Zelluläre Mechanismen des Kurzzeitgedächtnisses in der hippocampalen CA1-Region

• Antragsteller: Professor Dr. Motoharu Yoshida
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 250031998

Das Kurzzeitgedächtnis ist eine kognitive Funktion, die es uns ermöglicht, Informationen für kurze Zeiträume (einige Sekunden) mental abzuspeichern. Es ist im täglichen Leben erforderlich, um Gesprochenes zu verstehen, Entscheidungen zu treffen, Probleme zu lösen und viele andere kognitive Funktionen ausführen. Das Verständnis für die zellulären Mechanismen und molekularen Korrelate des Kurzzeitgedächtnisses ist daher von großer Bedeutung für die Aufrechterhaltung oder Verbesserung der Lebensqualität bei neurodegenerativen Erkrankungen sowie bei natürlichen Alterungsprozessen, bei denen die Funktion des Kurzzeitgedächtnisses abnimmt. Klassischerweise wurde geglaubt, dass durch anhaltende Spiking-Aktivität von Neuronen (persistierendes Feuern), unterstützt durch das synaptische Netzwerk, Informationen im Kurzzeitgedächtnis abgespeichert werden. Im Gegensatz dazu, haben wir, und andere, die Beteiligung von rezeptor-aktivierten Kationenkanälen (TRCP-Kanälen) beim persistierenden Feuern in einzelnen Neuronen, unabhängig vom synaptischen Netzwerk, etabliert. Diese Studien beschränkten sich jedoch auf In-vitro-Experimente und viele Jahre lang blieb unklar, ob TRPC-Kanäle persistierendes Feuern in vivo und die Kurzzeitgedächtnisleistung unterstützen können. In jüngerer Zeit jedoch wurde die Rolle von TRPC-Kanälen für das Kurzzeitgedächtnis und die neuronale Aktivität in vivo von uns, neben anderen, bei Mäusen gezeigt und es deutet darauf hin, dass die TRPC-Kanäle ein Schlüsselmechanismus des Kurzzeitgedächtnisses sind. In diesem Projekt wird die spezifische Rolle der TRPC-Kanäle weiter geklärt, indem die gegenwärtige Kontroverse gelöst und unser Verständnis für die Rolle der TRPC-Kanäle in vivo im Hippocampus erweitert wird. Zum einen stellt die Beobachtung des intakten persistierenden Feuerns bei TRPC-Knock-out-Mäusen die Rolle von TRPC-Kanälen beim persistierenden Feuern in einzelnen Neuronen in Frage. Wir wollen dieses Problem lösen, indem wir genetische und pharmakologische In-vitro-Manipulationen kombinieren. Zum anderen ist die Rolle der TRPC-Kanäle in der neuronalen Aktivität in vivo noch immer weitgehend unbekannt. Daher werden wir elektrophysiologische In-vivo-Aufzeichnungen durchführen, um die Auswirkungen von TRPC-Kanalmanipulationen auf das persistierende Feuern und andere gedächtnisbezogene Aktivitäten zu untersuchen. Diese Versuche werden Einblicke in den Kernmechanismus des persistierenden Feuerns und des Kurzzeitgedächtnisses sowie in alters- oder krankheitsbedingte kognitive Ausfälle geben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen