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A21 - Der Einfluss des Cerebellums auf die Furchtextinktion

Melanie Mark

Die Fahigkeit des Gehirns eine Situation mit einer Emotion zu verbinden und in Zukunft ahnliche Situationen anhand der alten Erfahrung zu bewerten, ist ein wichtiger Mechanismus, um das Uberleben zu sichern. Dem Cerebellum wurde in der Vergangenheit in diesem Forschungsfeld nur wenig Beachtung geschenkt. Ziel dieses Projektes ist es daher, die Beteiligung des Cerebellums und seine intrinsischen Mechanismen, welche zur Angstkonditionierung und Extinktion beitragen zu untersuchen. Diese sollen in Wildtypmausen und Mausmodellen fur Episodische Ataxie Typ 2 (EA2) und Spinocerebellare Ataxie Typ 6 (SCA6) untersucht werden. Diese krankheitsbedingten Defizite auf optogenetischem, chemogenetischem oder pharmakologischem Wege zu beheben, mochten wir uns als Ziel fur die nachste Forderperiode setzen.

Leitfragen des Projekts A21:

  • Welche Regionen und Zelltypen des Kleinhirns sind während der verschiedenen Phasen der Furchtauslöschung aktiv?
  •  Können wir die Furchtlöschung von der Kleinhirnrinde oder den tiefen Kleinhirnkernen aus mit Hilfe der Optogenetik steuern (d.h. verzögern oder beschleunigen)?
  •  Wie ist das Kleinhirn an Vorhersagefehlern während der Furchtauslöschung beteiligt?
  • Zeigen unsere degenerativen Kleinhirn-Mausmodelle für EA2 und SCA6 Defizite bei der Furchtkonditionierung, dem Abruf oder der Extinktion? Können wir diese Defizite in EA2- und SCA6-Mäusen mit optogenetischen Strategien beheben?
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Melanie Mark

Projektleiterin A21

Ruhr-Universität Bochum

Johanna Pakusch

Postdoc A21

Ruhr-Universität Bochum

10 projektrelevante Publikationen

Batsikadze G*, Pakusch J*, Klein M, Ernst TM, Thieme A, Nicksirat SA, Steiner KM, Nio E, Genç E, Maderwald S, Deuschl C, Merz CJ, Quick HH, Mark MD*, Timmann D*. (2024) Mild Deficits in Fear Learning: Evidence from Humans and Mice with Cerebellar Cortical Degeneration. eNeuro. Feb 26;11(2): ENEURO.0365-23.2023. https://doi.org/10.1523/ENEURO.0365-23.2023

Bihorac J, Salem Y, Lückemann L, Schedlowski M, Doenlen R, Engler H, Mark MD, Dombrowski K, Spoida K, Hadamitzky M. (2024) Investigations on the ability of the insular cortex to process peripheral immunosuppression. Journal of Neuroimmune Pharmacology. Jul 30;19(1):40. https://doi.org/10.1007/s11481-024-10143-9

Bohne P, Josten M, Rambuscheck L, Zhu XR, Rybarski MO, Mark MD (2023) Cerebellar α1D-adrenergic receptors mediate stress-induced dystonia in totteringtg/tg mice. bioRxiv11.12.566757. https://doi.org/10.1101/2023.11.12.566757

Bohne P, Schwarz MK, Herlitze S, Mark MD (2019) A New Projection from the Deep Cerebellar Nuclei to the Hippocampus via the Ventrolateral and Laterodorsal Thalamus in Mice. Front Neural Circuits 13: 51. https://doi.org/10.3389/fncir.2019.00051

Ernst TM, Brol AE, Gratz M, Ritter C, Bingel U, Schlamann M, Maderwald S, Quick HH, Merz CJ, Timmann D. (2019) The cerebellum is involved in processing of predictions and prediction errors in a fear conditioning paradigm. Elife 8:e46831. https://doi.org/10.7554/eLife.46831

Karapinar R# , Schwitalla JC# , Eickelbeck D# , Pakusch J, Mücher B, Grömmke M, Surdin T, Knöpfel T, Mark MD*, Siveke I, Herlitze S* (2021) Reverse optogenetics of G protein signaling by zebrafish non-visual opsin Opn7b for synchronization of neuronal networks. Nature Commun. Jul 23;12(1):4488. *Equal corresponding author. https://doi.org/10.1038/s41467-021-24718-0

Mark M, Pakusch J, Ernst TM, Timmann D (2022). Cerebellum and Emotion Memory. In: Adamaszek, M., Manto, M., Schutter, D.J.L.G. (eds) The Emotional Cerebellum. Advances in Experimental Medicine and Biology, vol 1378. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-99550-8_5

Nio E, Pais Pereira P, Diekmann N, Petrenko M, Doubliez A, Ernst TM, Batsikadze G, Maderwald S, Deuschl C, Üngör M, Cheng S, Merz CJ, Quick HH, Timmann D (2025) Human cerebellum and ventral tegmental area interact during extinction of learned fear. eLife 14:RP105399. https://doi.org/10.7554/eLife.105399

Piotrowski D, Clemensson EKH, Nguyen HP, Mark MD. (2024) Phenotypic analysis of ataxia in spinocerebellar ataxia type 6 mice using DeepLabCut. Sci Rep. 14:8571. https://doi.org/10.1038/s41598-024-59187-0

Surdin T, Preissing B, Rohr L, Grömmke M, Böke H, Barcik M, Zohre A, Jancke D, Herlitze S, Mark MD, Siveke I (2023) Optogenetic activation of mGluR1 signaling in the cerebellum induces synaptic plasticity. iScience. 26:105828. https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.105828