A01 A02 A03 A04 A05 A06 A07 A09 A10 A11 A12 A13 A14 A18 A19 A21 F01 F02 INF Ö

F01 – Fokusgruppe Lerndynamik

Sen Cheng, Onur Güntürkün, Metin Üngör

Die Trial-by-trial Dynamik der Verhaltensänderungen kann Aufschluss über die Mechanismen des Lernens geben. Nichtsdestotrotz wird Lernen zumeist dadurch quantifiziert, dass die Performanz in einem Block vor mit einem Block nach dem Lernen verglichen wird. Dadurch ist die Analyse blind gegenüber der Lerndynamik. Andere Studien ermitteln Lernkurven, indem sie über verschiedene Probanden mitteln. Falls sich aber das Lernen zwischen Individuen systematisch unterscheidet, kann die gemittelte Lernkurve irreführend sein. Als Service für die anderen Teilprojekte wird diese Fokusgruppe Unterstützung und Training in der Anwendung dynamischer Analysemethoden an diese exportieren. Darüber hinaus wird die Fokusgruppe auch Daten aus anderen Teilprojekten importieren, um ein eigenes wissenschaftliches Ziel zu verfolgen: den Vergleich der Lerndynamik zwischen unterschiedlichen Individuen, Lernphasen, experimentellen Paradigmen und Spezies.

Leitfragen des Projekts F01:

  • Unterscheidet sich die Lerndynamik zwischen verschiedenen Lernparadigmen oder Spezies grundlegend oder nur in deren Parametern?
  • Werden die Dynamiken des Extinktionslernens und der Akquisition durch verschiedene Mechanismen gesteuert?
  • Welche Faktoren, wie z.B. Hinweisreize und Kontextinformationen, führen zu Veränderungen bei der Betrachtung auf Ebene einzelner Durchgänge und darüber hinaus auf der Ebene einzelner Individuen?
  • Wie verhalten sich die Dynamiken von Verhaltensänderungen zu neuronaler Aktivität und psychophysiologischen Variablen?
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Sen Cheng

Projektleiter A14, F01

Ruhr-Universität Bochum

Onur Güntürkün

Projektleiter A01, F01, Z, Ö

Ruhr-Universität Bochum

Metin Üngör

Projektleiter F01

Philipps-Universität Marburg

Nicolas Diekmann

Postdoc F01

Ruhr-Universität Bochum

10 projektrelevante Publikationen

Batsikadze G*, Diekmann N*, Ernst TM, Klein M, Maderwald S, Deuschl C, Merz CJ, Cheng S, Quick HH, Timmann D (2022) The cerebellum contributes to context-effects during fear extinction learning: a 7T fMRI study. NeuroImage:119080. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2022.119080 

Donoso JR, Packheiser J, Pusch R, Lederer Z, Walther T, Uengoer M, Lachnit H, Güntürkün O, Cheng S (2021) Emergence of complex dynamics of choice due to repeated exposures to extinction learning. Anim Cogn 24:1279–1297. https://doi.org/10.1007/s10071-021-01521-4 

Nio E, Pereira PP, 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 

Packheiser J, Donoso JR, Cheng S, Güntürkün O, Pusch R (2021) Trial-by-trial dynamics of reward prediction error-associated signals during extinction learning and renewal. Prog Neurobiol 197:101901. https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2020.101901 

Petrenko M, Coenen L, Doubliez A, Ernst TM, Nio E, Diekmann N, Uengoer M, Cheng S, Merz CJ, Timmann D, Batsikadze G (2025) Appetitive and aversive classical conditioning: Self-reports and physiological responses. Behav Brain Res 484:115509. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2025.115509 

Pusch R, Packheiser J, Azizi AH, Sevincik CS, Rose J, Cheng S, Stüttgen MC, Güntürkün O (2023) Working memory performance is tied to stimulus complexity. Commun Biol 6:1–16. https://doi.org/10.1038/s42003-023-05486-7 

Rayan A*, Donoso JR*, Mendez-Couz M, Dolón L, Cheng S, Manahan-Vaughan D (2022) Learning shifts the preferred theta phase of gamma oscillations in CA1. Hippocampus 32:695–704.https://doi.org/10.1002/hipo.23460 

Sevincik CS, Packheiser J, Donoso JR, Cheng S, Rose J, Güntürkün O, Pusch R (2025) Divide and conquer: How avian „prefrontal“ and hippocampal neurons process extinction learning in complementary ways. bioRxiv 2025.03.21.644535. https://doi.org/10.1101/2025.03.21.644535 

Thieme A, Spisák Z, Zeidan P, Klein M, Nio E, Ernst TM, Diekmann N, Göricke S, Cheng S, Merz CJ, Yavari F, Nitsche MA, Batsikadze G, Timmann D (2025) Cerebellar transcranial alternating current stimulation in the theta band facilitates extinction of learned fear responses. bioRxiv:2025.01.13.632735. https://doi.org/10.1101/2025.01.13.632735 

Walther T, Diekmann N, Vijayabaskaran S, Donoso JR, Manahan-Vaughan D, Wiskott L, Cheng S (2021) Contextdependent extinction learning emerging from raw sensory inputs: a reinforcement learning approach. Sci Rep 11:2713. https://doi.org/10.1038/s41598-021-81157-z