Dendritische Berechnung der Richtungsselektivität in visuellen bewegungsempfindlichen Neuronen der Fliege
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Extraktion verhaltensrelevanter Bewegungsparametern aus dem Eingangsreiz ist eine für viele Tiere essentielle Funktion des visuellen Systems, insbesondere bei schneller Eigenbewegung durch eine oftmals komplex aufgebaute Umwelt. Das abgeschlossene Projekt widmete sich vor diesem Hintergrund dem neuronalen Substrat dieser Funktion. In der ersten Phase des Projektes konnte durch in vivo Calcium-Imaging an Fliegen (Calliphora vicina) auf direkte Weise gezeigt werden, dass Neurone durch dendritische Integration lokaler Eingänge mit unterschiedlicher Vorzugsrichtung in zellspezifischer Weise bestimmte räumliche Bewegungsmuster extrahieren. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass das Ausgangssignal dieser Neurone nach Adaptation mit Bewegung in einer Richtung systematische Veränderungen der Vorzugsrichtung aufweist. In der zweiten Phase des Projektes wurden, abweichend von der ursprünglichen Planung, die eine detailliertere Analyse der dendritischen Aktivierung vorsah, mittels lokaler Elektroporation Neurone in einem präsynaptischen Neuropil mit Calciumfarbstoffen markiert. Durch diese Methode stellte sich heraus, dass bereits auf dieser Stufe des visuellen Systems Selektivität für bestimmte Musterorientierungen vorliegt. Gegenstand zukünftiger Untersuchungen könnten Lokalisation und Umsetzung von Verschaltungen zur Erzeugung von Richtungsselektivität sowie Art und Weise der Beeinflussung früher visueller Areale durch aktivitätsabhängig freigesetzte Neuromodulatoren sein.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2007). Bright Solutions to Get Sharp Images: Confocal and Two-Photon Fluorescence Microscopy and the Pros and Cons of New Multifocal Approaches. In: Modern Research and Educational Topics in Microscopy, eds: Méndez-Vilas and Diaz, Formatex, Microscopy Series No. 3 Vol. 1, 154-163
Kurtz, R.
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(2008). Adaptation changes directional sensitivity in a visual motion-sensitive neuron of the fly. Vision Research, 48, 1735-1742
Kalb, J., Egelhaaf, M. & Kurtz, R.
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(2008). Examination of fly motion vision by functional fluorescence techniques. Frontiers in Bioscience, 13, 3009-3021
Kurtz, R., Kalb, J. & Spalthoff, C.
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(2010). Localized direction selective responses in the dendrites of visual interneurons of the fly. BMC Biology, 8, 36
Spalthoff, C., Egelhaaf, M., Tinnefeld, P. & Kurtz, R.
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(2012). Neuronal representation of visual motion and orientation in the fly medulla. Frontiers in Neural Circuits, 6, 72
Spalthoff, C., Gerdes, R. & Kurtz, R.
