Neuronale Mechanismen hippocampaler Gedächtnisprozesse
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In den Arbeiten, die im Rahmen der Emmy Noether‐Förderung durchgeführt wurden, wurde der Einfluss des Hippocampus auf eine Vielzahl von Gedächtnisprozessen untersucht. Dabei kamen sowohl Kurzzeit‐ und Arbeitsgedächtnisprozesse in den Blick als auch die Bildung und der Abruf des deklarativen Langzeitgedächtnisses und die Gedächtniskonsolidierung. Zusätzlich wurden auch der Einfluss negativer Emotionen sowie komplexere Gedächtnisprozesse (das autobiographische Gedächtnis, der Einfluss sozialer Konformität auf Gedächtnisabruf und die Verdrängung konfliktbezogener Stimuli) untersucht, womit auch eine erste Brücke zu klinischen Fragestellungen geschlagen wurde. Methodisch wurden sowohl intrakranielle EEG‐Ableitungen bei Epilepsiepatienten als auch fMRT‐ und simultane EEG/fMRT‐Studien bei gesunden Probanden durchgeführt, und je nach Fragestellung kamen auch komplexe Analysemethoden wie Zeit‐Frequenz‐Analysen, Interaktions‐ und direktionale Kopplungsanalysen und multivariate Analysen zum Einsatz. Trotz der Diversität der untersuchten Fragestellungen und Methoden zeigten sich einige übergreifende Ergebnisse. Einerseits konnte gezeigt werden, dass der Hippocampus eine breite Relevanz für Gedächtnisprozesse auch jenseits seiner etablierten Rolle für das deklarative Langzeitgedächtnis aufweist. Weiterhin konnte die zentrale Rolle von EEG‐Oszillationen für kognitive Funktionen erneut demonstriert werden. Neben der Amplitude der Aktivität in einzelnen Frequenzbändern konnte Evidenz für mechanistische Computermodelle gewonnen werden, denen zufolge verschiedene Gedächtnisprozesse auf einer Interaktion von Oszillationen in verschiedenen Frequenzbändern beruht. Des Weiteren konnte die Nützlichkeit der Andendung multivariater Analyseverfahren für die Auswertung sowohl von fMRT‐ als auch EEG‐ und intrakranieller EEG‐Daten gezeigt werden, da es diese Methoden erlauben, die neuronale Spur stimulusspezifischer Gedächtnisrepräsentationen zu erfassen. Die Untersuchung komplexer Gedächtnisprozesse stellt größtenteils noch wissenschaftliches Neuland dar. Hier haben die Arbeiten im Rahmen der Emmy Noether‐Förderung ergeben, dass grundsätzlich auch diese Prozesse experimentalpsychologisch operationalisiert und neurowissenschaftlich untersucht werden können und relevante Ergebnisse zeigen, dass aber noch eine weitere Paradigmenentwicklung erforderlich ist. Eine Übersicht dieser Fragestellungen und Arbeiten für eine weitere wissenschaftliche Öffentlichkeit habe ich auch in zwei Artikeln für die DFG‐Zeitschrift „Forschung“ und die Zeitschrift „Neuroforum“ der Deutschen Neurowissenschaftlichen Gesellschaft gegeben: Axmacher N: In search of the human engram. Neuroforum 2016, 22(2): 45‐51; Axmacher N: Vom narrativen Selbst. Forschung 2016, 2: 18‐21.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2012) Are autobiographical memories inherently social? Evidence from an fMRI study. PLoS One 7(9):e45089
Wilbers L, Deuker L, Fell J, Axmacher N
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(2013) Can the neural basis of repression be studied in the MRI scanner? New insights from two free association paradigms. PLoS One 8(4):e62358
Schmeing JB, Kehyayan A, Kessler H, Do Lam AT, Fell J, Schmidt AC, Axmacher N
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(2013) Neural activity during free association to conflict‐related sentences. Front Hum Neurosci 7:705
Kehyayan A, Best K, Schmeing JB, Axmacher N, Kessler H
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(2013) Playing nice: a multi‐methodological study on the effects of social conformity on memory. Front Hum Neurosci 7:79
Deuker L, Müller AR, Montag C, Markett S, Reuter M, Fell J, Trautner P, Axmacher N
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(2014) Hippocampal control of repetition effects for associative stimuli. Hippocampus 24(7):892‐902
Kremers NA, Deuker L, Kranz TA, Oehrn C, Fell J, Axmacher N
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(2015) Gamma power reductions accompany stimulus‐specific representations of dynamic events Curr Biol 25(5):635‐40
Zhang H, Fell J, Staresina BP, Weber B, Elger CE, Axmacher N
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(2015) Hierarchical nesting of slow oscillations, spindles and ripples in the human hippocampus during sleep. Nat Neurosci :1679‐1686
Staresina BP, Bergmann TO, Bonnefond M, van der Meij R, Jensen O, Deuker L, Elger CE, Axmacher N, Fell J
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(2015) More than spikes: common oscillatory mechanisms for content specific neural representations during perception and memory. Curr Opin Neurobiol 31:33‐9
Watrous AJ, Fell J, Ekstrom AD, Axmacher N
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(2015) Phase‐ amplitude coupling supports phase coding in human ECoG. Elife e07886
Watrous AJ, Deuker L, Fell J, Axmacher N
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(2015) Rhythmic Working Memory Activation in the Human Hippocampus. Cell Rep 13(6):1272‐1282
Leszczyński M, Fell J, Axmacher N
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(2016) Hippocampal pattern completion is linked to gamma power increases and alpha power decreases during recollection. Elife e17397
Staresina BP, Michelmann S, Bonnefond M, Jensen O, Axmacher N, Fell J
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(2017) Investigating Behavioral and Psychophysiological Reactions to Conflict‐Related and Individualized Stimuli as Potential Correlates of Repression. Front Psychol 8:1511
Kessler H, Schmidt AC, Hildenbrand O, Scharf D, Kehyayan A, Axmacher N
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(2017). Cognitive Neuroscience of Memory Consolidation. Springer
Axmacher N, Rasch B (Hrsg.)
