{"id":6951,"date":"2022-03-14T17:31:16","date_gmt":"2022-03-14T16:31:16","guid":{"rendered":"https:\/\/sfb1436.de\/menue-1\/the-nmda-receptor-complex-a-signalling-hub-at-the-origin-of-cognitive-flexibility\/"},"modified":"2025-05-19T06:29:45","modified_gmt":"2025-05-19T04:29:45","slug":"the-nmda-receptor-complex-a-signalling-hub-at-the-origin-of-cognitive-flexibility","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/sfb1436.de\/de\/projekte\/archiv-sfb-1436-1-2021-2024\/the-nmda-receptor-complex-a-signalling-hub-at-the-origin-of-cognitive-flexibility\/","title":{"rendered":" Der NMDA-Rezeptor-Komplex \u2013 eine integrale Schaltstelle f\u00fcr kognitive Flexibilit\u00e4t?"},"content":{"rendered":"\n
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A01<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n

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\"Grafische<\/a><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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Kognitive Flexibilit\u00e4t ist die F\u00e4higkeit des Gehirns, mentale Prozesse und Verhalten als Reaktion auf Ver\u00e4nderungen in der Umwelt anzupassen. Unser Projekt ist an kognitiver Flexibilit\u00e4t interessiert, weil alters- und krankheitsbedingte Defizite in der kognitiven Flexibilit\u00e4t bei Menschen und Labornagern beobachtet werden und wir verstehen wollen, wie solche Defizite entstehen und wie sie behandelt werden k\u00f6nnen. In unserem Projekt untersuchen wir, welche Faktoren kognitive Flexibilit\u00e4t verbessern oder beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnen, mit einem Fokus auf die NMDA-Rezeptor-Signal\u00fcbertragung im pr\u00e4frontalen Kortex. <\/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><\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Blick in die Zukunft<\/strong><\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Publikationen<\/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. Daniela Dieterich<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Prof. Dr. Markus Fendt<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Dr. Samia Afzal<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Platzhalter
Nora Broda<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Archana Durairaja<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n
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\"SFB
Julius Duske<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Dr. Peter Landgraf<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Platzhalter
Dr. Rainer Pielot<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Platzhalter
Julia Poppke<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"SFB
Lisa Seifried<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n
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Warum ist kognitive Flexibilit\u00e4t wichtig?<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Bessere kognitive Flexibilit\u00e4t wird im Allgemeinen mit positiven F\u00e4higkeiten wie flexiblem Denken, Kreativit\u00e4t, Widerstandsf\u00e4higkeit gegen\u00fcber negativen Lebensereignissen und der F\u00e4higkeit, die Gef\u00fchle, Gedanken und Absichten anderer zu verstehen, in Verbindung gebracht. Einfach ausgedr\u00fcckt: Kognitive Flexibilit\u00e4t hat positive Auswirkungen auf die Lebensqualit\u00e4t.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Wie l\u00e4sst sich die kognitive Flexibilit\u00e4t bei Menschen und M\u00e4usen messen?<\/h3>\n\n\n\n

F\u00fcr Menschen gibt es Tests wie den computergest\u00fctzten CANTAB (Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery) oder den Wisconsin Card Sorting Test. Diese Tests sind sensitiv bez\u00fcglich positiver und negativer pharmakologischer, genetischer und Umwelteinfl\u00fcsse bei gesunden und kranken Menschen.<\/p>\n\n\n\n

Bei Laborm\u00e4usen verwenden wir zur Messung der kognitiven Flexibilit\u00e4t den Attentional Set-Shifting Task (ASST). Dieser Test umfasst mehrere kognitive Transfers wie Umkehrlernen und intra- und extradimensionale Transfers. F\u00fcr unsere Forschung verwenden wir die „digging version“ des ASST. Bei dieser Version wird eine Futterbelohnung in einer von zwei Schalen pr\u00e4sentiert; diese Schalen haben unterschiedliche Ger\u00fcche und unterschiedliche F\u00fcllmaterialien, in denen die Futterbelohnung versteckt ist. Die Maus muss lernen, dass entweder ein bestimmter Geruch oder ein bestimmtes Material die Belohnung vorhersagt, w\u00e4hrend adere Reize ignoriert werden m\u00fcssen. Im Verlauf des Tests werden die Bedingungen immer wieder ge\u00e4ndert und auch neue Ger\u00fcche und Materialien verwendet, sobald eine Maus eine bestimmte Bedingung gelernt hat.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Welche Faktoren beeinflussen die kognitive Flexibilit\u00e4t?

