Histological and functional characterization of sleep-active cortical neurons in rats

• Antragsteller: Dr. Lars Dittrich
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 193394489

Es ist weitgehend akzeptiert, dass Schlaf nicht nur durch einen circadianen Prozess reguliert wird, also dass wir es einfacher finden nachts zu schlafen als tagsüber, sondern auch durch einen homöostatischen Prozess, also dass wir lange Wachphasen als ermüdend empfinden und Schlaf zur Erholung benötigen. Die neuronalen Mechanismen, die homöostatischer Schlafregulierung zugrunde liegen, sind jedoch wenig verstanden. Kürzlich wurde eine Population corticaler Interneurone entdeckt, die während des Schlafes, aber nicht während des Wachens aktiv sind. Die Korrelation der Aktivität dieser Neurone mit Slow-Wave-Aktivität, einem Maß für Schlafbedürfnis, legt nahe, dass sie an homöostatischer Schlafregulierung beteiligt sind. Sie können leicht anhand ihrer Immunoreaktivität für das Enzym neuronale Stickstoffmonoxid-Synthase (nNOS) identifiziert werden. Im beantragten Projekt werde ich beleuchten wie diese Neurone moduliert werden und welche Funktionen sie für Schlafhomöostase und Schlaf im Allgemeinen haben. Dazu werde ich drei parallele Ansätze verfolgen. 1) Ich werde untersuchen, mit welchen Rezeptoren sie bestückt sind. An existierende Literatur anknüpfend werde ich mich auf Rezeptoren für Acetylcholin und Substance P konzentrieren. 2) Um mehr über ihre Regulierung zu erfahren, werde ich testen, ob sie durch verschiedene, unterschiedlich wirkende Schlafmittel oder Anästhetika aktiviert werden. 3) Ich werde die Effekte von gezielter Stimulation und Ablation dieser Neurone auf Schlafhomöostase und corticale Aktivität während des Schlafes untersuchen. Spezifität stimulierender und toxischer Substanzen wird durch Konjugation mit Substance P erreicht, für welches die anvisierten Neurone einen Rezeptor aufweisen. Die Erkenntnisse, die wir durch die beantragten Experimente gewinnen, werden unser Verständnis von Schlafregulierung verbessern und könnten Implikationen für Hyposomnie oder mit anderen neurologischen oder psychiatrischen Störungen einhergehenden Schlafstörungen haben.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Thomas S. Kilduff, Ph.D.