Wiring new neurons within adult brain circuits
Final Report Abstract
Im Rahmen der Förderung haben wir die Arbeitsgruppe etabliert. Im Kernprojekt des Antrages konnten wir zeigen, dass Mustern der synaptischen Entwicklung von im adulten Rattenhirn gebildeten Nervenzellen genetisch determiniert sind. Dies erfolgte mittels eines kombinierten retroviralen, transgenen, elektrophysiologischen Ansatzes sowie Transplantation von Vorläuferzellen und Visualisierung der gesamten synaptischen Eingänge durch genetische synaptische Marker. Die unterschiedlichen zeitlichen Muster in der Ausbildung glutamaterger Synapsen in den einzelnen dendritischen Domänen von Körnerzellen, die im adulten und neugeborenen Tier gebildet werden, wurden unabhängig vom Reifestadium des Riechkolbennetzwerkes aufrechterhalten. Allerdings erfordern diese genetischen Programme in Vorläuferzellen einen Match ebendieser Programme mit Umgebungsattributen, da im adulten, im Gegensatz zu im neugeborenen Tier gebildete Körnerzellen am Ende ihrer Entwicklung ihre charakteristischen Synapsendichten in bestimmten Domänen nach heterochroner Transplantation nicht ausbilden können. Diese Befunde zeigen einerseits eine unerwartet große Rolle der Determination der synaptischen Entwicklung und andererseits, dass im Adulten generierte Körnerzellen nicht ein direktes Kontinuum des in der Gehirnentwicklung gebildeten selben Zelltyps sind. In weiteren Untersuchungen konnten wir die bestehenden Einflüsse neuronaler Aktivität auf die Integration der neugebildeten Körnerzellen in das adulte Netzwerk, insbesondere die Rolle von bestimmten NMDA-Rezeptorsubtypen kortikaler Rückprojektionen zeigen. Wir hatten in mehreren Kontexten beobachtet, dass Plastizität während der synaptischen Reifung von Körnerzellen insbesondere an erregenden Eingängen ebendieser kortikalen Rückprojektionen auftreten. Die Funktion dieser kortikalen Eingänge als auch die Funktion von Körnerzellen selbst sind nur bedingt aufgeklärt. Wir konnten nunmehr zeigen, dass kortikale Rückprojektionen über Körnerzellen das Signal-zu-Rauschen in der Geruchsverarbeitung erhöhen und dabei zur Optimierung individueller sozialer Wiedererkennung beitragen.
Publications
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