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Projekt
Mechanismen die der Interneuron Plastizität im Gyrus Dentatus zu Grunde liegen und ihre Rolle in der Kontrolle von Populationsaktivität in vivo
Antragstellerin
Professorin Dr. Marlene Bartos
Fachliche Zuordnung
Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
Förderung
Förderung von 2014 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 245861656
Unabhängig von den zahlreichen Studien die sich in der Vergangenheit mit dem Problem beschäftigten, wie Information im Gehirn prozessiert wird, um dem individuellen Organismus die Möglichkeit zu geben sich seiner stetig ändernden Umgebung anzupassen, wurde nur wenige Kenntnisse darüber gewonnen, wie Gedächtnisspuren während des Lernenvorgangs in neuronalen Netzen hervortreten. Derzeitige Untersuchungen weisen darauf hin, dass sich während des Lernens synaptischen Stärken zwischen ausgesuchten Neurongruppen ändern und damit gemeinsam aktive Zellassoziationen gebildet werden, die die neue Gedächtnisspur repräsentieren (Buzsáki, 2010). Der zeitliche und räumliche Verlauf in der Ausbildung der Zellassoziationen und die Rolle die GABAerge Zellen in diesem Prozess einnehmen, ist allerdings weitgehend ungeklärt. Wir hypothetisieren, dass die langfristige Änderung in der Wirksamkeit der glutamatergen synaptischen Transmission auf GABAerge hemmende Zellen eine essentielle Funktion in diesem Prozess einnimmt. Diese fundamentale Hypothese möchten wir an den Ausgangssynapsen von Körnerzellen (‚granule cells‘; GCs) addressieren, die Parvalbumin (PV)-expremierende perisomatsich-inhibierende Interneurone (PVIs) und Somatostatin (SOM)-positive dendritisch-inhibierende Interneurone (SOMIs) im Gyrus Dentatus (‚dentate gyrus‘, DG) von Nagern kontaktieren. In der letzten Förderperiode erzielten wir detalierte Informationen über die molekularen Mechanismen, die langanhaltende plastische Änderungen der GC-PVI Transmission verursachen (Hainmüller et al., 2014). Hier möchten wir (1) die wichtigsten molekularen Signalkaskaden bestimmen, die plastischen Änderungen glutamaterger Eingänge auf DG-SOMIs zu Grunde liegen, indem wir Ganzzellableitungen in hippokampalen Schnittpräparaten durchführen (Yuan, Meyer et al., 2017). (2) Basierend auf unserem Wissen über die einzelnen zellulären Komponenten und deren Verbindungen im DG, möchten wir die räumlichen und zeitlichen Aktivitätsmuster von Zellassoziationen im DG während des räumlichen Lernens in einer virtuellen Umgebung unter Verwendung der 2-Photon (2P) bildgebenden Darstellung untersuchen. (3) Basierend auf unseren Kenntnissen aus der ersten Anragsperiode über die molekularen Mechanismen der PVI Plastizität, möchten wir in der zweiten Förderperiode ihre Rolle in der Formation von aktiven Zellassoziationen und dem Verhalten untersuchen, in dem wir optogenetische Methoden und molekulare Interferenztechniken einsetzen, die von unseren Partnern etabliert wurden. Das hier vorgeschlagene Projekt wird somit detaillierte Informationen zur Rolle der Interneuronplastizität in der Bildung aktiver Zellverbände liefern und damit zur Informationsprozessierung im DG beitragen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
