://doi.org/10.1002/hbm.25775

Schneider Penate JE, Gomes CA, Spisák T, Genç E, Merz CJ, Wolf OT, Quick HH, Elsenbruch S, Engler H, Fraenz C, Metzen D, Ernst TM, Thieme A, Batsikadze G, Hagedorn B, Timmann D, Güntürkün O, Axmacher N, Kumsta R (2025) Polygenic prediction of fear learning is mediated by brain connectivity. medRxiv. 2025.03.12.25323754. https://doi.org/10.1101/2025.03.12.25323754