ABINEP M2-Projekt 3: Modellierung Dopamin-induzierter neuronaler Netzwerk-Aktivität / "Lernen bedingter Assoziationen: reichhaltiger zeitlicher Kontext und Beteiligung des Hippocampus / medialen Temporallappens"

Die internationale Graduiertenschule (GS) für Analyse, Bildgebung und Modellierung neuronaler und entzündlicher Prozesse (ABINEP) basiert auf den beiden international anerkannten biomedizinischen Forschungsschwerpunkten der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (OVGU), den Neurowissenschaften und der Immunologie. Ziel von ABINEP ist die Förderung von Spitzenforschungsprojekten in aufstrebenden Teildisziplinen dieser Forschungsbereiche, die derzeit durch mehrere von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und der Europäischen Gemeinschaft (EU) geförderte Verbundprojekte in Magdeburg unterstützt werden (u.a. die von der DFG geförderten Sonderforschungsbereiche SFBs 779 und 854 und zugehörige Graduiertenkollegs sowie die DFG TRRs 31 und 62). Beteiligt sind Wissenschaftler der Medizinischen Fakultät/Universitätsklinikum Magdeburg (MED) und der Fakultät für Naturwissenschaften (FNW) der OVGU, des Instituts für Neurobiologie (LIN) und des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE), beide in Magdeburg, des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung in Braunschweig sowie internationale Kooperationspartner.

Um die internationale Verflechtung dieser Forschungsschwerpunkte weiter zu stärken, wurden 21 Projekte definiert, um exzellente internationale Doktoranden in einem der 4 ABINEP-Themenmodule auszubilden:
1) Neuroinflammation: Entzündungsprozesse bei der Neurodegeneration
2) Neurophysiologie und computergestützte Modellierung neuronaler Netze
3) Immunoseneszenz: Infektion und Immunität im Kontext des Alterns
4) Bildgebung des menschlichen Gehirns zur Diagnose von neurokognitiven Störungen

2) Neurophysiologie und computergestützte Modellierung neuronaler Netzwerke
Sport kann einen Schutzmechanismus aktivieren, der den Ausbruch der Demenz unterdrückt. Die genauen Grundlagen und Möglichkeiten zur Optimierung von Therapien sind noch nicht bekannt. Es wird angenommen, dass Substanzen wie der Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) und Dopamin im Gehirn mobilisiert werden und zu einer Erhöhung der synaptischen Plastizität und damit zu einer Verzögerung des Demenzausbruchs führen. Eine systematische Bewertung der veränderten synaptischen Plastizität und der Kommunikation zwischen verschiedenen Hirnregionen durch BDNF und Dopamin steht derzeit noch aus und erfordert neue wissenschaftliche Ansätze. Die computergestützte Modellierung neuronaler Netzwerke soll dazu dienen, den Einfluss pharmakologischer Substanzen auf die Aktivität der Gehirnnetzwerke und damit die Unterdrückung des Ausbruchs von Demenz im Tiermodell vorherzusagen.

ABINEP M2-project 3: Modellierung Dopamin-induzierter neuronaler Netzwerk-Aktivität / "Learning conditional associations: rich temporal context and involvement of hippocampus / medial temporal lobe"

The international Graduate school (GS) on Analysis, Imaging, and Modelling of Neuronal and Inflammatory Processes (ABINEP) is based on the two internationally recognized biomedical research foci of the Otto-von-Guericke-University Magdeburg (OVGU), Neurosciences and Immunology. ABINEP aims at fostering cutting edge research projects in rising sub-disciplines of these research areas, which are currently supported by several German Research foundation (DFG)- and European Community (EU)-funded collaborative projects in Magdeburg (including the DFG-funded Collaborative Research Centers SFBs 779 and 854 and associated graduate schools, as well as DFG TRRs 31 and 62). The program includes scientists from the Medical Faculty/ University Hospital Magdeburg (MED) and the Faculty of Natural Sciences (FNW) of the OVGU, the Institute for Neurobiology (LIN) and German Center for Neurodegenerative Diseases (DZNE), both located in Magdeburg, the Helmholtz Centre of Infection Research in Braunschweig as well as international collaborators.

To further strengthen the international interconnection of these research foci, 21 projects were defined to educate excellent international PhD student candidates in any of the 4 ABINEP topical modules:
1) Neuroinflammation: Inflammatory processes in neurodegeneration
2) Neurophysiology and Computational Modelling of Neuronal Networks
3) Immunosenescence: Infection and immunity in the context of aging
4) Human Brain Imaging for diagnosing neurocognitive disorders

2) Neurophysiology and Computational Modelling of Neuronal Networks
Sport can activate protective mechanism which suppresses Dementia outbreaks. The detailed principles and possibilities to optimize therapies are not yet known. It is assumed that substances such as brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and dopamine are mobilized in brains and increase synaptic plasticity processes and therefore to a delay in Dementia outbreaks. A systematical evaluation of the altered synaptic plasticity and the communication between different brain regions by BDNF and dopamine is currently missing and requires now scientific approaches. Computational modelling of neuronal networks should be used to predict the influence of pharmacological substances on the brain network activity and thereby the suppression of dementia outbreaks within animal models.