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Viele Faktoren k\u00f6nnen kognitive Flexibilit\u00e4t beeintr\u00e4chtigen, z. B. das Altern und Krankheiten, die von neuropsychiatrischen Erkrankungen (z. B. Depressionen, Autismus-Spektrum-St\u00f6rungen und posttraumatische Belastungsst\u00f6rungen) bis hin zu neurologischen St\u00f6rungen (z. B. Alzheimer) reichen. Neuropathologisch gesehen sind Funktionsst\u00f6rungen der neuronalen Schaltkreise im pr\u00e4frontalen Kortex und die Dysregulation von NMDA-Rezeptoren Faktoren, die zu einer Beeintr\u00e4chtigung der kognitiven Flexibilit\u00e4t f\u00fchren. Eine bessere kognitive Flexibilit\u00e4t kann auch in bestimmten Entwicklungsphasen (fr\u00fche Kindheit, Pubert\u00e4t), bei positiven Emotionen, nach kognitivem Training („Gehirnjogging“) und nach aerobem Sport gemessen werden. Pharmakologisch gesehen kann eine positive Modulation der NMDA-Rezeptor-Signal\u00fcbertragung die kognitive Flexibilit\u00e4t verbessern und dadurch alters- oder krankheitsbedingte Defizite ausgleichen.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Welche Gehirnregionen sind f\u00fcr
die kognitive Flexibilit\u00e4t wichtig?<\/strong><\/h2>\n<\/div>\n\n\n\n
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Kognitive Flexibilit\u00e4t wird mit einem bestimmten Schaltkreis im pr\u00e4frontalen Kortex in Verbindung gebracht. Studien an Labornagern haben gezeigt, dass der orbitofrontale Kortex eine Schl\u00fcsselrolle beim Umkehrlernen spielt, w\u00e4hrend der anteriore cingul\u00e4re Kortex und der mediale pr\u00e4frontale Kortex (beim Menschen: dorsolateraler pr\u00e4frontaler Kortex) f\u00fcr intra- bzw. extradimensionale Transfers wichtig sind.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Was ist der NMDA-Rezeptor?<\/h3>\n\n\n\n

Glutamatrezeptoren sind die am h\u00e4ufigsten vorkommenden erregenden Rezeptoren im Vorderhirn von S\u00e4ugetieren und werden unter anderem f\u00fcr synaptische Plastizit\u00e4t, Lernen und Ged\u00e4chtnis ben\u00f6tigt. Der NMDA-Rezeptor ist einer der drei ionotropen Glutamatrezeptoren, die zwei obligatorische NMDAR-Typ-1-Untereinheiten (GluN1) in Kombination mit zwei regulatorischen GluN2 (GluN2A-D) und\/oder GluN3 (GluN3A-B) Untereinheiten enthalten. Viele Studien haben gezeigt, dass sich die Expression dieser regulatorischen Untereinheiten w\u00e4hrend der Entwicklung sowie bei einigen Krankheiten ver\u00e4ndert.<\/p>\n\n\n\n

Sowohl eine \u00dcber- als auch eine Unterfunktion von NMDA-Rezeptoren kann zur Pathophysiologie von Krankheiten beitragen. Eine \u00dcberfunktion und \u00dcberexpression von NMDA-Rezeptoren kann Exzitotoxizit\u00e4t verursachen, die bei einigen neurodegenerativen Erkrankungen eine Rolle spielt und auch durch das Altern verst\u00e4rkt werden kann. Eine Unterfunktion von NMDA-Rezeptoren ist zum Beispiel an der Beeintr\u00e4chtigung der synaptischen Plastizit\u00e4t beteiligt. Das bedeutet, dass f\u00fcr ein gesundes Gehirn und eine gesunde kognitive Flexibilit\u00e4t eine normale, so genannte „physiologische“ Funktion des NMDA-Rezeptors erforderlich ist.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Was ist unsere Hypothese?<\/h3>\n\n\n\n

