{"id":11050,"date":"2022-05-16T15:42:20","date_gmt":"2022-05-16T13:42:20","guid":{"rendered":"https:\/\/sfb1436.de\/?page_id=11050"},"modified":"2025-05-19T06:29:50","modified_gmt":"2025-05-19T04:29:50","slug":"b01-medial-temporal-lobe-and-prefrontal-cortex-connectivity-as-a-neural-resource-for-recognition-memory","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/sfb1436.de\/de\/projekte\/archiv-sfb-1436-1-2021-2024\/b01-medial-temporal-lobe-and-prefrontal-cortex-connectivity-as-a-neural-resource-for-recognition-memory\/","title":{"rendered":" Konnektivit\u00e4t des medialen Temporallappens und des pr\u00e4frontalen Kortex als neurale Ressource des Erkennungsged\u00e4chtnis zur Wiedererkennung\u00a0"},"content":{"rendered":"\n
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B01<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

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\"Abstract<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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Das Wiedererkennen von Objekten, Umgebungen und Personen im Alltag erlaubt es uns sich in einer komplexen Welt zur orientieren. Diese F\u00e4higkeit variiert zwischen Individuen und ver\u00e4ndert sich in verschiedenen Lebensabschnitten. Wir versuchen zu verstehen, wie diese Unterschiede auf das Verschalten von Neuronen innerhalb eines Gehirnareals beziehungsweise zwischen verschiedenen Bereichen des Gehirns zur\u00fcckzuf\u00fchren sind.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Unsere Forschung<\/strong><\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Ziele unseres Projektes<\/strong><\/strong><\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Blick in die Zukunft<\/strong><\/strong><\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Publikationen<\/strong><\/strong><\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Gruppenleitung & Gruppenmitglieder<\/h2>\n\n\n\n
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\"SFB
Dr. Matthias Prigge<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Prof. Dr. Magdalena Sauvage<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Dr. Erika Atucha<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Julia Buescher<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Platzhalter
Halla Mulla Osman<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Medialer Bereich des Temporallappens
und des Pr\u00e4frontalen Kortex
sind neuronale Hubs f\u00fcr das Wiedererkennen<\/h2>\n\n\n\n

Der mediale Teil des Temporallappens ist ein wichtiges Kontrollzentrum f\u00fcr das deklarative Ged\u00e4chtnis. Er beinhaltet den Hippocampus, entorhinalen, perirhinalen und den parahippocampalen Kortex. Wir untersuchen wie lokale neuronale Netzwerke in dieser Formation mit einem anderen Bereich im Gehirn, dem pr\u00e4frontalen Kortex, kommunizieren. Der Pr\u00e4frontale Kortex erkennt dabei abstrakte Zusammenh\u00e4nge zwischen den einzelnen Erinnerungen. Hierbei untersuchen wir auch wie sich die gehirnweiten Netzwerke mit dem Altern ver\u00e4ndern.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Was ist ein Engram und wie ver\u00e4ndert es sich im Alter?

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Uns interessiert welche Neurone zusammengeschaltet werden um Informationen \u00fcber die Umgebung zu speichern und welche zellul\u00e4ren Voraussetzungen hierf\u00fcr n\u00f6tig sind. Hierbei untersuchen wir wie sich Neurone innerhalb eines Gehirnareals zu einem sogenannten Engramm verbinden, und ob und wie Engramme aus entfernten Gehirnarealen miteinander interagieren und die Wiederkennung verbessern.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Warum gibt es interindividuelle Unterschiede bei der Wiederkennung
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Die Ursache warum manche Leute ein besseres Ged\u00e4chtnis haben als andere ist nicht im Detail verstanden. Nat\u00fcrlich k\u00f6nnen neurodegenerative Erkrankungen oder Tumore hier eine Rolle spielen. Aber auch bei gesunden Individuen k\u00f6nnen diese kognitiven F\u00e4higkeiten unterschiedlich ausgepr\u00e4gt sein. Interessanterweise treten solche individuellen Unterschiede auch in weiten Teilen des Tierreichs auf – wie auch in unserem Modellsystem der Maus.<\/p>\n\n\n\n

