Arbeitsgruppe Neurokognitive Mechanismen der Selbstkontrolle

Leitung

PD Dr. phil. et med. habil. Alexandra Sebastian

PD Dr. phil. et med. habil. Alexandra Sebastian

Leitung AG Neurokognitive Mechanismen der Selbstkontrolle, Stellv. Leitung AG Funktionelle Bildgebung

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

Dr. Florian Fischer

M.Sc. Julia Guldan

M.Sc. Katrin Knietsch

M.Sc. Marina Schofer

cand. med. Paul Stefan Becker

Assoziiert

M.Sc. Laura Biedermann

M.Sc. Kathrin Kachel

Kurzbeschreibung der Arbeitsgruppe

Im Zentrum unserer Forschung steht die Untersuchung neurokognitiver Mechanismen der Selbstkontrolle, insbesondere der Impulskontrolle, und deren Interaktion mit Aufmerksamkeit, Emotionsregulation und Stressverarbeitung. Wir gehen davon aus, dass Selbstkontrolle ein zentraler transdiagnostischer Mechanismus psychischer Gesundheit ist und maßgeblich zur Resilienz gegenüber Belastungen beiträgt. Ein besonderer Fokus gilt den Veränderungen dieser Kontrollprozesse und ihrer neurokognitiven Grundlagen im Kontext psychischer Erkrankungen. Ziel ist es, krankheitsspezifische Veränderungen zu identifizieren und daraus neue diagnostische und therapeutische Ansätze abzuleiten.

Unser translationaler Forschungsansatz integriert kognitionspsychologische Modelle mit multimodaler Bildgebung (fMRT, EEG, PET) und psychophysiologischen Methoden. Dabei untersuchen wir sowohl gesunde Proband:innen als auch klinische Populationen (z. B. ADHS, Borderline-Persönlichkeitsstörung, forensische Gruppen), um komponentenspezifische Veränderungen selbstregulatorischer Prozesse und deren neuronale Grundlagen zu identifizieren.

Komplementär dazu untersuchen wir in der assoziierten AG Tüscher am Leibniz Institut für Resilienzforschung [https://lir-mainz.de/forschungsgruppe/ag-tuescher] neuronale Netzwerkmechanismen der Selbstregulation als Resilienzmechanismus sowie Netzwerkstabilität als neurobiologische Entität in der Resilienzforschung.

Langfristiges Ziel ist es, grundlagen- und anwendungsorientierte Erkenntnisse zu gewinnen, die zur Entwicklung neuer diagnostischer, therapeutischer und präventiver Ansätze beitragen können.

Forschungsschwerpunkte

  • Komponentenspezifische Analyse der Impulskontrolle: Untersuchung zentraler Subprozesse wie Reaktionsinhibition, Interferenzkontrolle und Belohnungsaufschub in gesunden und klinischen Stichproben.
  • Interaktion mit Emotions- und Aufmerksamkeitsprozessen: Analyse wechselseitiger Einflüsse kognitiver und affektiver Kontrolle, etwa bei ADHS, affektiven Störungen und aggressivem Verhalten.
  • Neuronale Netzwerkzustände: Analyse funktioneller Konnektivität im Zusammenhang mit Kognition, Psychopathologie und Resilienz – u. a. bei ADHS, Depression, kognitivem Altern, ketogenen Signalwegen, medikamentöser Behandlung und Therapieansprechen.

Methoden

Wir kombinieren kognitionspsychologische Paradigmen mit standardisierten Fragebögen, neuropsychologischen Testungen, Verhaltensmodellierung und modernen Bildgebungsverfahren – insbesondere aufgabenbasierter und resting-state fMRT. Im Rahmen unseres translationalen Ansatzes erfassen wir krankheitsspezifische Veränderungen systematisch in gesunden und klinischen Stichproben.

Kooperationen

Intern: Enge Zusammenarbeit mit den AGs Lieb/Engelmann, Müller-Dahlhaus, Retz und Turner der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie sowie mit PD Dr. Isabelle Miederer (Klinik und Poliklinik für Nuklearmedizin).

Nationale und internationale Partner:

Prof. Dr. Beat Lutz, Leibniz-Institut für Resilienzforschung (LIR)

Prof. Dr. med. Oliver Tüscher, Universitätsklinikum Halle (Saale) Universitätsklinik und Poliklinik für Psychiatrie, Psychotherapie und Psychosomatik

Dr. Dora Matzke, University of Amsterdam, Faculty of Social and Behavioural Sciences, Programme group Psychological Methods

Prof. Dr. Birte U. Forstmann, University of Amsterdam, Faculty of Social and Behavioural Sciences, Programme group Brain and Cognition