Publizierte Befunde deuten darauf hin, dass die verschiedenen Komponenten des NMDA-Rezeptors (z. B. seine Untereinheiten) sowie die damit verbundenen Signalwege und Ger\u00fcstproteine eine unterschiedliche Rolle bei der kognitiven Flexibilit\u00e4t spielen. Unsere Hypothese ist, dass eine spezifische Modulation bestimmter Komponenten des NMDA-Rezeptors Defizite in der kognitiven Flexibilit\u00e4t beheben kann. Dar\u00fcber hinaus gehen wir davon aus, dass diese Komponenten von umweltbedingten und\/oder lebensgeschichtlichen Faktoren beeinflusst werden, die eine wichtige Rolle bei der altersbedingten kognitiven Beeintr\u00e4chtigung beim Menschen spielen und somit zur individuellen kognitiven Flexibilit\u00e4t beitragen.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Was ist das Ziel unseres Projektes?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Das Ziel des Projekts ist es, die Rolle des NMDA-Rezeptors, seiner Untereinheiten und seiner Signalwege bei kognitiver Flexibilit\u00e4t zu verstehen, indem wir modernste molekulare, zellbiologische und proteomische Methoden in Kombination mit Verhaltenstests zur kognitiven Flexibilit\u00e4t bei M\u00e4usen einsetzen. Auf der Grundlage dieses Wissens hoffen wir, pharmakologische Interventionen entwickeln zu k\u00f6nnen, die in der Lage sind, eine beeintr\u00e4chtigte kognitive Flexibilit\u00e4t zu verbessern.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Publikationen des Projektes A01<\/strong><\/h2>\n\n\n\n\t\t\t
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\n\t\t\t\tOrexinergic modulation of chronic jet lag-induced deficits inmouse cognitive flexibility<\/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\tA01<\/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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Julius Duske, Nicole D\u2019Souza, Dana Mayer, Daniela C. Dieterich and Markus Fendt Neuropsychopharmacology (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\tProbing cognitive flexibility in Shank2-deficient mice: Effects of D-cycloserine and NMDAR signaling hub dynamics<\/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\tA01<\/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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Samia Afzal, Nora D\u00fcrrast, Iman Hassan, Elaheh Soleimanpour, Pei-Ling Tsai, Daniela C. Dieterich, Markus Fendt Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry (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\tThe GluN2C\/D-specific positive allosteric modulator CIQ rescues delay-induced working memory deficits 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\tA01<\/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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Dembeck M, Dieterich DC & Fendt M Behav Brain Res (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\tNasal administration of orexin A partially rescues dizocilpine-induced cognitive impairments in female C57BL\/6J 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\tA01<\/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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Durairaja A, Pandey S, Kahl E & Fendt M Behav Brain Res (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

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\n\t\t\t\tCell-selective proteomics segregates pancreatic cancer subtypes by extracellular proteins in tumors and circulation<\/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\tA01<\/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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DSwietlik JJ, B\u00e4rthel S, Falcomat\u00e0 C, Fink D, Sinha A, Cheng J, Ebner S, Landgraf P, Dieterich DC, Daub H, Saur D & Meissner F Nat Commun (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

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\n\t\t\t\tCognitive flexibility in mice: effects of puberty and role of NMDA receptor subunits.<\/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\tA01<\/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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Seifried L, Soleimanpour E, Dieterich DC & Fendt M Cells (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

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\n\t\t\t\tMonitoring regional astrocyte diversity by cell type-specific proteomic labeling in vivo<\/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\tA01<\/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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Prabhakar P, Pielot R, Landgraf P, Wissing J, Bayrhammer A, van Ham M, Gundelfinger ED, J\u00e4nsch L, Dieterich DC & M\u00fcller A Glia (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

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\n\t\t\t\tD-cycloserine rescues scopolamine-induced deficits in cognitive flexibility in rats measured by the attentional set-shifting task<\/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\tA01<\/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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Md. Abu Bokor Siddik, Markus Fendt Behavioral Brain Research (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

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\n\t\t\t\tIntracerebroventricular infusion of the selective orexin 1 receptor antagonist SB-334867 impairs cognitive flexibility in a sex-dependent manner<\/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\tA01<\/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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Archana Durairaja, Ceylan-Scarlett Steinecke, Markus Fendt Behavioral Brain Research (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

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\n\t\t\t\tBDNF haploinsufficiency induces behavioral endophenotypes of schizophrenia in male mice that are rescued by enriched environment<\/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\tA01<\/a>, A06<\/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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Mahmoud Harb, Justina Jagusch, Archana Durairaja, Thomas Endres, Volkmar Le\u00dfmann & Markus Fendt  Translational Psychiatry (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":"

Kognitive Flexibilit\u00e4t ist die F\u00e4higkeit des Gehirns, mentale Prozesse und Verhalten als Reaktion auf Ver\u00e4nderungen in der Umwelt anzupassen. Unser Projekt ist an kognitiver Flexibilit\u00e4t interessiert, weil alters- und krankheitsbedingte Defizite in der kognitiven Flexibilit\u00e4t bei Menschen und Labornagern beobachtet werden und wir verstehen wollen, wie solche Defizite entstehen und wie sie behandelt werden k\u00f6nnen. 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