Neuronale Substrate kognitiver Leistungen bei Fischen (Pseudotropheus spec)

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Vera Schlüssel, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418726692

Verhaltensstudien über das letzte Jahrhundert haben gezeigt, dass Fische kognitive Fähigkeiten besitzen, die in vielerlei Hinsicht denen von Säugetieren und Vögeln entsprechen. Leider haben aber vergleichsweise wenige Studien erfolgreich die neuronalen Substrate identifiziert, die an der Verarbeitung von kognitiven Informationen in Fischen beteiligt sind. Dementsprechend sind nur Informationen zu einer begrenzten Anzahl von Themen verfügbar, unter anderem zur klassischen- oder instrumentellen Konditionierung, zum Vermeidungslernen und zur räumlichen Orientierung. Gehirnbereiche, die für viele andere kognitive Fähigkeiten wichtig sind, sind völlig unbekannt. Solche Fähigkeiten umfassen (wenn auch nicht ausschließlich) alle Aspekte sozialen Lernens (z.B. Individuenerkennung, Informationstransfer, machiavellistische Intelligenz), Diskriminierungslernen (2D oder 3D Reize, stationäre und sich bewegende Objekten usw.), Kategorisierungsfähigkeiten und Erinnerungsvermögen. Ich möchte prüfen, ob nicht nur das Telencephalon, sondern auch Regionen innerhalb des Diencephalons wichtige neuronale Substrate für die Verarbeitung kognitiver Informationen in Fischen sind. Gehirne von sozialen Arten, die in komplexen Habitaten leben, wie z.B. Korallenrifffische oder Cichliden, weisen Hirnareale bzw. -kerne (z. B. den Nucleus glomerulosus) auf, die in basalen Teleostern wie den Osteoglossomorpha (z.B. schwachelektrische Fische), Elopomorpha (z.B. Aale) und Clupeomorpha (z.B. Heringe) nicht vorkommen. Die Entwicklung solcher Strukturen, die im Telencephalon oder Diencephalon moderner Teleoster gefunden werden, ist sehr wahrscheinlich mit komplexeren sozialen Hierarchien, komplexen Habitaten und damit einhergehenden komplexeren kognitiven Fähigkeiten verbunden. Diese Studie zielt darauf ab, die Lücke in der aktuellen Literatur in Bezug auf detaillierte Struktur-Funktions-Beziehungen und bei der Identifizierung von Gehirnstrukturen zur Verarbeitung kognitiver Informationen bei Fischen, innerhalb und außerhalb des Telencephalons zu verkleinern. Selektive Läsionsexperimente werden in Kombination mit Verhaltensbeobachtungen spontanen Verhaltens (Experiment 1A & B) sowie speziell entwickelter Trainingsassays (Experiment 2) durchgeführt, um die Bedeutung bestimmter Hirnregionen für Aspekte der Individuenerkennung, der visuellen Diskriminierung, des Zeit-Raum-Lernens und der räumlichen Orientierung zu analysieren. In IEG Studien (Experiment 3) werden vergleichend dazu ebenfalls Gehirnregionen untersucht, die an Lernprozessen bei der visuellen Diskriminierung und der spezifischen Erkennung von Individuen beteiligt sind. Die sechs Zielkerne oder Gehirnbereiche, die in dieser Studie untersucht werden sollen, beinhalten drei Bereiche des Telencephalons: (1) die dorsale Zone des Palliums, (2) die laterale Zone des Palliums und (3) die mediale Zone des Palliums. Zusätzlich werden drei Bereiche im Zwischenhirn läsioniert, die bisher in keinem kognitiven Kontext untersucht wurden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen