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A05 – Zur Bedeutung des Kleinhirns für das Extinktionslernen beim Menschen: Intrinsische Mechanismen und zerebello-zerebrale Interaktionen

Dagmar Timmann-Braun, Harald H. Quick

Im Projekt A05 sind drei 7T fMRT Studien, zwei 3T fMRT Studien und eine Verhaltensstudie geplant. Zwei 7T fMRT Studien (Studien 1, 2) werden in den ersten beiden Förderjahren durchgeführt. Die Verhaltensstudie (Studie 5) beginnt im Laufe des ersten Förderjahres. Die beiden 3T fMRT Studien beginnen im zweiten Förderjahr (Studien 3, 4). In der Studie 3 kommt zerebelläre Gleichstromstimulation (tDCS) zur Anwendung. In der Studie 4 werden Patienten mit fokalen Erkrankungen des Kleinhirns untersucht. Die Studien 3–5 werden bis zum Ende des dritten Förderjahres abgeschlossen. Im vierten Förderjahr erfolgt die Etablierung von tDCS im 7T MRT.

Leitfragen des Projekts A05:

  • Trägt das menschliche Kleinhirn, genauer gesagt sein cerebellare vermis und die fastigialen Kerne, zur Extinktion konditionierter Angst bei?
  • Was für intrinsischen Mechanismen des Kleinhirns liegen Extinktion zugrunde?
  • Interagiert das Kleinhirn während der Extinktion mit Hirnarealen, insbesondere der Amygdala, dem Hippocampus und dem präfrontalen Kortex?
  • Spielen die posterolateralen Kleinhirnhemisphären und Vermis eine andere Rolle bei Extinktion?
  • Können die von uns vorgeschlagenen intrinsisch-cerebellaren Mechanismen und cerebello-cerebellaren Interaktionen durch cerebellare transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) und cerebellar bedingtes motorisches Lernen moduliert werden?
Giorgi Batsikadze

Giorgi Batsikadze

Postdoc A05

Universität Duisburg-Essen

Thomas Ernst

Thomas Ernst

Doktorand A05

Universität Duisburg-Essen

Lana Inoue

Lana Inoue

Doktorandin A05

Universität Duisburg-Essen

Harald-H. Quick

Harald-H. Quick

Projektleiter A05, F02

Universität Duisburg-Essen

Dagmar Timmann-Braun

Dagmar Timmann-Braun

Projektleiterin A05, F02

Universität Duisburg-Essen

Michael Klein

Michael Klein

Doktorand A05

Universität Duisburg-Essen

10 projektrelevante Publikationen

Diedrichsen J, Maderwald S, Kuper M, Thürling M, Rabe K, Gizewski ER, Ladd ME, Timmann D (2011) Imaging the deep cerebellar nuclei: a probabilistic atlas and normalization procedure. Neuroimage. 54(3): 1786–1794.doi:10.1016/j.neuroimage.2010.10.035

Gratz M, Schlamann M, Goericke S, Maderwald S, Quick HH (2016) Evaluation of fast highly undersampled contrastenhanced MR angiography (sparse CE-MRA) in intracranial applications – initial study. Eur Radiol.doi:10.1007/s00330-016-4398-z

Maschke M, Drepper J, Kindsvater K, Kolb FP, Diener HC, Timmann D (2000) Fear conditioned potentiation of the acoustic blink reflex in patients with cerebellar lesions. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 68(3): 358–364.

Maschke M, Schugens M, Kindsvater K, Drepper J, Kolb FP, Diener HC, Daum I, Timmann D (2002) Fear conditioned changes of heart rate in patients with medial cerebellar lesions. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 72(1): 116–118.

Rietsch SHG, Quick HH, Orzada S (2015) Impact of different meander sizes on the RF transmit performance and coupling of microstrip line elements at 7 T. Med Phys. 42(8): 4542–4552. doi:10.1118/1.4923177 Stefanescu MR, Dohnalek M, Maderwald S, Thürling M, Minnerop M, Beck A, Schlamann M, Diedrichsen J, Ladd ME, Timmann D (2015) Structural and functional MRI abnormalities of cerebellar cortex and nuclei in SCA3, SCA6 and Friedreich’s ataxia. Brain. 138(Pt 5): 1182–1197. doi:10.1093/brain/awv064

Thieme A, Thürling M, Galuba J, Burciu RG, Goricke S, Beck A, Aurich V, Wondzinski E, Siebler M, Gerwig M, Bracha V, Timmann D (2013) Storage of a naturally acquired conditioned response is impaired in patients with cerebellar degeneration. Brain. 136(Pt 7): 2063–2076. doi:10.1093/brain/awt107

Thürling M, Kahl F, Maderwald S, Stefanescu RM, 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. doi:10.1523/JNEUROSCI.2492-14.2015

Voelker MN, Kraff O, Brenner D, Wollrab A, Weinberger O, Berger MC, Robinson S, Bogner W, Wiggins C, Trampel R, Stocker T, Niendorf T, Quick HH, Norris DG, Ladd ME, Speck O (2016) The traveling heads: multicenter brain imaging at 7 Tesla. MAGMA. 29(3): 399–415. doi:10.1007/s10334-016-0541-8

Zuchowski ML, Timmann D, Gerwig M (2014) Acquisition of conditioned eyeblink responses is modulated by cerebellar tDCS. Brain Stimul. 7(4): 525–531. doi:10.1016/j.brs.2014.03.010