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 A03IfADo
Nikolai Axmacher
Projektleiter A02, A03, F02Ruhr-Universität Bochum
Christoph Fraenz
Postdoc A03IfADo
Justinas Narbutas
Postdoc A03IfADo
Arslan Gabdulkhakov
Doktorand A03IfADo
George Jacob
Doktorand A03Ruhr-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