Vorherige neurophysiologische Untersuchungen weisen darauf hin, dass die vorrangegangene neuronale Aktivit\u00e4t und der Erregbarkeitszustand der Neurone vor dem Reiz von entscheidender Bedeutung sind, ob ein Neuron in ein Engramm eingebaut wird (Josselyn et al. Science 2020). Wir vermuten, dass auch die Gr\u00f6\u00dfe eines Engramms und die Kommunikation zwischen Engrammen aus dem Hippocampus und pr\u00e4frontalen Kortex beim effizienten Wiedererkennen eine wichtige Rolle spielen. Mit optogenetischen Techniken k\u00f6nnen wir die Kommunikation zwischen entfernten Gehirnarealen zeitweise ausschalten (Klavir & Prigge et al, Nature Neuroscience 2017) und mit molekularer Bildgebung einzelne Engramme identifizieren (Beer and Vavra, Plos Biology, 2018).<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Die Ziele des Projektes<\/h2>\n<\/div>\n\n\n\n
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Wir wollen untersuchen, welche neuronalen Bedingungen die Leistung einzelner Individuen beim Wiedererkennen beeinflussen. Hierf\u00fcr benutzen wir das Wiedererkennen von Objekten als ein Modell. Wir konzentrieren uns darauf diese Unterschiede zu identifizieren und sie dann spezifisch zu beeinflussen. Zum Beispiel versuchen wir mit optischen Techniken und molekularer Bildgebung das Formen von neuronalen Engrammen zur Objekterkennung zu beeinflussen und somit die Ged\u00e4chnisleistung gerade im Alter zu verbessern. Wir benutzen ebenso optisches Priming von gehirnweiten axonalen Verbindungen, in vitro Elektrophysiologie und kognitives Training um das Ged\u00e4chtnis f\u00fcr das Wiedererkennen zu verbessern.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Kognitives Training <\/strong>
und Transfer<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Da davon ausgegangen wird, dass der Informationsfluss innerhalb des Hippocampus sowie zwischen Hippocampus und pr\u00e4fontalem Kortex eine entscheidende Rolle beim Wiedererkennen spielt, wollen wir pr\u00fcfen ob Interventionen wie kognitives Training oder Gehirnstimulation die synaptischen Verbindungen zwischen und innerhalb von Engramm-Netzwerken verbessern kann. Kognitives Training bedeutet, dass eine kognitive Aufgabe, beispielsweise die Objektwiederkennung, wiederholt durchgef\u00fchrt wird, und sich die Leistung in dieser Trainings-Dom\u00e4ne dadurch verbessert. Entscheidend ist hierbei, dass durch einen sogenannten kognitiven Transfer auch neuronale Schaltkreise verbessert werden, die in einer anderen Dom\u00e4ne angesiedelt sind wie zu Beispiel dem r\u00e4umlichen oder dem temporalen Ged\u00e4chtnis. Wir glauben, dass sich neuronale Engramme f\u00fcr die verschiedenen kognitiven Dom\u00e4nen teilweise \u00fcberlappen und sich dadurch eine Verbesserung in der kognitiven Dom\u00e4ne einstellt. Gerade bei \u00e4lteren Tieren bei welchen die Engramme k\u00fcnstlich vergr\u00f6\u00dfert wurden, kann sich dieser Effekt verst\u00e4rken.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Wie k\u00f6nnen neuronale <\/strong>
Engramme identifiziert werden<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Um jene zellul\u00e4ren Strukturen zu identifizieren, welche aktiv sind, wenn neue Reize exploriert werden, benutzen wir optische und genetische Methoden um diese Neurone zu markieren. Durch genetische Methoden wie zum Bespiel dem Nachweis von angeschalteten Genen, die eine Ged\u00e4chtnisspur sichtbar machen, k\u00f6nnen wir Engramme pr\u00e4zise identifizieren. Mit einem fluoreszierten Protein, das seine Farbe ver\u00e4ndert, wenn die Zellen aktiv sind (CaMpari), k\u00f6nnen wir Neurone markieren, die w\u00e4hrend des Erkennens aktiv waren und anschlie\u00dfend mit Elektrophysiologie die zellul\u00e4ren Eigenschaften auslesen. Diese Experimente werden am Nagetier durchgef\u00fchrt. Die Information, welche Gehirnareale aktiv sind, kann aber in enger Kooperation mit humanen Projekten wie B02, welche die funktionale Magnettomographie verwenden, abgeglichen werden.<\/p>\n\n\n\n

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Sheena A Josselyn,<\/strong> Memory engrams: Recalling the past and imagining the future, SCIENCE, 3 Jan2020, Vol 367, Issue 6473<\/em><\/p>\n\n\n\n

Beer Z, Vavra P, Atucha E, Rentzing K, Heinze HJ, Sauvage MM,<\/strong> The memory for time and space differentially engages the proximal and distal parts of the hippocampal subfields CA1 and CA3,PLoS Biol 16(8): e2006100<\/em><\/p>\n\n\n\n

Klavir O, Prigge M, Sarel A, Paz R, Yizhar O.,<\/strong> Manipulating fear associations via optogenetic modulation of amygdala inputs to prefrontal cortex, Nat Neurosci. 2017 Jun;20(6):836-844<\/em><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Ein Blick in die Zukunft<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Durch die enge Zusammenarbeit mit anderen Teilprojekten des SFB1436, versuchen wir grundlegende Mechanismen zu verstehen, die uns helfen das Wiedererkennen in Nagetieren und Menschen nachzuvollziehen. Wir glauben, dass die interindividuelle Variabilit\u00e4t uns hilft diese Mechanismen zu identifizieren und zu reflektieren. Zuk\u00fcnftig hoffen wir unsere Erkenntnisse auf den Menschen zu \u00fcbertragen und, dass durch individualisiertes kognitives Training oder nicht-invasive Gehirnstimulation neuronale Mechanismen angeregt werden k\u00f6nnen, die es uns erlauben kognitive F\u00e4higkeiten zu verbessern und der Verschlechterung des Wiedererkennens im Alter entgegenzuwirken.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Publikationen<\/strong> des Projektes B01<\/strong><\/h2>\n\n\n\n\t\t\t
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\n\t\t\t\tPhase locking of hippocampal CA3 neurons to distal CA1 theta oscillations selectively predicts memory performance<\/a>\n\t\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\t\t\t\t\t\tB01<\/a>, B07<\/a>\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t
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Shih-Pi Ku, Erika Atucha, Nico Alavi, Halla Mulla-Osman, Rukhshona Kayumova, Motoharu Yoshida, Jozsef Csicsvari, Magdalena M. Sauvage Cell Report (2024)<\/span><\/p>\n<\/span>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/article>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t

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\n\t\t\t\tRecalling gist memory depends on CA1 hippocampal neurons for lifetime retention and CA3 neurons for memory precision<\/a>\n\t\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\t\t\t\t\t\tB01<\/a>, B07<\/a>\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Erika Atucha, Shih-Pi Ku, Michael T. Lippert, Magdalena M. Sauvage Cell Rep (2023)<\/span><\/p>\n<\/span>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/article>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t

\t\t\t\t\t\t\t\t

\n\t\t\t\tInhibitory temporo-parietal effective connectivity is associated with explicit memory performance in older adults<\/a>\n\t\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\t\t\t\t\t\tA05<\/a>, B01<\/a>, B04<\/a>, C01<\/a>, Z03<\/a>\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Schott BH, Soch J, Kizilirmak JM, Sch\u00fctze H, Assmann A, Maass A, Ziegler G, Sauvage M, Richter A. iScience (2023)<\/span><\/p>\n<\/span>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/article>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t

\t\t\t\t\t\t\t\t

\n\t\t\t\tTransversal functional connectivity and scene-specific processing in the human entorhinal-hippocampal circuitry<\/a>\n\t\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\t\t\t\t\t\tA04<\/a>, B01<\/a>, B02<\/a>, Z03<\/a>\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Grande, X., Sauvage, M. M., Becke, A., Duzel, E., & Berron, D Elife (2022)<\/span><\/p>\n<\/span>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/article>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t

\t\t\t\t\t\t\t\t

\n\t\t\t\tDendritic Kv4.2 potassium channels selectively mediate spatial pattern separation in the dentate gyrus<\/a>\n\t\t\t<\/h4>\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t<\/span>\t\t\t\t\t\tA02<\/a>, A04<\/a>, B01<\/a>, Z01<\/a>\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t

Marie Oul\u00e9, Erika Atucha, Tenyse M Wells, Tamar Macharadze, Magdalena M Sauvage, Michael R Kreutz, Jeffrey Lopez-Rojas iScience (2021)<\/span><\/p>\n<\/span>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/article>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\n\n

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Alle Publikationen<\/a><\/div>\n\n\n\n
Alle Projekte<\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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