Auftreten von Gedächtnisspuren im Hippocampus von Nagern

• Antragstellerin: Professorin Dr. Marlene Bartos
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 410026292

Der Hippocampus ist für das Abspeichern bewusster Gedächtnisspuren entscheidend. Informationen kodierende neuronale Ensembles, die sogenannten Engramme, existieren in allen Bereichen des Hippocampus. Wie sich Gedächtnisspuren während des Lernvorgangs entwickeln und gedächtnisrelevante Aktivitäten erhalten, ist allerdings weitgehend unklar. In dem hier vorgestellten Projekt beabsichtigen wir die chronische zwei-Photonen angeregte bildliche Darstellung von Kalziumsignalen einzusetzen, um die Populationsaktivität von Prinzipalzellen im Hippocampus von kopffixierten Mäusen zu messen, die zielorientierte räumliche Gedächtnisaufgaben in einer virtuellen Umgebung durchführen. Es soll die Aktivität von Prinzipalzellen in den drei hippocampalen Arealen, dem Gyrus Dentatus, CA3 und CA1 vermessen werden. Eine Untergruppe hippocampaler Prinzipalzellen hat Ortscharakteristika, das heißt sie generieren Aktionspotentiale sobald sich das Tier in einem bestimmten räumlichen Umfeld befindet (O’Keefe, 1978). Wie Gruppen von Ortszellen ('place cell assemblies'), die in ihrer Gesamtheit einen räumlichen Kontext repräsentieren während des Lernvorgangs in den drei hippocampalen Arealen aufkommen verblieb bisher allerdings unklar. Um diese Frage zu beantworten, haben wir kürzlich ein Verhaltensparadigma entwickelt, indem kopffixierte Tiere eine 'familiäre' Umgebung in der virtuellen Welt explorieren, in der sie über mehrere Tage hinweg trainiert worden sind, um eine Futterbelohnung an bestimmten gekennzeichneten Standorten zu erhalten. Nach Abschluss des Trainings werden Mäuse einer 'neuen' Umgebung ausgesetzt, um neue Futterquellen an neuen Standorten zu identifizieren. Erstens, in dem hier vorgestellten Projekt möchten wir untersuchen wie Gruppen von Ortszellen sich während des Lernprozesses in der 'neuen' räumlichen Umgebung an aufeinander folgenden Tagen ausbilden und wie sie sich im Vergleich zu Ortzellgruppen die den familiären Kontext repräsentieren, unterscheiden. Zweitens, wir möchten testen ob die Zuverlässigkeit in der Repräsentation des gelernten neuen räumlichen Kontext, als auch die Differenzierung zwischen den beiden räumlichen Umgebungen (familiär und neu), sich zwischen den drei hippocampalen Arealen unterscheidet. Schließlich beabsichtigen wir den Einfluss von Eingängen des medialen entorhinalen Kortex, die kontextuelle Information vermittelt, auf die Eigenschaften hippocampaler Zellassoziationen die eine räumliche Umgebung kodieren, zu untersuchen. Innerhalb dieses Projektes zielen wir somit darauf ab, ein verbessertes Verständnis über die Repräsentation von Erinnerungen entlang des klassischen trisynaptischen hippocampalen Schaltkreises zu erfassen, der auf dem Kode des Gyrus Dentatus basiert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen