Einfluss der Colliculi inferiores auf motorische Defizite in Nagermodellen für Morbus Parkinson: Verhalten und elektrophysiologische Untersuchungen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Liana Melo-Thomas, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Allgemeine, Kognitive und Mathematische Psychologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 308581546

Die Parkinson-Krankheit (PD) ist eine neurodegenerative Erkrankung, welche sich durch den Verlust von dopaminergen Neuronen in der Substantia nigra Pars compacta (SNc) auszeichnet. Dieser Verlust führt zu einem Mangel an striatalem Dopamin (DA), was für die hauptsächlichen PD-Symptome, wie Bradykinesie, Ruhetremor, Muskelsteifheit und Anomalien in der Körperhaltung verantwortlich ist. In Bezug auf Bradykinesie wurde bereits darauf hingewiesen, dass erheblich eingeschränkte Patienten durchaus in der Lage bleiben, plötzlich und für eine kurze Zeitspanne Mobilität zu produzieren, typischerweise als Folge von gefühlsbedingtem oder körperlichem Stress. Dieses Phänomen wird Paradoxe Kinesie genannt, und es wird vermutet, dass PD-Patienten zwar teils intakte motorische Programme besitzen, aber Schwierigkeiten haben, ohne einen externen Auslöser darauf zuzugreifen. Externe sensorische (auditive oder visuelle) Stimulation ist möglicherweise geeignet, diese motorischen Programme zu aktivieren. Diese Beobachtung impliziert, dass Strukturen, die für die Integration von emotionalen, sensorischen und motorischen Informationen verantwortlich sind, aktiviert werden müssen, um Paradoxe Kinesie hervorzurufen. Im Fall auditiver Stimulation stellte der Colliculus inferior (IC) eine wichtige Struktur dar, die möglicherweise Paradoxical Kinesia beeinflusst, da bereits berichtet wurde, dass der IC eine wichtige Rolle bei sensomotorischem Gating spielt, das durch emotionale Stimuli aktiviert wird. Daher ist es möglich, dass der IC bei Paradoxer Kinesie beteiligt ist. In vorliegenden Antrag stellen wir die Hypothese auf, dass elektrische Stimulation in einer inhibitorischen Frequenz oder Mikroinjektion von glutamatergen Antagonisten in den IC von Labornagern neurale und motorische Dysfunktionen reduziert, die durch temporäre (Haloperidol) oder chronische (6-OHDA oder MPTP) DA-Defizite in den Basalganglien herbeigeführt werden. Insbesondere werden wir die Hypothese testen, dass Modulation eines alternativen sensomotorischen Pfades den Zugang zu motorischen Programmen herstellen kann, was es akinetischen Tieren ermöglichen würde, sich zu bewegen, und dass der IC Teil dieses Pfades ist. Parallel zur Verhaltensanalyse ist es unser Ziel, intrastriatal neurale Aktivität, genauer die Muster von Spike- und Burstaktivität zu erfassen. Hierdurch wird geprüft, ob die die Beeinträchtigungen herbeiführenden Manipulationen (Haloperidol oder Neurotoxin) zu den erwarteten Veränderungen in der elektrischen Aktivität im Striatum führen und ob unsere experimentellen therapeutischen Herangehensweisen (elektrische oder neurochemische Inhibition innerhalb des IC) Aktivität bzw. Verhalten normalisieren kann. Alle Experimente werden unter Verwendung eines neuen, bidirektionalen telemetrischen Ableitungs- und Stimulationssystems(BTSR) durchgeführt, was direkte Vergleiche erlaubt zwischen Behandlungen und ihren verhaltensmäßigen und neuralen Konsequenzen bei wachen, sich frei bewegenden Tieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen