Top-down Kontrolle des neuronalen Schaltkreises für süßen Geschmack durch das aversive Geschmacksgedächtnis
Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Proteine sind einer der wichtigsten Nährstoffe für die Entwicklung und das Wachstum aller Tiere sowie für die Aufrechterhaltung aller physiologischen Funktionen. Proteine-Mangel betrifft Millionen von Erwachsenen und Kindern in der Entwicklungsländern, mit verheerenden gesundheitlichen und sozialen Folgen. Wie reagieren Gehirnschaltkreise auf Proteine-Mangel? Und wie helfen sie bei der Wiederherstellung der Homöostase? Dieser Vorschlag zielt darauf ab, die neuronale Grundlage für die Verhaltensattraktion auf Aminosäuren aufzudecken und die interozeptive Schaltung zu identifizieren, die niedrige Aminosäurewerte im Körper wahrnimmt und wiederum das Verhalten des Tieres so ändert, dass selektiv der Verzehr von proteinreicher Nahrung gefördert wird. In vorläufigen Studien für diese Anwendung zeigte ich, dass naive protein-deprivierte Tiere eine starke und selektive Anziehungskraft auf Aminosäuren zeigten. Darüber hinaus identifizierte ich einen neuronalen Cluster im Hirnstamm von Mäusen, der auf Proteinentzug reagiert, und zeigte, dass eine künstliche Aktivierung dieser Neuronen ausreicht, um eine selektive Anziehungskraft auf Aminosäure-Reize zu induzieren. Unter Verwendung einer endoskopiebasierten Calcium-Bildgebung werde ich dann die Echtzeit-Neuraldynamik dieses neuronalen Clusters während des Proteinmangels überwachen und wie seine Aktivität durch den Verzehr von Aminosäuren beeinflusst wird. Als nächstes zielt ich darauf ab, die Eingangs- und Ausgangssignale dieses Clusters zu identifizieren und aufzudecken, wie dieser Schaltkreis das Verhalten des Tieres moduliert. Diese Studie wird den Geschmackssinn mit dem inneren Zustand und den Schaltkreisen, die motivierte Verhaltensweisen steuern, verbinden und daher die neuronale Architektur und ihren regulatorischen Mechanismus für den Proteinappetit aufdecken.
