Molekulare Mechanismen steuern neuronale Schaltkreise zur Entscheidungsfindung

• Antragsteller: Dr. Alessandro Filosa
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398216457

Entscheidungsfindung ist der Prozess zur Auswahl einer Aktion zwischen zwei oder mehr Alternativen. Die molekularen, zellularen und Schaltungsereignisse, die zu einer Entscheidung führen, sind noch nicht vollständig erklärt. Insbesondere wissen wir sehr wenig über die kausalen Verknüpfungen zwischen Ereignissen, die in unterschiedlichem Umfang auftreten. Wie induzieren subzelluläre Veränderungen in Signalwegen makroskopische Effekte auf neuronale Verschaltungen, die an der Entscheidungsfindung beteiligt sind? Das Ziel dieses Projektes ist es, dazu beizutragen, diese Frage zu beantworten, indem man die Schaltkreise untersucht, die einfache Entscheidungen im Larven-Zebrafisch, einem Modellorganismus mit einem kleinen durchscheinenden Gehirn, leiten und der es ermöglicht, bildgebende und genetische Techniken zu verwenden, um die Aktivität von großen Gruppen von Neuronen in vivo zu überwachen und zu manipulieren. Eine wichtige Entscheidung vor die Tiere oft gestellt werden ist: nähere ich mich einer Nahrungsquelle oder vermeide ich potentielle Raubtiere/Räuber? Motivation und innere Zustände, wie Angst und Hunger, beeinflussen diese Art von Entscheidungen stark. Zum Beispiel haben wir früher gezeigt, dass hungrige Zebrafischlarven mehr Risiko eingehen, wenn sie auf Futtersuche sind, indem sie sich öfter nicht eindeutigen, aber möglicherweise essbaren Objekten, nähern. Wir haben auch gezeigt, dass diese Anpassung auf neuronaler Ebene in sehr frühen Stadien der visuellen Verarbeitung stattfindet und das serotonerge System und die Hypothalamus-Hypophyse-Interrenal-Achse einschließt, ein Pfad, der hauptsächlich bei Reaktionen auf Stress beteiligt ist. Wir möchten nun verstehen, wie molekulare Ereignisse, die die neuronale Erregbarkeit in einer Untergruppe von Neuronen regulieren, die Funktion dieser neuronalen Schaltkreise modulieren.Zu diesem Zweck planen wir, eine Reihe von Verhaltens- und funktionalen Gehirn-Imaging-Studien an Zebrafischen durchzuführen, die eine Mutation tragen, welche einen dieser intrazellulären Signalwege stört. Des Weiteren werden wir untersuchen wie die Aktivität von Neuronen, die von diesen molekularen Veränderungen betroffen sind, neuronale Verschaltungen kontrollieren, die Annäherungs-/Vermeidungsentscheidungen unterliegen.Durch die Aufklärung von Mechanismen, die die Bedürfnisse und Motivation von Tieren in verhaltensregulierende molekulare und neuronale Events übersetzen, wird dieses Projekt dabei helfen, dass wir neuronale Verschaltungen, die Entscheidungsfindungen steuern, besser verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen