Auf der Suche nach der neuronalen Beschaffenheit des ICs und an der paradoxen Kinese beteiligten neuronalen Bahnen im Rattenmodell

• Antragstellerin: Professorin Dr. Liana Melo-Thomas, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 436414341

Frühere Ergebnisse aus unserer Gruppe legen den Schluss nahe, dass der Collicuus inferior (IC) motorische Defizite modulieren kann, die ein alternatives Ziel für die Tiefenhirnstimulation (DBS) bei Patienten mit der Parkinson-Krankheit und anderen motorischen Funktionsstörungen darstellen. Basierend auf diesen Studien haben wir den IC als Teil eines alternativen Weges vorgeschlagen, der, wenn er aktiviert wird, eine motorische Verbesserung und damit eine paradoxe Kinesie induziert. Die genaue Identität dieses Pfades und wie er aktiviert wird, ist jedoch noch nicht bekannt. Das erste Ziel des vorliegenden Vorschlags besteht darin, zu untersuchen, welche IC-Projektionen an dieser motorischen Reaktion beteiligt sind und welches intrakollikuläre neuronale Substrat aktiviert wird, um paradoxe Kinesien auszulösen. Insbesondere werden wir elektrophysiologische und optogenetische Techniken kombinieren, um Abstiegsprojektionen vom IC zum mesencephalen Bewegungsbereich und aufsteigende Projektionen vom IC zum medialen Genikularkern zu untersuchen, die sowohl zum auditorischen Kortex als auch zum präfrontalen Kortex projizieren. Dazu werden wir CaMKIIa :: ChR2 in den IC injizieren und gepulste Beleuchtung mit einer 473-nm-Laserdiode verwenden, um erregende Neuronen im IC zu aktivieren. Wir nehmen an, dass die optogenetische Hemmung von intrakollikulären glutamatergen Neuronen, die in die MLR hineinragen, die durch Haloperidol bei Ratten induzierte Katalepsiezeit verkürzt und daher eine paradoxe Kinesie induziert, während die optogenetische Aktivierung dieser Neuronen die durch Haloperidol induzierte Katalepsie erhöht. Das zweite Ziel des vorliegenden Vorschlags besteht darin, die intrakollikulären DBS-Parameter zu verfeinern, um eine paradoxe Kinesie zu induzieren, die sich auf den IC als potenzielles Ziel zur Behandlung von Bewegungsstörungen konzentriert. Dazu werden wir nach der besten Kombination zwischen Frequenz und Stromamplitude suchen, um unerwünschte Nebenwirkungen zu vermeiden. Wir werden daher eine Frequenz von 30 Hz in Kombination mit zwei unterschiedlichen Stromstärken von 400 oder 600 μA anwenden. Um die Auswirkung dieser neuen DBS-Parameter auf das Verhalten bei Katalepsie und Angstzuständen zu beurteilen, werden Ratten unter kontinuierlicher intrakollikulärer Stimulation dem Balkentest und dem erhöhten Plus-Labyrinth-Test unterzogen. Daher wird der vorliegende Vorschlag dazu beitragen, die intrakollikulären BDS-Parameter zu verfeinern, um eine paradoxe Kinesie zu induzieren. Außerdem wird die optogenetische Technik in unserem Labor etabliert, die in Zukunft von großem Wert sein wird, damit wir diese Technik mit anderen Verhaltenstests in unserer Gruppe kombinieren können. Derzeit in unserer Gruppe im Einsatz.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen