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Systemische Neurowissenschaften

Leitung: Prof. Dr. med. Michael N. Smolka

Der Forschungsbereich Systemische Neurowissenschaften verbindet Grundlagenforschung aus den Bereichen der kognitiven und computationalen Neurowissenschaften mit der klinischen Forschung. Unser Ziel ist, die kognitiven, computationalen und neuronalen Mechanismen, die Suchterkrankungen zugrunde liegen, zu verstehen.

Zu diesem Zweck untersuchen wir exekutive Funktionen, motivationale, Lern- und Entscheidungsprozesse, die eine zentrale Rolle für adaptives menschliches Handeln spielen. Wir verfolgen einen transdiagnostischen Ansatz, da Störungen dieser kognitiven Prozesse nicht nur zu Suchterkrankungen, sondern auch anderen psychischen Störungen führen können.

Um die Funktion neuronaler Systeme (bspw. des Belohnungssystems) zu untersuchen, führen die Probanden Aufgaben durch (z. B. eine Verzögerungsdiskontierungsaufgabe), während sie in einem Magnetresonanztomographen (MRT) liegen, der ihre Gehirnaktivität aufzeichnet. Neben funktioneller MRT verwenden wir auch strukturelle MRT, um den Zusammenhang zwischen Gehirnfunktion und -struktur zu untersuchen. Positronen-Emissions-Tomographie (PET) setzen wir ein, um die Funktion von Neuromodulatoren wie Dopamin- oder Serotonin zu untersuchen. In Kombination mit der funktionellen MRT können wir so beispielsweise den Zusammenhang zwischen Entscheidungsprozessen und dem Serotoninsystem untersuchen.

Mitglieder

Dr. sc. hum. Christian Bäuchl
Marco Bottino
Dr. rer. nat. Hao Chen
Dr. rer. nat. Juliane Fröhner
Prof. Dr. med. Dr. phil. Andreas Heinz
Dr. rer. nat. Willi Hieke
Garvit Joshi
PD Dr. rer. nat. Anja Kräplin
Michael Marxen, PhD
Dr. med. Arvid Pietsch
Sophia-Helen Sass
Kerstin Schlese
Prof. Dr. med. Michael N. Smolka
Johannes Steffen
Louis Thill
Veronika Wetzlich
Hilmar Zech, PhD

Projekte

SFB/TRR 940 "Volition and Cognitive Control" (Sponsor: Deutsche Forschungsgemeinschaft)

  • Aging and dopamine modulation of complementary control processes (Projekt B03)
  • Volitional dysfunction in self-control failures and addictive behaviors (Projekt C01)
  • Core imaging facility (Projekt Z02)
  • Information infrastructure (INF Projekt)

SFB/TRR 265 "Losing and Regaining Control over Drug Intake" (Sponsor: Deutsche Forschungsgemeinschaft)

  • Intra-individual fluctuations of cognitive control and decision- making as mediating mechanisms of control over drinking behavior (TRR 265 - Projekt A02)
  • Predicting drinking behaviour from functional brain connectomics by harvesting information from multiple sources (Projekt A09)
  • Role of Pavlovian mechanisms for control over substance use (Projekt B03)
  • Computational modelling of impaired control in addiction (Projekt B09)
  • Information infrastructure (INF Projekt)

SFB/TRR 393 "Trajectories of Affective Disorders" (Sponsor: Deutsche Forschungsgemeinschaft)

  • Information infrastructure (INF Projekt)

Andere Projekte

  • Investigation of the efficacy of acamprosate and calcium in comparison to placebo as validation of a behavioural test for alcohol dependence (TEMACA) (Sponsor: BMBF)
  • International Research Training Group 2773 "Risks and Pathomechanisms of Affective Disorders": Projekt P5 "Learning, motivation, and cognitive control as trans-diagnostic mechanisms in addiction and depression" (Sponsor: Deutsche Forschungsgemeinschaft)

Publikationen (Auswahl)

  • Gilger MD, Hellrung L, Neukam PT, Kroemer NB, Nebe S, Pooseh S, Deza-Lougovski YI, Smolka MN (2024) Arbitration between model-free and model-based control is not affected by transient changes in tonic serotonin levels. J Psychopharmacol 38(2):178-187
  • Petzold J, Hentschel A, Chen H, Kuitunen-Paul S, London ED, Heinz A, Smolka MN (2023) Value-based decision-making predicts alcohol use and related problems in young men. J Psychopharmacol 37(12):1218-1226
  • Chen H, Mojtahedzadeh N, Belanger MJ, Nebe S, Kuitunen-Paul S, Sebold M, Garbusow M, Huys QJM, Heinz A, Rapp MA, Smolka MN (2021) Model-based and model-free control predicts alcohol consumption developmental trajectory in young adults: A 3-year prospective study. Biol Psychiatry 89(10):980-989
  • Kroemer NB, Lee Y, Pooseh S, Eppinger B, Goschke T, Smolka MN (2019) L-dopa reduces model-free control of behavior by attenuating the transfer of value to action. Neuroimage 186:113-125
  • Pooseh S, Bernhardt N, Guevara A, Huys QJM, Smolka MN (2018) Value-based decision-making battery: A Bayesian adaptive approach to assess impulsive and risky behavior. Behav Res Methods 50(1):236-249
  • Gan G, Sterzer P, Marxen M, Zimmermann US, Smolka MN (2015) Neural and behavioral correlates of alcohol-induced aggression under provocation. Neuropsychopharmacology 40(13):2886-96
  • Gan G, Guevara A, Marxen M, Neumann M, Jünger E, Kobiella A, Mennigen E, Pilhatsch M, Schwarz D, Zimmermann US, Smolka MN (2014) Alcohol-induced impairment of inhibitory control is linked to attenuated brain responses in right fronto-temporal cortex. Biol Psychiatry 76(9):698-707
  • Kroemer NB, Guevara A, Teodorescu IC, Wuttig F, Kobiella A, Smolka MN (2014) Balancing reward and work: anticipatory brain activation in NAcc and VTA predict effort differentially. Neuroimage 102(2):510-9
  • Müller KU, Mennigen E, Ripke S, Banaschewski T, Barker GJ, [...], Smolka MN (2013) Altered reward processing in adolescents with prenatal exposure to maternal cigarette smoking. JAMA Psychiatry 70(8):847-56
  • Bühler M, Vollstädt-Klein S, Kobiella A, Budde H, Reed LJ, Braus DF, Büchel C, Smolka MN (2010) Nicotine dependence is characterized by disordered reward processing in a network driving motivation. Biol Psychiatry 67(8):745-52

Kooperationen (Auswahl)

Intramural: AG Klinische Suchtforschung, AG Translationale Suchtforschung, Rauchfreizentrum, FB Affektive Erkrankungen, FB Neurobiologie Psychischer Störungen
Extramural: Zentralinstitut für Seelische Gesundheit, Mannheim, Deutschland; Universität Potsdam, Potsdam, Deutschland; University College London, London, UK; King's College London, London, UK (https://transcampus.eu).