Drittmittelförderung

  • DFG
  • ERA-NET NEURON

Aktuelle Projekte

  • Bildgebung der Cannabinoid Type 1 Rezeptorverfügbarkeit bei Aufmerksamkeitsdefizit/Hyperaktivitätsstörung: eine [18F]MK-9470 Positronen Emissionstomographie Studie [https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/520580926]
  • Ketonkörper-Effekte auf Netzwerkstabilität und Resilienz im Menschen [https://www.gesundheitsforschung-bmbf.de/de/ketonkorper-effekte-auf-netzwerkstabilitat-und-resilienz-im-menschen-18023.php]; Teil des Forschungsverbunds: Ketogenic signaling in resilience promotion [https://www.neuron-eranet.eu/projects/KetoResi/]
  • Young offenders’ self-regulation deficit as a common mechanism for aggressive behavior and psychopathology - neural mechanisms and role of adverse childhood experiences (https://trr379.de/projects/b02/)
  • In Projekten zum gesunden Altern untersuchen wir neuronale Prädiktoren erfolgreicher kognitiver Trainingsgewinn-Übertragung und resilienten kognitiven Alterungsverläufen. Neben funktioneller Aktivierung und interhemisphärischer Konnektivität kommen moderne Analyseverfahren wie Netzwerkstabilitätsmaße aus der resting-state fMRT zum Einsatz, um Mechanismen gesunden Alterns zu identifizieren.
  • Modellbasierte Verfahren wie der Diffusionsentscheidungsprozess (DDM) oder Ex-Gaussian-Modelle identifizieren latente Prozesse hinter scheinbaren Inhibitionsdefiziten, etwa beeinträchtigte Inhibitionsinitiierung oder ineffiziente Informationsverarbeitung, und ermöglichen eine differenziertere Diagnostik als klassische Verhaltensmaße. Sie kommen beispielsweise in Projekten zur adulten ADHS zum Einsatz.

Ausgewählte Publikationen

Sebastian A, Forstmann BU, Matzke D (2025). Reliability of triggering the stop process is related to prefrontal-subthalamic hyperdirect pathway recruitment. Imaging Neuroscience. 3. doi: 10.1162/imag_a_00454

Kampa M, Sebastian A, Tüscher O, Stark R, Klucken T (2023). Refocus on stopping! Replication of reduced right amygdala reactivity to negative, visual primes during inhibition of motor responses. NeuroImage: Reports, 3(1):100151. doi: 10.1016/j.ynirp.2022.100151

Sebastian A, Schick A, Sandner M, Werzlau RM, Chmitorz A, Lieb K, Tüscher O (2021). Perceived threat modulates inhibitory performance. Emotion, 21(4), 801-811. doi: 10.1037/emo0000746.

Sebastian A, Konken AM, Schaum M, Lieb K, Tüscher O, Jung P (2021). Surprise: Unexpected Action Execution and Unexpected Inhibition Recruit the Same Fronto-Basal-Ganglia Network. J Neurosci, 41(11), 2447-2456. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1681-20.2020.

Schaum M, Pinzuti E, Sebastian A, Lieb K, Fries P, Mobascher A, Jung P, Wibral M, Tüscher O (2021). Right inferior frontal gyrus implements motor inhibitory control via beta-band oscillations in humans. eLife, 10:e61679. doi: 10.7554/eLife.61679.

Sebastian A, Rössler K, Wibral M, Mobascher A, Lieb K, Jung P, Tüscher O (2017). Neural Architecture of Selective Stopping Strategies: Distinct Brain Activity Patterns Are Associated with Attentional Capture But Not with Outright Stopping. J Neurosci, 37(40), 9785–9794. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1476-17.2017 13.

Sebastian A#, Jung P#, Neuhoff J, Wibral M, Fox PT, Lieb K, Fries P, Eickhoff SB, Tüscher O, Mobascher A (2016). Dissociable attentional and inhibitory networks of dorsal and ventral areas of the right inferior frontal cortex: a combined task-specific and coordinate-based meta-analytic fMRI study. Brain Struct Funct, 221(3), 1635–1651. doi: 10.1007/s00429-015-0994-y.

van Eijk J#, Sebastian A#, Krause-Utz A, Cackowski S, Demirakca T, Biedermann SV, Lieb K, Bohus M, Schmahl C, Ende G, Tüscher O (2015). Women with borderline personality disorder do not show altered responses during response inhibition. Psychiatry Res Neuroim, 234(3), 378–389. doi: 10.1016/j.pscychresns.2015.09.017. 19.

Sebastian A#, Baldermann C#, Feige B, Katzev M, Scheller E, Hellwig B, Lieb K, Tüscher O#, & Klöppel S# (2013). Differential effects of age on subcomponents of response inhibition. Neurobiol Aging, 34, 2183 –2193. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2013.03.013.

Sebastian A, Pohl MF, Klöppel S, Feige B, Lange T, Stahl C, Voss A, Klauer KC, Lieb K, & Tüscher O (2013). Disentangling common and specific neural subprocesses of response inhibition. Neuroimage, 64, 601–615. doi: 10.1016/j.neuroimage.2012.09.020.

Jacob GA, Zvonik K, Kamphausen S, Sebastian A, Maier S, Philipsen A, Tebartz van Elst L, Lieb K, & Tüscher O (2013). Emotional Modulation of Motor Response Inhibition in Women with Borderline Personality Disorder – a functional MRI Study. J Psychiatr Neurosci, 38(3), 164–172. doi: 10.1503/jpn.120029.

Sebastian A, Gerdes B., Feige B, Klöppel S, Lange T, Philipsen A, Tebartz van Elst L, Lieb K, & Tüscher O (2012). Neural correlates of interference inhibition, action withholding and action cancelation in adult ADHD. Psychiatry Res Neuroim 202, 132–141. doi: 10.1016/j.pscychresns.2012.02.010.