Zur Funktion der GABAergen Hemmung bei Läsions-induzierter synaptischer Plastizität im visuellen Kortex von Ratte und Maus

• Applicant: Professor Dr. Thomas Mittmann
• Subject Area: Molecular Biology and Physiology of Neurons and Glial Cells
• Term: from 2009 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 135577983

Fokale Läsionen im visuellen Kortex verursachen Zellschädigungen und Ausfälle spezifischer Sehfunktionen. Kompensatorisch wird im Randbereich der Verletzung eine frühe funktionelle Reorganisation beobachtet. Verschiedene in vivo- und in vitro Befunde zeigen eine post-läsional erhöhte synaptische Plastizität, die über eine Ankopplung von zuvor unterschwelligen synaptischen Kontakte ermöglicht werden kann. Gleichwohl sind die zellulären Mechanismen, die diese dynamische Reprogrammierung der kortikalen Topographie nach Läsionen im visuellen Kortex vermitteln und eine Regression zu frühen postnatalen Mustern nahe legen, bisher wenig verstanden. Unsere Hypothese ist, dass der post-läsionale visuelle Kortex durch eine veränderte, funktionell reduzierte GABAerge Hemmung gekennzeichnet ist, die initial über eine erniedrigte Expression des neurotrophen Faktors BDNF vermittelt wird. Dies verändert die Balance zwischen neuronaler Erregung und Hemmung im kortikalen Netzwerk und vermittelt so die funktionelle Reorganisation im visuellen Kortex. Zur Überprüfung der Hypothese und der detaillierten Charakterisierung des postläsionalen GABAergen Netzwerks verwenden wir ein ex vivo, in vitro Laser-Läsionsmodell im visuellen Kortex bei der Ratte sowie bei drei transgenen Maus-Stämmen. Wir planen die Explantation von subakut und chronisch läsioniertem Kortexgewebe, um in Hirnschnittuntersuchungen die Bedeutung des GABAergen Netzwerks für die plastischen Reorganisationsprozesse herauszustellen. Hierbei soll auch die Rolle der intraneuronalen Chlorid- und Kalziumkonzentration geklärt werden. Die Ergebnisse sollen das Verständnis für die zellulären Mechanismen einer Läsions-induzierten neuronalen Reorganisation erweitern.

• DFG Programme: Research Grants