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(S. Bitzenhofer, J. Ahlbeck, S. Reincke, I. Hanganu-Opatz)

Die Gehirnaktivität während mnemonischer und exekutiver Prozesse beruht auf Interaktionen komplexer neuronaler Netzwerke. Wir haben mit der Aufklärung von zellulären Mechanismen und Netzwerken begonnen, die zu der Entwicklung funktioneller Kommunikation zwischen dem Präfrontalen Kortex, dem Hippocampus und dem subkortikalen Kernen beitragen. Die Kopplung entfernter Hirnareale während bestimmter Entwicklungsphasen scheint notwendig für die Entwicklung kognitiver Fähigkeiten.

Wichtige Pubplikationen:

Marguet, S.L., Le-Schulte, V.T., Merseburg, A., Neu, A., Eichler, R., Jakovcevski, I., Ivanov, A., Hanganu-Opatz, I,L., Bernard. C,, Morellini, F., Isbrandt, D. (2015) Treatment during a vulnerable developmental period rescues a genetic epilepsy. Nat Med. 2015 Nov 23.
Bitzenhofer, S.H., Sieben, K., Siebert, K.D., Spehr, M., Hanganu-Opatz, I.L. (2015) Oscillatory activity in developing prefrontal networks results from theta-gamma-modulated synaptic inputs. Cell Rep. 1:486-97.
Brockmann, M.D., Pöschel, B., Cichon, N., Hanganu-Opatz, I.L. (2011) Coupled oscillations mediate directed interactions between prefrontal cortex and hippocampus of the neonatal rat. Neuron 71: 332-347

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(M. Bieler, I. Hanganu-Opatz)

Unser Alltag erfordert ständige Interaktion mit der Umwelt, die durch unsere Sinne ermöglicht wird. Um ein einheitliches Wahrnehmungsobjekt zu erhalten, müssen Informationen aus verschiedenen sensorischen Eingängen von weit entfernt liegenden, aber stark verbundenen neuronalen Netzwerken kombiniert werden. Wir untersuchen Mechanismen, Entwicklung und Verhaltensrelevanz der multisensorischen Signalverarbeitung.

Wichtige Pubplikationen:

Sieben, K., Bieler, M., Röder, B., Hanganu-Opatz, I.L. (2015) Neonatal Restriction of Tactile Inputs Leads to Long-Lasting Impairments of Cross-Modal Processing. PLoS Biol 13(11):e1002304.
Sieben, K., Röder, B., Hanganu-Opatz, I.L. (2013) Oscillatory entrainment of primary somatosensory cortex encodes visual control of tactile processing. J Neurosci 33: 5736-49.

(C. Lindemann, X. Xu, M. Chini, A. Candela, I. Hanganu-Opatz)

In Abwesenheit offensichtlicher struktureller Defizite werden viele neurologische und neuropsychiatrische Erkrankungen als "Oszillopathien" betrachtet, das heißt, Krankheiten der Fehlverschaltung, die nach abnormaler funktionaler Kommunikation durch oszillatorische Rhythmen zwischen verschiedenen Hirnarealen auftreten. Es wird vermutet, dass diese funktionalen Defizite schon während der Entwicklung entstehen. Wir untersuchen Tiermodelle der Schizophrenie und der perinatalen Hypoxie-Ischämie, um die abnormale Reifung dieser Schaltkreise und die krankeitsrelevanten Verhaltensdefizite zu identifizieren.

Wichtige Pubplikationen:
Domnick, N.K., Gretenkord, S., De Feo, V., Sedlacik, J., Brockmann, M.D., Hanganu-Opatz, I.L.(2015) Neonatal hypoxia-ischemia impairs juvenile recognition memory by disrupting the maturation of prefrontal-hippocampal networks. Exp Neurol 273:202-14.
Andreou, C., Nolte, G., Leicht, G., Polomac, N., Hanganu-Opatz, I.L., Lambert, M., Engel, A.K., Mulert, C. Increased resting-state gamma-band connectivity in first-episode schizophrenia. Schizophrenia Bull161: 299-307.
Brockmann, M.D., Kukovic, M., Schönfeld, M., Sedlacik, J., Hanganu-Opatz, I.L. (2013) Hypoxia-ischemia disrupts directed interactions within neonatal prefrontal-hippocampal networks. PLoS One 8: e83074.

(S. Gretenkord, J. Kostka, I. Hanganu-Opatz)

Während sensorische Wahrnehmung und kognitive Verarbeitung konstante Forschungsthemen in der neurowissenschaftlichen Literatur darstellen, wurden sie selten zusammen untersucht. Das gilt besonders für ihre Entwicklung. Die größtenteils getrennte Untersuchung sensorischer und kognitiver Entwicklung stammt daher, dass die meisten sensorischen Systeme am Anfang des Lebens unterentwickelt sind, und daher ihr Einfluss auf die Bildung neuronaler Netze für die kognitive Verarbeitung für vernachlässigbar gehalten wurde. Als eine bemerkenswerte Ausnahme erreicht aber das olfaktorische System seine volle Reife schon im Uterus und kontrolliert Mutter-Kind-Interaktionen und Überleben. Kürzlich haben wir angefangen, die strukturellen und funktionalen Prinzipien, die der Konnektivität und Kommunikation zwischen Riechkolben und Gedächtnis-relevanten limbischen Schaltkreisen während der neonatalen und juvenilen Entwicklung unterliegen, zu untersuchen.