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SFB 1451: Schlüsselmechanismen normaler und krankheitsbedingt gestörter motorischer Kontrolle
Fachliche Zuordnung
Medizin
Biologie
Sozial- und Verhaltenswissenschaften
Biologie
Sozial- und Verhaltenswissenschaften
Förderung
Förderung seit 2021
Webseite
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Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431549029
Das Verständnis der Mechanismen motorischer Kontrolle ist essentiell, da Motorik alle Interaktionen mit der Umwelt ermöglicht. Motorische Aktivitäten, vom monosynaptischen Reflex bis zu komplexem Verhalten, basieren auf dem Zusammenspiel von Neuronen und Muskeln. Motorische Kontrolle ermöglicht koordiniertes und sinnvolles Handeln und wahrt die Integrität des Körpers. Motorische Kontrolle ist flexibel, unterliegt ständiger Anpassung und ist bei vielen neuropsychiatrischen Erkrankungen gestört. Sie wird auf verschiedenen anatomischen Ebenen molekular, zellulär und systemisch umgesetzt, was die Komplexität der Aktivierung, Aufrechterhaltung und Anpassung motorischer Kontrolle verdeutlicht. Dem Rechnung tragend bringt der SFB Neurowissenschaftler aus Grundlagenforschung und Klinik zusammen, die molekulare, zelluläre und systemische Prozesse in Fruchtfliege, Maus, Affe und Mensch untersuchen. Im Gegensatz zu sensorischen, kognitiven oder affektiv-emotionalen Prozessen ist Motorik quantifizierbar und artenübergreifend vergleichbar, was hilft, eine große Herausforderung der Neurowissenschaften zu meistern: die molekulare, zelluläre und Systemebene zu verbinden. Auf der Grundlage des in der ersten Förderperiode entwickelten Konzeptes motorischer Kontrolle, das einen einheitlichen Ansatz über verschiedene Ebenen und Arten hinweg ermöglicht, werden die Untersuchungen zu den Mechanismen von Fortbewegung, Geschicklichkeit und Anpassung motorischer Kontrolle in der zweiten FP ausgeweitet. Der SFB ist in drei interaktive Bereiche gegliedert. Nach der Identifizierung relevanter Komponenten motorischer Kontrolle in der ersten FP werden die Projekte des Bereichs A (Identifizierung kritischer Gene, Moleküle und Netzwerke) unser Verständnis der Interaktion von Molekülen, Zellen und Netzwerken bei willkürlichen Bewegungen verbessern. Bereich B (Schlüsselmechanismen motorischer Kontrolle über die gesamte Lebensspanne) wird untersuchen, wie motorische Anpassung ermöglicht wird und wie sie zur Reifung motorischer Kontrolle und ihrer Plastizität bei neurodegenerativen Krankheiten oder Schlaganfall beiträgt. Bereich C (Funktion und Dysfunktion der motorischen Kontrolle bei neuropsychiatrischen Störungen) untersucht gestörte motorischer Kontrolle bei neuropsychiatrischen Erkrankungen als "Läsionsmodell" und vertieft das neu entwickelte Thema einer zustandsabhängigen motorischen Kontrolle. Service-Projekte tragen essentiell zum Forschungsprogramm bei, indem sie umfangreiche Verhaltensmessungen, eine standardisierte Datenerfassung, -analyse und -modellierung artenübergreifend ermöglichen. Bis zum Ende des maximalen Förderzeitraums wird der SFB ein umfassendes, artenübergreifendes, die verschiedenen Ebenen abdeckendes Modell motorischer Kontrolle entwickeln. Ein grundlegendes Verständnis motorischer Kontrolle wird neue Einsichten in neuropsychiatrische Störungen mit gestörter Motorik und möglicherweise neue Perspektiven für krankheitsmodifizierende Therapien ermöglichen.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Internationaler Bezug
Israel
Laufende Projekte
- A02 - Die Rolle des Autophagie-Endolysosom-Systems für das Überleben der Purkinje-Zellen und die Auswirkungen seiner Dysfunktion auf die motorischen Schaltkreise im gesamten Gehirn (Teilprojektleiterinnen Kononenko, Natalia ; Liebscher, Sabine )
- A04 - Die Rolle hypothalamischer und belohnungsverarbeitender neuronaler Schaltkreise bei der adaptiven Regulation motorischer Verhaltensweisen bei Muttertieren (Teilprojektleiterinnen Korotkova, Tatiana ; Petzold, Anne ; Valtcheva, Silvana )
- A05 - Neuronale Mechanismen motorischer Flexibilität im Laufsystem der Fruchtfliege (Teilprojektleiter Büschges, Ansgar ; Ito, Kei )
- A06 - Der Einfluss subkortikaler Signale auf die Auswahl und Anpassung der Bewegungsplanung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Nawrot, Martin Paul ; Prut, Yifat )
- A08 - Mikroglia-vermittelte Regulation der neuronalen Aktivität im Striatum und der Motor-steuerung – Mechanismen und Funktionen (Teilprojektleiterinnen Korotkova, Tatiana ; Schaefer, Anne ; Vay, Sabine )
