Die Rolle der Astrozyt-Neuron-Kommunikation in kortikaler Netzwerk- und Verhaltenskontrolle.

• Antragstellerin: Dr. Katharina Merten
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 253378209

Gemäß weitverbreiteter Auffassung sind allein neuronale Signale für Verhaltenskontrolle und Informationsverarbeitung im Gehirn verantwortlich. Dieser Auffassung liegt die Annahme zugrunde, dass Astrozyten - die größte und elektrisch weitgehend nicht erregbare Zellpopulation im menschlichen Gehirn - nur eine unterstützende, passive Rolle bei der kognitiven Signalverarbeitung spielen. Neuere Studien in Zellkulturen, Hirnschnitten und anästhesierten Tieren, zeigen jedoch dass Astrozyten chemisch erregbar sind und bidirektional mit Neuronen kommunizieren. Die Relevanz dieser Astrozyt-Neuron-Kommunikation für Informationsverarbeitung in sich verhaltenden Tieren ist bislang allerdings ungeklärt. Im vorliegenden Forschungsprojekt beabsichtige ich genau dieser Fragestellung nachzugehen. Mit Hilfe von Fluoreszenzmikroskopie, Elektrophysiologie, molekularen und genetischen Methoden werde ich Astrozyt-Neuron-Netzwerke in der intakten Hirnrinde der Maus während motorischer Aktivität und assoziativem Lernen untersuchen. Meine Experimente werden es mir erlauben detaillierte mechanistische Einblicke in molekulare Signalwege zu gewinnen, insbesondere denjenigen die der astrozytären Modulation neuronaler Signale zugrunde liegen. Drei spezifische Ziele stehen im Zentrum meines Forschungsvorhabens: (1) Visualisierung und Quantifizierung zeitlicher und räumlicher verhaltensassoziierter Aktivierungsmuster in Astrozyten des präfrontalen und motorischen Kortex; (2) Determinierung des Einflusses astrozytärer Aktivierungsmuster auf verhaltensassoziierte neuronale Aktivität; (3) Bestimmung der astrozytären Modulation neuronaler Signale zugrunde liegenden molekularen Mechanismen. Sollte sich herausstellen, dass Astrozyten tatsächlich an der Informationsverarbeitung im Gehirn sich verhaltender Tiere beteiligt sind, wird mein Projekt entscheidend dazu beitragen unser Lehrbuchwissen fortzuschreiben. Weiterhin, da Astrozyten in zahlreichen neurologischen Erkrankungen eine wichtige Rolle spielen, könnte meine Arbeit auch zur Entwicklung neuer Behandlungsansätze beitragen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Axel Nimmerjahn