Elektrophysiologische und immunhistochemische Untersuchung homöostatischer Mechanismen zur Kompensation von Unterschieden im Aufbau neuronaler Netzwerke

• Antragstellerin: Dr. Nelly Daur
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 193493992

Von Nervensystemen generierte neuronale Aktivität ist die Grundlage von Verhalten und Lernen. Neuronale Netzwerke, die für bestimmte Funktionen verantwortlich sind, müssen sowohl flexibel sein, um sich an neue Gegebenheiten anzupassen, als auch stabil sein, um ihren erlernten Aufgaben gerecht zu werden. Die notwendigen Änderungen synaptischer Verbindungen und intrinsischer neuronalen Eigenschaften müssen unter Erhaltung der Netzwerkstabilität stattfinden. Die Plastizität des Nervensystems muss demnach in einem funktionellen Rahmen beschränkt sein. Ich möchte untersuchen, welche Strategien Nervensysteme nutzen, um trotz großer Variabilität konstant funktionelle Rhythmen zu generieren. Mechanismen der Homöostase, die stabile neuronale Aktivität während der Entwicklung eines Individuums und über Individuen hinweg aufrecht erhalten, sind auf der Ebene einzelner Neurone und für Neuronenpaare relativ gut beschrieben. Leider ist wenig über die stabile Funktion eines gesamten Netzwerkes bekannt. Kleine Netzwerke, wie das stomatogastrische Nervensystem der Krustazeen, welche spontan rhythmisches motorisches Verhalten generieren, eignen sich sehr gut für die Untersuchung dieses Problems. Die erzeugten motorischen Muster sind sehr stabil und präzise im Bezug auf die relativen zeitlichen Aktivitäten der Neuronengruppen, obwohl die Anzahl der an der Rhythmusgenerierung beteiligten Neurone variieren kann. Das Ziel dieses Projekts ist es die Parameter zu identifizieren, die es einem Netzwerk erlauben eine veränderte Netzwerkarchitektur zu kompensieren. Dazu werden Neuroneigenschaften sowie synaptische und neuromuskuläre Verbindungen untersucht.Es ist von besonderer Bedeutung die Balance zwischen Homöostase und Plastizität im Gehirn zu verstehen, da genau diese Balance bei neurodegenerativen Krankheiten, wie Alzheimer und Epilepsie, nicht mehr vorhanden ist.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Dirk Bucher