Der Beitrag der Hippocampusregionen CA1, CA3, der temporo-ammonischen und trisynaptischen Signalwege zum Abruf von Gedächtnis über eine halbe Lebensspanne

• Antragstellerin: Professorin Dr. Magdalena Sauvage
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 432630241

In der Gedächtnisforschung wird eine mögliche Beteiligung des Hippocampus am Abruf zurückliegender Erinnerungen kontrovers diskutiert. Dabei ist insbesondere seine Rolle beim Abruf präziser Details versus eher genereller Inhalte (gist memory) ungeklärt. Durch Untersuchungen von Erinnerungsspuren in Mäusen konnten wir kürzlich zeigen, dass diese Kontroverse wahrscheinlich auf eine gegensätzliche Beteiligung der Hippocampus Regionen CA1 und CA3 beim Abruf von Gedächtnisspuren zurückzuführen ist. CA1 scheint unabhängig vom Alter der Erinnerungen kontinuierlich involviert zu sein, während CA3 für weit zurückliegende Erinnerungen eine spezifische Entkopplung zeigt (Lux et al, Elife, 2016). Ziel der aktuellen Studie ist es nachzuweisen, dass die funktionale Integrität von CA1 eine notwendige Voraussetzung für den Abruf von zurückliegenden Erinnerungen ist, und dass CA1 und CA3 in unterschiedlichem Umfang zum Abruf präziser Inhalte beitragen. Hierfür soll die Zellaktivität in CA1 und CA3 während des Abrufs von aktuellen und weit zurückliegenden angstkonditionierten Gedächtnisinhalten mittels Optogenetik (ArchT) inaktiviert werden, um später die Gedächtnisleistung im konditionierten Kontext sowie in einem vergleichbaren aber sicheren Kontext zu untersuchen. Des Weiteren wollen wir beweisen, dass eine Entkopplung von CA3 einen allgemeinen Mechanismus darstellt, welcher sowohl für angstbehaftete als auch für angstunabhängige Gedächtnisspuren zu finden ist. Hierfür werden wir in Mäusen die Aktivität in CA1 und CA3 beim Abruf von neuen und zurückliegenden Gedächtnisinhalten („object-in-place“) erfassen, was durch die Darstellung der RNA des „immediate-early“ Gens Arc erfolgen soll. Letzteres ist eng mit synaptischer Plastizität und Gedächtnisfunktion verbunden. Zuletzt soll der Beitrag von CA1 und CA3 auf systemischer Ebene untersucht werden. Speziell planen wir mithilfe von Optogenetik und Untersuchungen an Mausmutanten (Kollaboration mit S. Tonegawa, MIT USA, RIKEN Japan) zu klären, in welchem Umfang Aktivitätsmuster in CA1 und CA3 auf den temporoammonischen Weg oder die trisynaptische Schleife zurückzuführen sind. Insgesamt zielen die geplanten Untersuchungen auf eine weitere Charakterisierung von Mechanismen der Gedächtniskonsolidierung ab. Diese sind von hoher Relevanz für das Verständnis von Alterungsprozessen, Amnesiepatienten und stressbedingten Pathologien wie dem posttraumatischen Stresssyndrom.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen