Aktionspotenzialmuster und rezeptive Feldeigenschaften von Ganglienzelltypen der Säugetiernetzhaut: Untersuchung des neuronalen Kodes mit einem Multi-Transistor-Array
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Projekt ‚Aktionspotenzialmuster und rezeptive Feldeigenschaften von Ganglienzellen der Säugetiernetzhaut: Untersuchung des neuronalen Kodes mit einem Multi-Transistor-Array’ wurde am Max Planck Institut für Neurobiologie bearbeitet. Es wurde die Technologie der elektrischen Messung von Ganglienzellen der Netzhaut mit Multi-Transistor-Arrays etabliert. Grundlage für die Messung sind auf Silizium basierende ‚Neurochips’, die in CMOS Halbleitertechnologie von Infineon Technologies gefertigt wurden. Es konnte gezeigt werden, dass lichtinduzierte Aktionspotenziale von Ganglienzellen der Kaninchen- und Mausretina zuverlässig detektiert werden können. Die Aktionspotenziale wurden über ein eigens entwickeltes Softwareprogramm den entsprechenden Ganglienzellen zugeordnet. In jedem Experiment können eine Vielzahl von Ganglienzellen und die zugehörigen Aktionspotenzialmuster gleichzeitig identifiziert werden. Der Beginn des Lichtstimulus konnte mit dem Beginn der Messung und damit der Zellaktivität synchronisiert werden. Die Messmethode ermöglichte es, einen Ganglienzelltyp zu identifizieren, der auf bestimmte Lichtreize als erster reagiert und am Schnellsten das Signal weiterleitet. In einem Begleitprojekt (Promotionsarbeit unter meiner Betreuung) wurden Aktionspotenzialmuster von Ganglienzellen in blinden Mausretinas mit dem MTA untersucht. Das Ergebnis aberranter, rhythmischer Aktivität wurde auf einer Fachtagung vorgestellt und zur Publikation eingereicht. Der zweite Aspekt des Antrags, die ‚rezeptiven Feldeigenschaften’ konnten aufgrund technischer Probleme und der reduzierten Zuwendung nicht realisiert werden. Diese Messmethode ist nach wie vor einzigartig, beinhaltet allerdings einen hohen technischen Aufwand. Deshalb wurde vom BMBF die Förderung einer Nachwuchsgruppe beschlossen, im Rahmen derer die in diesem Projekt geförderte Forschung weitergeführt wird. Der Antragsteller hat sich erfolgreich auf die BMBF-Gruppenleiterstelle ‚Neurochip’ am NMI an der Universität Tübingen beworben. Damit ist die wirtschaftliche Verwertbarkeit und wissenschaftliche Fortführung der Projektförderung gewährleistet.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Comparison of ganglion cell recording with metal-based multi-electrode arrays and multi-transistor arrays. Europ Retina Meeting, Frankfurt 2007
Zeck, G., Lambacher, A. und Fromherz P,
- Recording of Retinal Ganglion Cell Activity with a High Density Multi-Transistor-Array (MTA) IOVS 2007: ARVO E- Abstract 4171
Zeck, G., Lambacher, A. und Fromherz P.
- Electrical image of a patch of the retinal ganglion cell layer, Proc. 6th International Meeting on Substrate-Integrated Micro Electrode Arrays, Reutlingen (BIOPRO) 2008: 6, 194 -196
Zeck, G., Lambacher, A. und Fromherz P.
- Receptive Fields without Spike-Triggering. Advances in Neural Information Processing Systems 20: 21st Annual Conference on Neural Information Processing Systems 2007, 969-976. (Eds.) Platt, J. C., D. Koller, Y. Singer, S. Roweis, Curran, Red Hook, NY, USA (09 2008)
Macke, J. H., Zeck, G. und Bethge, M.
- Electrical Image of the Nerve Fibre Layer of the Rabbit Retina , IOVS 2009 , ARVO E-Abstract: 1406/A232
Zeck, G., Lambacher, A. und Fromherz P.
- Electrical imaging of the ganglion cell layer in the rabbit and mouse retina. Oral presentation. Europ Retina Meeting, Oldenburg 2009
Zeck, G.