- A09 - Absteigende Kontrolle spinaler Schaltkreise im gesunden und kranken Nervensystem (Teilprojektleiterinnen Dudanova, Ph.D., Irina ; Gatto, Ph.D., Graziana )
- B01 - Molekulare und zelluläre Mechanismen persistierender kortiko-striataler Motordysfunktion in Mausmodellen gestörter Gehirnentwicklung (Teilprojektleiter Isbrandt, Dirk ; Roeper, Jochen )
- B02 - Komplexe motorische Fertigkeiten im Kindes- und Jugendalter: Reifungsprozesse und Entwicklungsstörungen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Bender, Stephan ; Konrad, Kerstin )
- B03 - Modellierung der Dynamik motorischer Netzwerke bei Gesunden und Kranken (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Daun, Silvia ; Fink, Gereon Rudolf )
- B05 - Identifizierung übergreifender Komponenten motorisch-kognitiv-demographischer Phänotypen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Eickhoff, Simon ; Genon, Ph.D., Sarah )
- B06 - Netzwerkmechanismen der Adaptation motorischer Kontrolle (Teilprojektleiter Fink, Gereon Rudolf ; Volz, Lukas Jan )
- C01 - Repetitive tDCS in einem Mausmodell für Capsula interna Schlaganfall: Auswirkungen auf Fasertrakte, motorische Kontrolle, Plastizität und funktionelle Erholung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Aswendt, Markus ; Rüger, Maria Adele )
- C03 - Striatales Dopamin und Willkürmotorik: Kraft, Planung und Anreiz (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter van Eimeren, Thilo ; Hönig, Ph.D., Merle )
- C04 - Gangstörungen bei neurodegenerativen Erkrankungen: Einblicke in die Schnittstellen zwischen motorischem System und Kognition (Teilprojektleiter Barbe, Michael ; Drzezga, Alexander ; Weiss-Blankenhorn, Peter )
- C05 - Die Rolle der sensomotorischen Integration für motorische Kontrolle im geschädigten Gehirn (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Grefkes-Hermann, Christian ; Tscherpel, Caroline )
- C06 - Neuronale Regulation an der Schnittstelle von Motivation und motorischer Kontrolle — Depression als Modell für eine reversible motorische Kontrollstörung (Teilprojektleiter Jessen, Frank ; Tittgemeyer, Marc )
- C07 - Die Rolle der thalamischen Nuclei und des Nucleus Subthalamicus bei der Aktionsplanung und der motorischen Adaptation bei hypo- und hyperkinetischen Bewegungsstörungen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Dembek, Till Anselm ; Petry-Schmelzer, Jan Niklas ; Visser-Vandewalle, Ph.D., Veerle )
- C08 - Synaptische Lipidsignaltransduktion: Rolle bei der psychomotorischen Kontrolle (Teilprojektleiter Nitsch, Robert ; Vogt, Johannes )
- INF - Datenmanagement für reproduzierbare, datengestützte und arten- und laborübergreifende Computermodellierung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Daun, Silvia ; Hanke, Michael ; Nawrot, Martin Paul )
- MGK - Integriertes Graduierten- und Postdoktorandenkolleg (“MotoRTG”) (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Büschges, Ansgar ; Korotkova, Tatiana )
- Z01 - Zentralprojekt (Teilprojektleiter Fink, Gereon Rudolf )
- Z02 - Animal Motor Circuits Core Facility (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Büschges, Ansgar ; Gatto, Ph.D., Graziana ; Korotkova, Tatiana )
- Z03 - Humanes Motor-Assesment Center (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Fink, Gereon Rudolf ; Grefkes-Hermann, Christian ; Jost, Stefanie ; Weiss-Blankenhorn, Peter )
Abgeschlossene Projekte
- A01 - Verständnis von Plastin 3 und seiner Interaktionen bei der Funktion und Plastizität von Motoneuronen bei Gesundheit und Krankheit (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Kloppenburg, Peter ; Wirth, Brunhilde )
- A03 - Die Rolle des Belohnungssystems bei adipositas- und alterungsbedingten Veränderungen des motorischen Verhaltens (Teilprojektleiterin Korotkova, Tatiana )
- A07 - Die Rolle synaptischer Lipide bei der Regulation der kortikalen Exzitabilität und der motorischen Kontrolle (Teilprojektleiter Nitsch, Robert ; Vogt, Johannes )
- B04 - Motorische Kontrolle unter Unsicherheit im gesunden menschlichen Gehirn (Teilprojektleiterinnen Mengotti, Paola ; Vossel, Simone )
Antragstellende Institution
Universität zu Köln
Beteiligte Hochschule
Goethe-Universität Frankfurt am Main; Hebrew University of Jerusalem
The Paul Baerwald School of Social Work & Social Welfare; Universität Münster
The Paul Baerwald School of Social Work & Social Welfare; Universität Münster
Beteiligte Institution
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE); Forschungszentrum Jülich; Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns; Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung
Sprecher
Professor Dr. Gereon Rudolf Fink