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

Die regelgerechte Entwicklung neuronaler Schaltkreise ist in hohem Maße aktivitätsabhängig. Während viel über die Rolle sensorisch evozierter Aktivität bekannt ist, sind die Funktionen intrinsisch generierter Aktivität in frühen Phasen der Gehirnentwicklung nur wenig verstanden. Wir untersuchen hier die Hypothese, dass Wechselwirkungen zwischen GABAA-Rezeptor (GABAAR)-abhängiger Signalübertragung und früher korrelierter Netzwerkaktivität einen wichtigen Beitrag zur Reifung von synaptischen und Netzwerkeigenschaften im sich entwickelnden Hippokampus liefern. Wir bauen dabei auf Vorbefunden auf, nach denen die GABAerge Übertragung im neonatalen Hippokampus sowohl erregende als auch hemmende Wirkungen besitzt. Um die Funktionen der GABAAR-abhängigen Übertragung zu analysieren, werden wir mit der GABA-Freisetzung aus molekular definierten GABAergen Interneuronen interferieren. Wir fokussieren uns dabei auf Somatostatin-Interneurone, für die es uns in vitro gelang nachzuweisen, dass sie korrelierte Aktivität durch Erregung nachgeschalteter CA1-Pyramidenzellen anstoßen können. Präsynaptische Manipulationen werden durch postsynaptische Interventionen ergänzt, bei denen konditionale transgene Mausmodelle mit einer veränderten treibenden Kraft für GABAAR-vermittelte Ströme zum Einsatz kommen. Mit Hilfe einer schnellen dreidimensionalen Zweiphotonen-Ca2+-Bildgebung und in Kombination mit elektrophysiologischen Methoden werden wir die räumlich-zeitlichen Dynamiken der CA1-Netzwerkaktivität in vivo analysieren. Durch elektrophysiologische Techniken soll ferner geklärt werden, wie Manipulationen der frühen Netzwerkaktivität die regelgerechte Ausreifung der Funktionen synaptischer und extrasynaptischer GABAAR während der Entwicklung beeinflussen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen