Räumliche Periodizität der Gridzelle: Notwendige zelluläre Interaktionen in der Entwicklung und funktionelle Relevanz

• Antragsteller: Dr. Kevin Allen
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 241670582

Die Fähigkeit der Säugetiere zur räumlichen Orientierung basiert auf der Existenz interner metrischer Repräsentationen, die in verschiedenen miteinander verbundenen Hirnregionen generiert werden. Dem medialen entorhinalen Kortex (MEC) kommt in diesem Zusammenhang eine zentrale Rolle zu. Gridzellen, die nur an den Eckpunkten eines Rasters gleichseitiger Dreiecke feuern, bilden die Haupteinheit des MEC Netzwerks zur räumlichen Orientierung. Während das Aktivitätsmuster dieser Zellen beim Erkunden von Räumen mittlerweile ausführlich charakterisiert worden ist, sind sowohl der zugrunde liegende Mechanismus, als auch die Funktion der Gridzellen auf der Ebene des Verhaltens kaum verstanden. Das vorliegende Projekt beinhaltet drei Ziele. Erstens soll die Beteiligung elektrischer und chemischer Synapsen an der Ausbildung interzellulärer Interaktionen in der Entwicklung und deren Rolle für die Präzision der räumlichen Periodizität der Gridzellen untersucht werden. Zweitens soll die Aktivität Somatostatin-exprimierender Neurone im MEC charakterisiert und deren Interaktion mit Gridzellen des gleichen Hirnareals analysiert werden. Drittens soll die Hypothese getestet werden, ob die Periodizität dieser Zellen entscheidend für die Integration körpereigener Signale zur Ortsbestimmung ist, um die Funktion der Gridzellen im neuronalen Netzwerk des MEC zu verstehen. Diese Ziele sollen durch eine Kombination von zeitlich limitierter Expressionsregulation einzelner Gene, Optogenetik, in vivo Elektrophysiologie und Verhaltenstests zur räumlichen Navigation erreicht werden. Die Ergebnisse dieser Studie besitzen das Potential die Rolle der Gridzellen im MEC zu entschlüsseln und somit das Verständnis der Funktionsweise neuronaler Netzwerke für räumliche Orientierung entscheidend voran zu bringen.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Konstantin Khodosevich; Professorin Dr. Hannah Monyer