Zellulaere Mechanismen der Gedaechtniskonsolidierung

• Antragsteller: Professor Matthew Larkum
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 246731133

Obwohl lange bekannt ist, dass der Hippocampus eine Schlüsselrolle bei Lernen und Gedächtnisbildung einnimmt, wird der eigentliche Sitz des deklarativen Langzeitgedächtnisses (z.B. Namen und Gesichter, Fakten, etc.) eher dem Neokortex zugeschrieben. Man nimmt daher an, dass einige, bisher unbekannte Vorgänge für die Gedächtnisbildung durch das Zusammenspiel zwischen Hippocampus und Neokortex auftreten und dass diese Vorgänge synaptische Verbindungen zum Neocortex verändern. Gedächtnisbildung beruht auf der Aktivität von parahippocampalen Hirnregionen wie den entorhinalen und perirhinalen Kortizes, durch welche der vom Hippocampus ausgehende Informationsfluss geleitet wird. Ein wichtiger Aspekt bei der Erforschung von Gedächtniskonsolidierung ist, dass neuronale Verbindungen zwischen den parahippocampalen Hirnregionen und dem Neokortex vorwiegend in Lamina 1 (und Teilen von Lamina 2/3) des Neokortex auftreten. Daraus folgend ist es sehr wahrscheinlich, dass die betroffenen synaptischen Verbindungen auf den distalen Tuft-Dendriten der kortikalen Pyramidenzellen liegen. Genau dieser Umstand hat die Untersuchung dieser Verbindungen bisher erschwert.Für das folgende Projekt beabsichtigen wir, die aufgeführten synaptischen Verbindungen in vivo und in vitro zu untersuchen. Dabei werden wir eine Reihe Methoden anwenden, die vorhergehend in unserem Labor entwickelt worden sind. Wir haben vor, mit optogenetischen Technologien zu arbeiten, mit denen wir gezielt die Nervenverbindungen zwischen entorhinalem Kortex und den Tuft-Dendriten der Pyramidenzellen sichtbar machen und manipulieren können. Des Weiteren werden wir verschiedenste elektrophysiologische und bildgebende Methoden zur Ableitung dendritischer Aktivität anwenden, um die Einflüsse der vom entorhinalen Kortex kommenden Nervenverbindungen auf die unterschwellige und überschwellige nachgeschaltete Nervenaktivität zu verstehen. Zuletzt werden wir ein Verhaltensexperiment entwickeln, mit Hilfe dessen wir die aufgeführten synaptischen Verbindungen im intakten Nervensystem während und nach dem Lernen studieren können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen