Mehrfarbige optogenetische Kartierung auditorischer Projektionen auf eine neuentdeckte Klasse sternförmiger Neurone im inferioren colliculus der Maus

• Antragsteller: Dr. David Goyer
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 401540516

Der inferiore colliculus (IC), lokalisiert im Mittelhirn der Säuger, ist die erste zentrale Schaltstelle der aufsteigenden Hörbahn, da hier nahezu alle Informationen des auditorischen Hirnstamms zusammenlaufen. Neueste Studien zeigen, dass mit peripherem Hörverlust oder akustischem Trauma eine massive Neuverschaltung im IC einhergeht, wobei unklar ist ob, dies ein vorteilhafter, adaptiver oder pathologischer Prozess ist. Doch trotz der wichtigen Stellung des IC in der aufsteigenden Hörbahn fehlt immer noch fundamentales Wissen über klar definierte Zelltypen und über die Organisation der neuronalen Schaltkreise im IC. Diese Wissenslücken haben ein tiefergehendes Verständnis davon, wie der IC komplexe Schallereignisse verarbeitet, bisher verhindert. Das größte Hindernis in der Erforschung des IC ist, dass es bisher mit Standardmethoden nicht möglich war, eindeutige Zelltypen zu definieren. Dies ist Voraussetzung, um zu verstehen, wie der IC komplexe Schallereignisse detektiert, verarbeitet und an höhere Hirnareale weiterleitet. Zudem ist es unabdingbar, die neuronale Verschaltung einzelner Zelltypen innerhalb des ICs und in der Hörbahn zu ergründen. Im Rahmen dieses Forschungsstipendiums werden diese Hindernisse angesprochen: Mit optogenetischen Methoden wird erforscht, wie ein neu entdeckter, eindeutig identifizierter Zelltyp, sog. VIP-Neurone, innerhalb des ICs verschaltet sind und welche anderen auditorischen Kerngebiete auf diese Zellen projizieren. Durch die Nutzung des sog. „channelrhodopsin assisted circuit mapping“, also der optogenetischen Kartierung von Nervenbahnen durch die Nutzung von Kanalrhodopsinen, werden synaptische Verschaltungen von diversen auditorischen Kerngebieten auf VIP Neurone erforscht. Dabei wird der Einfluss dieser synaptischen Eingänge auf das Feuerverhalten der Neurone ergründet und wie dies zur Schallverarbeitung im IC beiträgt. Schlussendlich wird diese Arbeit einen Grundstein für ein umfassenderes Verständnis dafür legen, wie der IC komplexe Schallereignisse detektiert und verarbeitet, und wie dieses neu erlangte Wissen dazu genutzt werden kann, Hörverluste auf der Ebene des Mittelhirns besser zu verstehen und zu behandeln.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Michael T. Roberts, Ph.D.