Die Funktion und Verbindungen der Neocortikalen-Schicht 7 und weitreichenden Eingaben zu somatosensorichen Kortex.

• Antragsteller: Professor Matthew Larkum
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und theoretische Netzwerk-Neurowissenschaften ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 387158597

Die Neocortikale-Schicht 1 und 6b (oder 7), welche sich auf gegenüberliegenden Seiten des Hirnmantels befinden und bei dem ersten Zyklus der Ontogenese entstehen, bleiben die mysteriösesten Laminas im Neocortex. Die Schicht 1 beinhaltet wenige lokal verbunden Interneuronen und sticht unter den anderen Cortikal-Schichten durch seine Anordnung von weitreichenden Axonen und "Terminals" hervor; welche die hochrangig verarbeiteten Informationen der Apikalen "tuft" Dendriten von den Pyramidial-Neuronen in den Schichten 2/3 und 5 beeinflusst. Der Einfluss der lang reichenden Eingaben in die lokalen Interneuronen und der darunter liegenden Pyramidialen-Neuronalen-Somata in den Schichten 2/3 und 5 sind größtenteils unbekannt. Die Schicht 7 hat eine Vielzahl von anregbaren und inhibierbaren Neuronen, dies beinhaltet eine herausstechende Axonale projektion in die Schicht 1, und ist auch erwähnenswert da es die einzige Cortikale-Schicht ist, die auf das Wachheitszustand fördernden Neuropeptid Orexin reagiert. Die Physiologie der Ein und Ausgabe der Schicht 7 bleibt weiterhin unerforscht. Hier untersuchen wir die Synaptische-Physiologie der lokalen und weitreichenden Eingaben in die Schichten 1 und 7. Wir werden sowohl eine neue "circuit mapping" Strategie in unserem Labor mithilfe des Kalzium-Integrators CaMPARI, als auch die gezielte "Patch Clamp" aufnahmen für das ergründen der Physiologie und Verbindung der Ein und Ausgaben zur Schicht 7 und das gezielte "patching" von Neuronen welche durch Schicht 1 beeinflusst werden. Zur weiteren Charakterisierung der Funktion der Schicht 7 werden wir in vivo Messungen von schlaf-wach Verhalten durchführen, unter dem Einfluss von Schicht 7 spezifischen Neuronen sowohl Optogenetisch als auch Pharmakologisch mit Orexine. Die Datenbeschaffung von diesen Experimenten wird einen großen schritt für das Verständnis der Funktionale-Verbindung und potenziellen Funktionen von Schicht 1 und 7 und ihren Einfluss auf Schicht 7 während der Wach und Schlaf Phasen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen