Forschungsprogramm

Der Sonderforschungsbereich 636 konzentriert sich in seinem Forschungsprofil auf Lern- und Gedächtnismechanismen, die hieraus resultierenden plastischen Veränderungen des Gehirns und deren Einfluss auf die Psychopathologie besonders bei Erkrankungen der Emotion und der Motivation, z.B. Angststörungen, Sucht, Störungen der Affektivität und der Affektregulation. Der SFB 636 hat 17 Teilprojekte in 4 verschiedenen Themenbereichen: Themenbereich A - Molekulare und zelluläre Mechanismen von Lernen und Hirnplastizität, Themenbereich B - Verhaltensbiologische und physiologische Mechanismen von Lernen und Hirnplastizität, Themenbereich C - Experimentelle Psychopathologie, Themenbereich D - Interventionsbezogene Hirnplastizität. In der ersten Antragsperiode lag der Forschungsschwerpunkt auf der Erfassung fehlangepasster Reaktionen und der Erforschung der Rolle des hypothalamisch-hypophyseren-adrenergen Systems sowie glutamaterger Mechanismen. Seit 2008 hat sich der Forschungsschwerpunkt um die Bereiche der Extinktionsprozesse und des appetenten Lernens erweitert. Außerdem sollen die Erforschung glutamaterger Mechanismen weiter vertieft und verschiedene verhaltenstherapeutische und pharmakologische Interventionsmöglichkeiten der Veränderung fehlangepasster Reaktionsmuster und der Plastitzität getestet werden. Dem SFB 636 gehören Forscher folgender Bereiche an: Zell- und Molekularbiologie, Psychopharmakologie, Neuroimaging, Neurologie, Neurophysiologie, Experimentelle Psychologie, Psychiatrie und Genetik. Das oberste Ziel der gemeinsamen Forschung ist vor der krankheitsbezogenen die grundlagen- und mechanismusorientierte Analyse pathophysiologischer Prozesse und die Umsetzung der gewonnenen Erkenntnisse für die Entwicklung neuer verhaltenstherapeutischer und pharmakologischer Behandlungsansätze psychischer Erkrankungen. Als Neuerungen in der zweiten Antragsperiode sind zum einen das neu eingerichtete Graduiertenprogramm zu nennen. Zum anderen sind zwei neue Zentralprojekte eingerichtet worden, die ihren Fokus auf der Entwicklung neuer Methoden im fMRT sowie in der molekularen Genetik richten, und die zur Durchführung von Untersuchungen in den übrigen Projekten unerlässlich sind (Themenbereich Z).

Allgemeines Forschungskonzept des SFB 636

Der SFB 636 wurde im Jahr 2004 mit dem Ziel einer Überarbeitung der klassischen Einteilung psychischer Erkrankungen mit Hilfe der Erforschung pathogenetischer Faktoren und dem Fokus auf mechanismusorientierte Ansätze ins Leben gerufen. Wir haben uns damals entschieden, die spezifischen Lernprozesse ausfindig zu machen, welche eine Rolle bei schwerwiegenden psychischen Erkrankungen spielen. Dabei wurden die diesen zu Grunde liegenden verhaltensbezogenen, neuronalen, molekularen und genetischen Mechanismen untersucht. Der Leitgedanke unseres Forschungsvorhabens ist, dass mit aversiven Erlebnissen gepaarte Lernprozesse zu gestörten plastischen Veränderungen im Gehirn führen, die - in Verbinung mit der genetischen Disposition - den einzelnen Krankheitssymptomen zu Grunde liegen. Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der gleichzeitigen Charakterisierung von verhaltensbezogenen und neurobiologischen Variablen bei Lern- und Erinnerungsprozessen und in der Hirnplastizität sowie ihre Interaktion. In beiden Gebieten, sowohl der Neurobiologie als auch der Psychobiologie des Lernens und der Hirnplastizität, ist ein immenser Fortschritt in der Forschung der letzten Jahrzehnte zu verzeichnen. Diese  Erkenntnisse können zum besseren Verständnis der Mechanismen, die in der Psychopathologie eine Rolle spielen, genutzt werden. So konnte zum Beispiel nachgewiesen werden, dass sensomotorische Störungen wie chronischer Schmerz, Tinnitus oder Dystonie mit plastischen und lernabhängigen Veränderungen in den primären sensorischen und motorischen Arealen des Gehirns in Verbindung gebracht werden können. Wir nehmen nun an, dass Störungen, die hauptsächlich die Emotion und Motivation betreffen, in erster Linie mit Veränderungen subkortikaler Regionen und Regionen des limbischen Systems sowie Arealen des Frontalhirns assoziiert sind. Deshalb liegt der Fokus unserer Forschung auf jenen Störungen, für deren Entstehung wir sowohl assoziative als auch nicht-assoziative Lernprozesse und die damit einhergehenden Veränderungen des Gehirns als besonders bedeutsam ansehen, als da wären: Angststörungen, Störungen des Affekts, Störungen der Affektregulation und Suchterkrankungen. Die exakte Beschreibung der neuralen und molekularen Abweichungen sowie der Abweichungen des Verhaltens von assoziativem und nicht-assoziativem Lernen mit Einfluss auf die Ätiologie dieser Störungen haben in unseren Forschuzngsbemühungen Vorrang. Dabei rücken die Entwicklung neuer Bewertungsinstrumente in den Vordergrund  sowie neue verhaltenstherapeutische und pharmakologische Behandlungsansätze, die sich auf die zu Grunde liegenden Mechanismen dieser Störungen beziehen. Der SFB  636 umfasst entsprechend nur Projekte, die molekulare, verhaltensbiologische und neuronale Mechanismen von Lernen, Erinnerung und Hirnplastizität erfoschen. Dies beinhaltet die Arbeit an molekularen- und Zellmechanismen, Tiermodellen, gesunden Probanden sowie Patienten, die an Störungen der Emotion oder Motivation erkrankt sind. Unser Sonderforschungsbereich arbeitet an der Schnittstelle zwischen Neurobiologie, experimenteller Psychologie und biologischer Psychiatrie. Mit dieser Fokussierung auf psychopathologischen Prozessen zu Grunde liegendem Lernen und Hirnplastizität ist der SFB 636 einzigartig. Die meisten Annäherungen an diese Störungsbilder haben nämlich nicht Lernen und Plastizität als Schwerpunkt ihrer Forschung gewählt, sondern sich auf die Erfoschung von molekularen Mechanismen oder psychosozialen Faktoren konzentriert. Ein weiteres Merkmal unserer Forschung ist die Kooperation verschiedener Gruppen, die auf den Gebieten der molekularen Neurobiologie, der experimentellen und biologischen Psychologie oder der biologischen Psychiatrie mit denselben Studiendesigns arbeiten, allerdings auf unterschiedlichen Analyseleveln. Unser Sonderforschungsbereich sucht mehr nach Ähnlichkeiten und Unterschieden der Mechanismen, die dem Lernen und der neuronalen Plastizität verschiedener Erkrankungen zu Grunde liegen, als eine nosologische Herangehensweise zu wählen. Diese würde zwangsläufig zu Problemen von sich überlappenden psychopathologischen Charakteristika und den Untersuchungen verhaltensneurologischer und molekularer Mechanismen  einzelner Störungen führen. Ein Beispiel: Statt Gene zu identifizieren, die mit Ausprägungen von Angststörungen oder mit Abhängigkeit in Verbindung gebracht werden können, konzentriert sich unsere Forschung auf Gene im Zusammenhang mit Pawlowscher Angstkonditionierung und deren Extinktion, auf glutamaterge Signalwege, die Plastizität der Amygdala oder des orbitofrontalen Kortex, um nur einige Bereiche dysfunktionalen Lernens oder von Plastizitätsmechanismen zu nennen, mit welchen wir uns beschäftigen. Infolge dieses auf Mechanismen basierenden Forschungsansatzes sollte unsere Strategie helfen, den Transfer von Ergebnissen neurowissenschaftlicher Grundlagenforschung in neuropharmakologische und verhaltensneurologische Behandlungsansätze (oder deren Kombination) zu beschleunigen. Dieser Ansatz wird gleichzeitig durch die sich mehrenden Belege dafür unterstützt, dass sich die molekularen und physiologischen Mechanismen, die der neuronalen Plastizität, dem Lernen und der Erinnerung zu Grunde liegen, ähnliche Substanzen teilen.