The function of different classes of inhibitory neurons in the auditory cortex - direct shaping of receptive fields or short-term modulation of the functional circuitry?

• Antragsteller: Professor Dr. Kai Jannis Hildebrandt
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 202216748

Der auditorische Cortex bildet den Endpunkt einer Reihe von Verarbeitungsstufen, die in unserem Gehirn für das Hören zuständig sind. Einerseits ermöglicht er uns, komplexe Klänge zu erkennen, wie etwa eine uns bekannte Stimme. Andererseits spielt er eine wichtige Rolle beim Lenken der Aufmerksamkeit auf auditorische Objekte, z.B. wenn wir in einer lauten Umgebung versuchen, ein bestimmtes Signal herauszuhören.Wie genau diese Aufgaben realisiert sind, ist bisher weitgehend ungeklärt. Eine zentrale Rolle könnten dabei hemmende Nervenzellen spielen, die auch deswegen von Interesse sind, weil Veränderungen dieser Zellen eine Rolle bei psychischen Erkrankungen spielen. Die Erforschung ihrer Funktion wurde bisher vor allem dadurch erschwert, dass es verschiedene Klassen dieser Neurone gibt, die in vivo schwer zu unterscheiden sind.Ich möchte die Funktion verschiedener Typen von hemmenden Neuronen im auditorischen Cortex von Mäusen untersuchen und dafür neue optogenetische Techniken verwenden. Dabei werden definierte Zelltypen gentechnisch mit speziellen lichtempfindlichen Membrankanälen ausgestattet, wodurch diese dann im lebenden Tier durch Beleuchtung des Gehirns selektiv manipuliert werden können. Mein Ziel ist es, verschiedene Hypothesen zur Funktion hemmender Zellen zu testen: einerseits gibt es Hinweise darauf, dass diese für die zeitliche Präzision und die Genauigkeit der Repräsentation im Cortex wichtig sind, und damit zur Einordnung und Erkennung komplexer Klänge beitragen. Eine neue Hypothese postuliert hingegen eine Rolle bei kurzfristigen Veränderungen der funktionellen Verbindungen zwischen den erregenden Zellen im Cortex, ein Mechanismus, der zur selektiven Wahrnehmung beitragen könnte, indem zeitweise mehr Ressourcen für die Verarbeitung entscheidender Aspekte der Umwelt zur Verfügung gestellt werden. Eine Identifikation der Zelltypen, die für diese Funktionen verantwortlich sind, würde entscheidend zum Verständnis kortikaler Schaltkreise beitragen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeberinnen / Gastgeber: Professorin Jennifer Linden, Ph.D.; Professor Maneesh Sahani, Ph.D.