Auswirkungen von chronischem Stress auf die räumliche Repräsentation und synaptischen Verbindungen im Hippocampus und die Beeinträchtigung des Lernens.

• Antragsteller: Dr. Alessio Attardo
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 324341049

Stress zählt zu den stärksten Umweltfaktoren, die zur Entstehung von psychiatrischen Erkrankungen wie Depression, Schizophrenie, Angstzuständen und posttraumatischen Belastungsstörungen beitragen. Die negativen Auswirkungen von Stress umfassen insbesondere die Beeinträchtigung von Lernen und Gedächtnis. Es konnte gezeigt werden, dass Stress in Menschen und Mäusen die Struktur und Physiologie des Hippocampus verändert - eine Hirnregion, die Schlüssel für den Erwerb und den Rückruf des episodischen Gedächtnisses ist. Obwohl Stress grundlegend strukturelle Veränderungen im Hippocampus induziert, ist es noch gänzlich unklar, welche Auswirkungen diese Veränderungen im neuronalen Netzwerk auf die Fähigkeit, zu lernen und Informationen wieder zu verwenden, haben. Dies liegt hauptsächlich daran, dass es bisher nicht möglich war, die neuronale Aktivität in den gleichen Probanden über die typische Dauer von chronischem Stress zu verfolgen und die neuronale Struktur longitudinal im Hippocampus zu untersuchen. Um diese Hindernisse zu überwinden, werden wir mit Hilfe einer kleinen, am Kopf montierten Kamera die Aktivität und die räumliche Kodierung mehrerer tausend CA1-Pyramidenzellen im Hippocampus in einer frei beweglichen Maus unter chronischen Stressbedingungen untersuchen. Dies wird es uns ermöglichen, stressbedingte Veränderungen der räumlichen Kodierung mit Beeinträchtigungen im Lern- und Erinnerungsvermögen in den gleichen Versuchstieren zu korrelieren. Zusätzlich planen wir, die am Kopf befindliche wide field Kamera und ein 2-Photonen-Mikroskop zu verbinden. Auf diese Weise können wir die Zellaktivität und die Dynamik synaptischer Verbindungen in den gleichen CA1-Pyramidenneuronen in ein und dem selben Versuchstier über Wochen bis Monate verfolgen. Dies ermöglicht es uns zum ersten Mal, die Beziehung zwischen neuronaler Konnektivität und Aktivität unter normalen und stressigen Bedingungen zu studieren. Dieses Projekt wird nicht nur Aufschluß darüber geben, wie Stress grundlegende zelluläre Mechanismen verändert und zur Beeinträchtigung des Lernen und Gedächntnisses führt, die Ergebnisse werden ausserdem von großer Bedeutung für die translationale Forschung sein.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen