Erfahrungsabhängige Regulierung von Duftrepräsentationen und Verhalten in Drosophila

• Antragstellerin: Dr. Kristina Dylla
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 399245210

Wir werden alle in eine Welt voller visueller, auditorischer, taktiler, gustatorischer und olfaktorischer Reize hineingeboren. Allerdings wächst nicht jeder von uns in derselben Reizumgebung auf. Beispielsweise wird ein Kind, das neben einer Bäkerei aufwächst, jeden Tag mit dem Duft von frischem Brot wach, während sein Freund, der neben einem Blumenladen wohnt, jedes Mal von Blumenduft begrüsst wird wenn er nach Hause kommt. Haben solche Kindheitserfahrungen einen Einfluss auf unseren Geruchssinn und unsere Duftpräferenzen als Erwachsene? Tierstudien legen nahe, dass dies tatsächlich der Fall ist. Neuronale Plastizität zu Beginn des Lebens erlaubt es dem Nervensystem sich an die Umwelt anzupassen, in die das Lebewesen hineingeboren wurde. Diese Anpassungen des Nevensystems wirken sich wiederum auf das Verhalten eines Lebewesens im Erwachsenenalter aus: frühe Reizerfahrung kann die Präferenz für den Reiz verändern und die Fähigkeit den Reiz wahrzunehmen und zu erkennen verbessern. Wir besitzen Grundlagenwissen darüber wie frühe Reizerfahrung sich auf das periphere Nervensystem auswirkt. Jedoch haben technische Hürden uns daran gehindert, die Effekte auf höhere Gehirnregionen besser zu verstehen. Dies gilt im Besonderen für die Forschung an Säugetieren. Dementsprechend wenig ist darüber bekannt, wie Plastizität im peripheren Nervensystem letztendlich zu Verhaltensänderungen führt. Günstigerweise finden sich Effekte von frühen Reizerfahrungen nicht nur in Säugetieren, sondern auch in Insekten wie der Fruchtfliege Drosophila. Drei gute Gründe sprechen dafür, durch frühe Reizerfahrung induzierte Plastizität anhand des Geruchssinn von Drosophila zu untersuchen. Erstens, sind sowohl die peripheren Nervenzellen der Riechbahn, als auch das duftinduzierte Verhalten in Drosophila durch frühe Dufterfahrungen beeinflusst. Zweitens, sind wir nun im Besitz neuer Techniken, die es uns erlauben die vollständige neuronale Duftrepräsentation mit Einzelzellauflösung in einer höheren Gehirnregion zu erfassen. Diese Gehirnregion spielt eine wichtige Rolle in der Steuerung von duftinduziertem Verhalten. Drittens, verfügen wir über Methoden, die es uns erlauben das duftinduzierte Verhalten einzelner Fliegen im Detail zu analysieren. Diese Voraussetzungen ermöglichen es, erfahrungsabänginge Änderungen in der neuronalen Duftrepräsentation Änderungen im duftinduzierten Verhaltens zuzuordnen. Indem wir die neuronale Grundlage für die Verhaltensänderungen von Drosophila verstehen, enthüllen wir Prinzipien für die Kodierung von frühen Reizerfahrungen welche potenziell ähnlich für Insekten und Menschen sind.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Elizabeth J. Hong, Ph.D.