{"id":25357,"date":"2025-01-30T14:11:47","date_gmt":"2025-01-30T13:11:47","guid":{"rendered":"https:\/\/sfb1436.de\/?page_id=25357"},"modified":"2025-05-19T06:30:22","modified_gmt":"2025-05-19T04:30:22","slug":"b06-mobilisierung-neuronaler-ressourcen-fuer-zeitliche-aufmerksamkeit","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/sfb1436.de\/de\/projekte\/archiv-sfb-1436-1-2021-2024\/b06-mobilisierung-neuronaler-ressourcen-fuer-zeitliche-aufmerksamkeit\/","title":{"rendered":" Mobilisierung neuronaler Ressourcen f\u00fcr zeitliche Aufmerksamkeit"},"content":{"rendered":"\n
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B06<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

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\"B06_GraphicalAbstract\"<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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Die effektive Nutzung von Informationen aus der sensorisch komplexen Umgebung wird oft durch zeitliche Repr\u00e4sentationen vergangener Erfahrungen gesteuert. Vorhandenes Wissen \u00fcber den zeitlichen Ablauf von Ereignissen ist f\u00fcr alle S\u00e4ugetiere entscheidend, um effizient Ziele zu erreichen. Dieses Projekt untersucht das verborgene Potenzial, das der multisensorischen Verarbeitung von zeitlichen Erwartungen zugrunde liegt.<\/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><\/strong><\/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
Prof. Dr. Eike Budinger<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Prof. Dr. Toemme Noesselt<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Prof. Dr. Janelle Pakan <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Dr. Julia Henschke<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Platzhalter
Annabell Ernst<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Linda Sempf<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Platzhalter
Dr. Hendrik Griep<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Tim Adrian Wendlandt<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Platzhalter
Patricia Wenk<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Was sind zeitliche Erwartungen?<\/h2>\n\n\n\n

Informationen aus der Vergangenheit \u00fcber das Timing von Ereignissen sind entscheidend f\u00fcr die Verbesserung des Ergebnisses aus einer aktuellen Situation. Stellen Sie sich einen Sprinter vor, der sich auf das Startsignal „Auf die Pl\u00e4tze, Fertig, Los“ vorbereitet – effiziente zeitliche Erwartungen k\u00f6nnen zum Sieg f\u00fchren und Fehler in der Erwartung zur Disqualifikation. Die Bildung von sensorisch gesteuerten zeitlichen Erwartungen erfordert Lernmechanismen im Gehirn, die das Timing des eingehenden sensorischen Inputs sowie die zugrunde liegenden neuronalen Ressourcen zur Bildung von Erwartungen \u00fcber zuk\u00fcnftige Ereignisse festlegen. Diese dynamische Verarbeitung erfordert eine Koordination zwischen prim\u00e4ren sensorischen Systemen, assoziativen sensorischen Bereichen (wie dem posterioren parietalen Kortex) und exekutiven Zentren im pr\u00e4frontalen Kortex. Es bleiben jedoch noch viele Fragen offen, was die zugrundeliegenden neuronalen Ressourcen betrifft, die die Bildung von zeitlichen Erwartungen im Gehirn unterst\u00fctzen, und wie die Informationsverarbeitung von mehreren sensorischen Systemen diese Dynamik ver\u00e4ndern kann.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Multisensorische Repr\u00e4sentationen der Umwelt<\/h3>\n\n\n\n

Ereignisse in der realen Welt stimulieren oft mehrere Sinne – unter normalen Bedingungen sehen wir zum Beispiel selten etwas ohne auch etwas zu h\u00f6ren. Da wir in unserer nat\u00fcrlichen Umgebung st\u00e4ndig mit zuf\u00e4lligen und verrauschten Sinnesreizen konfrontiert werden, durch die wir verhaltensrelevante Informationen isolieren m\u00fcssen, kann die Nutzung von Informationen aus mehreren Sinnen unsere Wahrnehmung verbessern und es uns erm\u00f6glichen, effizientere zeitliche Erwartungen zu bilden, um die Ergebnisse unseres Verhaltens zu verbessern. Das Wissen \u00fcber zeitliche Regelm\u00e4\u00dfigkeiten l\u00e4sst sich jedoch nicht immer leicht \u00fcber die verschiedenen Sinne hinweg \u00fcbertragen und die Art und Weise, wie wir multisensorische Informationen nutzen, kann sich \u00fcber die Lebensspanne hinweg unterscheiden, wobei \u00e4ltere Menschen oft st\u00e4rker von multisensorischen Stimulusrepr\u00e4sentationen profitieren. Daher verwenden wir in diesem Projekt Kombinationen aus einem oder mehreren Sinnesreizen, um die Mobilisierung neuronaler Ressourcen w\u00e4hrend der zeitlichen Verarbeitung zu untersuchen.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Neuronale Schaltkreise: von M\u00e4usen zu Menschen <\/h3>\n\n\n\n

Es ist bekannt, dass der posteriore parietale Kortex eine Rolle bei der Integration von multisensorischen Signalen und der zeitlichen Aufmerksamkeit spielt. Er ist ideal positioniert, um Informationen sowohl aus den prim\u00e4ren sensorischen Kortizes als auch aus den Zentren der exekutiven Kontrolle im pr\u00e4frontalen Kortex zu integrieren. Von Menschen bis zu Nagetieren liefern gegenseitige Verbindungen zwischen prim\u00e4ren sensorischen Kortizes spezifische sensorische Inputs f\u00fcr den posterioren parietalen Kortex, verarbeiten aber auch aufgabenabh\u00e4ngige Informationen. Verbindungen mit dem pr\u00e4frontalen Kortex spielen m\u00f6glicherweise eine wichtige Rolle bei der assoziativen Ged\u00e4chtnisbildung und der Verarbeitung von Feedback. J\u00fcngste Arbeiten \u00fcber die Wirkung der Erwartung, die auf zeitlich vorhersehbaren Sequenzen beruht, haben gezeigt, dass Menschen und Tiere in der Lage sind, Regelm\u00e4\u00dfigkeiten festzustellen. W\u00e4hrend wir mit Hilfe von bildgebenden Techniken aufgabenspezifische Ver\u00e4nderungen der fMRT-Signale beim Menschen untersuchen k\u00f6nnen, bieten M\u00e4use den zus\u00e4tzlichen Vorteil, dass wir die Aktivit\u00e4t innerhalb neuronaler Schaltkreise bis auf die Ebene einzelner Zellen direkt beobachten und manipulieren k\u00f6nnen. Daher zielt unser Projekt auf der Mikro- und Mesoebene auf lokale neurologische Schaltkreise im posterioren parietalen Kortex von M\u00e4usen sowie auf der Makroebene auf intrakortikale Schaltkreise ab, die auch den pr\u00e4frontalen Kortex und sensorische Bereiche bei Menschen und Tieren einbeziehen.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Ziele des Projekts<\/strong><\/strong><\/strong><\/h2>\n<\/div>\n\n\n\n
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Das Hauptziel dieses Projekts ist es, die Mobilisierung neuronaler Ressourcen zu verstehen, die das Nutzen der zeitlichen Struktur multisensorischer Informationen w\u00e4hrend des Lernens, und im zunehmendem Alter, steuern. Insbesondere konzentrieren wir uns auf die frontoparietalen und prim\u00e4r sensorisch-parietalen Schaltkreise als dynamische neuronale Ressourcen und untersuchen, wie Vorhersagen \u00fcber das sequenzielle Timing eingehender sensorischer Reize f\u00fcr eine verbesserte Effizienz und Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung genutzt werden kann, was letztendlich zu einem zielgerichteten und erfolgreichen Verhalten f\u00fchrt. Zu diesem Zweck werden wir Variationen eines audiovisuellen Paradigmas mit bekannter\/unbekannter zeitlicher Erwartung \u00fcber Zielereignisse verwenden. Die Auswertung der interindividuellen Variabilit\u00e4t wird genutzt um die Unterschiede in neuronalen Schaltkreisen bei verschiedenen Lernstrategien und die zugrunde liegende Ged\u00e4chtnisleistung bei jungen und \u00e4lteren Menschen zu bewerten.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Langfristige Perspektive und Auswirkungen<\/strong><\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Letztendlich wollen wir die zugrundeliegenden neuronalen Ressourcen verstehen, die es uns erm\u00f6glichen, uns kontinuierlich an eingehende sensorische Informationen anzupassen. In Zukunft werden wir die analysierten Daten f\u00fcr die Weiterentwicklung von MRT-Techniken sowohl in Experimenten an Menschen als auch an Tieren nutzen. Wir werden die lokale Dynamik in den verschiedenen kortikalen Schichten in Bezug auf die Mobilisierung neuronaler Ressourcen w\u00e4hrend multisensorischer Lernparadigmen im posterioren parietalen Kortex und anderen aufgabenbezogenen Hirnregionen weiter untersuchen. Letztlich werden diese Erkenntnisse weitere Experimente vorantreiben, um aufgabenabh\u00e4ngige neuronale Schaltkreise w\u00e4hrend des Verhaltens gezielt zu manipulieren und neurobiologisch plausible Berechnungsmodelle zu entwickeln.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Publikationen des Projektes B06<\/strong><\/h2>\n\n\n\n\t\t\t
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\n\t\t\t\tDetailed mapping of the complex fiber structure and white matter pathways of the chimpanzee brain<\/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\tB06<\/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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Cornelius Eichner, Michael Paquette, Christa M\u00fcller-Axt, Christian Bock, Eike Budinger, Tobias Gr\u00e4\u00dfle, Carsten J\u00e4ger, Evgeniya Kirilina, Ilona Lipp, EBC Consortium, Markus Morawski, Henriette Rusch, Patricia Wenk, Nikolaus Weiskopf, Roman M. Wittig, Catherine Crockford, Angela D. Friederici & Alfred Anwander Nature…<\/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\tNeural networks representing temporal expectation in mice<\/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\tB06<\/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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T. Adrian Wendlandt, Patricia Wenk, Julia U. Henschke, Annika Michalek, Toemme Noesselt, Janelle M.P. Pakan, Eike Budinger BioRxiv (2024)<\/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\tA septal to ventral tegmental area circuit drives exploratory behaviour<\/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>, A03<\/a>, A04<\/a>, B06<\/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
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Mocellin P, Barnstedt O,Luxem K, Kaneko H, Karpova A, Henschke J, Dal\u00fcgge D, Fuhrmann F, Pakan JMP, Kreutz MR, MikulovicS, and Remy S Neuron (2024)<\/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\tA layer-specific model of cortical sensory aging<\/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\tB06<\/a>, Z02<\/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

Peng Liu, Juliane Doehler, Julia U. Henschke, Alicia Northall, Angela Serian, Dietrich S. Schwarzkopf, Oliver Speck, Janelle M.P. Pakan, Esther Kuehn BioRxiv (2023)<\/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\tHolistic bursting cells store long-term memory in auditory cortex<\/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\tA06<\/a>, B06<\/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

Li R, Huang J, Li L, Zhao Z, Liang S, Liang S, Wang M, Liao X, Lyu J, Zhou Z, Wang S, Jin W, Chen H, Holder D, Liu H, Zhang J, Li M, Tang Y, Remy S, Pakan JMP,…<\/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\tA consensus protocol for functional connectivity analysis in the rat brain<\/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\tB06<\/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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Joanes Grandjean, Gabriel Desrosiers-Gregoire, Cynthia Anckaerts, Diego Angeles-Valdez, Fadi Ayad, David A Barri\u00e8re, Ines Blockx, Aleksandra Bortel, Margaret Broadwater, Beatriz M Cardoso, Marina C\u00e9lestine, Jorge E Chavez-Negrete, Sangcheon Choi, Emma Christiaen, Perrin Clavijo, Luis Colon-Perez, Samuel Cramer, Tolomeo Daniele, Elaine…<\/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\tEntering into a self-regulated learning mode prevents detrimental effects of feedback removal on memory<\/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\tB06<\/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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Peter Vavra, Leo Sokolovi\u010d, Emanuele Porcu, Pablo Ripoll\u00e9s, Antoni Rodriguez-Fornells, Toemme Noesselt NPJ Sci Learn (2023)<\/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\tSeeing and extrapolating motion trajectories share common informative activation patterns in primary visual cortex<\/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\tB05<\/a>, B06<\/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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Camila Silveira Agostino, Christian Merkel, Felix Ball, Peter Vavra, Hermann Hinrichs, Toemme Noesselt Hum Brain Mapp (2022)<\/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\tSomatosensory omissions reveal action-related predictive processing<\/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\tB06<\/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

Dercksen, T., Widmann, A., Noesselt, T. & Wetzel, N. PsyArXiv (2022)<\/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\tContext value updating and multidimensional neuronal encoding in the retrosplenial cortex<\/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>, B06<\/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

Weilun Sun, Ilseob Choi, Stoyan Stoyanov, Oleg Senkov, Evgeni Ponimaskin, York Winter, Janelle Pakan, and Alexander Dityatev Nature Communications (2021)<\/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\tLaser-Induced Apoptosis of Corticothalamic Neurons in Layer VI of Auditory Cortex Impact on Cortical Frequency Processing<\/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\tA06<\/a>, B06<\/a>, C02<\/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

Katja Saldeitis, Marcus Jeschke, Eike Budinger, Frank W Ohl, Max F K Happel Front Neural Circuits (2021)<\/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\tEnhanced modulation of cell-type specific neuronal responses in mouse dorsal auditory field during locomotion<\/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\tB06<\/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

Henschke JU, Price AT & Pakan JMP Cell Calcium (2021)<\/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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