Neuroanatomie der Magnetsinne in Zugvögeln

• Applicant: Dr. Dominik Heyers
• Subject Area: Cognitive, Systems and Behavioural Neurobiology
• Term: from 2011 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 192352315

Zugvögel demonstrieren entlang ihrer Migrationsrouten faszinierende Navigationsfähigkeiten. Sie nutzen dazu unter anderem das Magnetfeld der Erde. Dieser „Magnetsinn“ stellt einen der am wenigsten verstandenen Sinnesleistungen dar. Zwar gilt dessen generelle Existenz durch Verhaltensversuche als bewiesen, dessen Funktionsweise ist jedoch noch immer Gegenstand kontroverser Diskussionen. Erst in den letzten Jahren haben neue, multidisziplinäre Ansätze es ermöglicht, mögliche neuronale Strukturen zu identifizieren, die an der Magnetfeldperzeption beteiligt sind: 1) ein lichtabhängiger, quantenchemischer Prozess, der über den thalamofugalen visuellen Schaltkreis mit einem visuellen Vorderhirnareal (Cluster N) assoziiert sind und möglicherweise als Kompass (zur Richtungsbestimmung) dient, sowie 2) zwei Hinterhirnstrukturen (PrV, SpV), die über den trigeminalen Nerv mit eisenmineralhaltigen Strukturen im Oberschnabel verbunden sind. Diese dort prozessierte Information dient möglicherweise zur Erstellung einer „Karte“ (zur Bestimmung der eigenen Position). Die teilweise durch meine wissenschaftlichen Beiträge erfolgte Identifikation dieser beiden Strukturen erlaubt es nun, ein viel detaillierteres Verständnis zu den neuronalen Grundlagen der Magnetperzeption zu gewinnen. Um dies zu erreichen, plane ich folgende Versuche:1) Neuroanatomische Charakterisierung relevanter visueller und trigeminaler Hirnregionen durch Expressionanalyse neuronaler Marker sowie der Darstellung von Hirnschaltkreisen durch neuronales Tracing.2) Analyse neuronaler Aktivierungsmuster als Folge spezifischer, artifiziell generierter Magnetfelder, um Hinweise auf die biologische Funktion (Wahrnehmung von Kompassrichtung, Intensität und/oder Inklination) des im Schnabel befindlichen Sensors zu liefern.

• DFG Programme: Research Grants