Nucleus Accumbens Schaltkreise des Furchtextinktionslernens

• Antragstellerin: Dr. Sevil Duvarci
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 456771156

Um zu überleben, müssen Tiere Hinweise und Situationen, die auf Gefahren in ihrer Umgebung hinweisen, erkennen und darauf angemessen reagieren. Allerdings ist es ebenso wichtig, das Verhalten erneut anzupassen, wenn diese Reize keine Bedrohung mehr darstellen. Ein klassisches Beispiel hierfür ist das sogenannte Furchtextinktionslernen, bei dem die wiederholte Präsentation eines Stimulus (konditionierter Stimulus, CS), der einen aversiven Reiz (unkonditionierter Stimulus, US) nicht mehr ankündigt, zu einer allmählichen Abnahme der erlernten Furchtreaktionen führt. Furchtextinktion stellt einen neuen Lernprozess dar, bei dem die Assoziation zwischen dem CS und einem unerwarteten sicheren Ergebniserlernt wird. Diese Art des assoziativen Lernens wird durch Vorhersagefehler (prediction errors, PE) angetrieben, die die Diskrepanz zwischen vorhergesagten und tatsächlichen Ergebnissen signalisieren. Wir haben zuvor zum ersten Mal gezeigt, dass eine Untergruppe von Dopamin (DA) Neuronen das Ausbleiben des erwarteten aversiven Ergebnisses signalisiert und dieses Extinktionsvorhersagefehler (extinction prediction error, EPE)-Signal sowohl notwendig als auch hinreichend für die Beschleunigung von Furchtextinktionslernen ist (Salinas-Hernandez et al., 2018). Unsere Ergebnisse aus der ersten Förderperiode zeigten, dass die EPE-kodierenden DA-Neuronen in eine begrenzte Subregion innerhalb des medialen Nucleus accumbens (mNAc) projizieren, insbesondere in das vordere Ende des mNAc (amNAc; Salinas-Hernandez et al., 2023). Wie und über welche neuronalen Schaltkreise das DAerge EPE-Signal im NAc Extinktionslernen initiiert und dabei letztendlich zur Bildung eines Extinktionsgedächtnisses führt, ist jedoch eine offene Frage, die noch untersucht werden muss. Im NAc-Schaltkreis umfassen die primären Projektionsneuronen zwei unterschiedliche Subtypen von mittelgroßen dornentragenden Projektionsneuronen (Medium Spiny Neurons, MSNs): DA-D1-Rezeptoren oder DA-D2-Rezeptoren exprimieren, und als D1-MSNs bzw. D2-MSNs bekannt sind. In diesem Antrag wird unser Hauptziel darin bestehen, den spezifischen Beitrag von D1- und D2-MSNs des amNAc bei der Vermittlung der Furchtextinktion zu erforschen. Dazu werden wir zunächst die Aktivität von D1- und D2-MSNs untersuchen. Darüber hinaus werden bidirektionale optogenetische Manipulationen durchgeführt werden, um den kausalen Beitrag von D1- und D2-MSNs währenddes Furchtextinktionslernprozesses aufzudecken. Als nächstes werden wir den Einfluss des DA-Inputs auf die Aktivität von amNAc-Neuronen während des Furchtextinktionslernprozesses untersuchen. Abschließend werden wir eine umfassende anatomische Analyse durchführen, um die spezifischen monosynaptischen Eingänge sowie die Projektionsziele von D1- und D2-MSNs aufzudecken. Insgesamt werden die beabsichtigten Experimente entscheidende Erkenntnisse darüber liefern, wie der NAc-Schaltkreis das EPE-Signal vermittelt und dabei Furchtextinktionslernen steuert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen