Interaktion zwischen GABAA-Rezeptor-Funktion und Netzwerkaktivität im sich entwickelnden Hippokampus

• Antragsteller: Professor Dr. Knut Holthoff; Professor Dr. Knut Kirmse
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und theoretische Netzwerk-Neurowissenschaften ; Entwicklungsneurobiologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 442107075

Der sich entwickelnde Hippokampus erzeugt korrelierte Netzwerkaktivität, der eine große Bedeutung für die Ausreifung neuronaler Gedächtnisschaltkreise zugeschrieben wird. Bei neugeborenen Mäusen wird die hippokampale Netzwerkaktivität während der ersten Woche nach der Geburt wesentlich durch taktile und propriozeptive Rückkopplungssignale angetrieben, welche durch selbstinitiierte Muskelzuckungen ausgelöst werden. Aufbauend auf den Ergebnissen der ersten Förderperiode untersuchen wir hier die Hypothese, dass wechselseitige Interaktionen zwischen korrelierter Netzwerkaktivität und GABAerger Übertragung einen wichtigen Beitrag zur regelgerechten Ausreifung hippokampaler Schaltkreise in vivo liefern. Zunächst werden wir mittels dreidimensionaler Zwei-Photonen-Ca2+-Bildgebung untersuchen, wie somatosensorische Eingänge in GABAergen und glutamatergen Neuronen der CA1-Region auf einzelzellulärer Ebene repräsentiert sind. In einem weiteren Schritt werden wir die Aktivität GABAerger Interneurone bidirektional durch chemo- und optogenetische Methoden modulieren, um so ihre Rolle für die Kodierung somatosensorischer Signale in Pyramidenzellen zu ermitteln. Diese funktionellen Analysen werden durch die Kartographierung der anatomischen Konnektivität zwischen dem somatosensorischen Kortex und dem Hippokampus mithilfe viraler Tracer und hirnweiter Zwei-Photonen-Tomographie bei einzelzellulärer Auflösung ergänzt. Indem wir die kortiko-hippokampale Netzwerkaktivität zu verschiedenen Zeitpunkten der postnatalen Entwicklung ausschalten, wird es uns möglich sein, ihre langfristige Bedeutung für die regelgerechte Ausreifung synaptischer Verbindungen, interarealer Konnektivitäten sowie neuronaler Netzwerkdynamiken aufzuklären.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen