Neuronale Schaltkreise zur Oxytocin-Freisetzung und darüber gesteuertes mütterliches Verhalten

• Antragstellerin: Dr. Silvana Valtcheva
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 467461831

Mütterliche Fürsorge ist entscheidend für das Überleben des Nachwuchses. Die frühe Mutter-Kind-Beziehung hat langfristige Auswirkungen auf die kognitive und emotionale Entwicklung, sowie auf die allgemeine Gesundheit der Nachkommen. Eine defizitäre mütterliche Fürsorge kann die Entwicklung des Nachwuchses langfristig negativ beeinflussen. Um Betreuung zu gewährleisten, lösen sensorische Signale des Nachwuchses bei Eltern effizient fürsorgliche Reaktionen aus. Somit ist die Erforschung der neuronalen Schaltkreise, welche die mütterliche Reaktionsfähigkeit auf Säuglingsreize verarbeiten, von hoher klinischer Relevanz.Frühere Studien an Menschen und Nagetieren haben die Bedeutung des Neurohormons Oxytocin (OT) für das Säugen und andere mütterlicher Verhaltensweisen beschrieben. OT-Freisetzung aus dem Hypothalamus wird durch periphere taktile Stimulation während der Stillzeit oder den Wehen ausgelöst. Es ist jedoch unbekannt, welche nicht-taktilen Säuglingsreize OT-Neurone aktivieren und dabei OT freisetzen, was weiteres fürsorgliches Verhalten fördert. Neue Studien zeigen, dass OT-Neurone in mütterlichen Mäusen auditorische Informationen über thalamische Projektionen empfangen und durch Ultraschallrufe der Jungtiere aktiviert werden. Unklar ist jedoch, welche Mechanismen die Aktivität der OT-Neurone steuern, wie unterschiedliche Säuglingsreize die OT-Freisetzung und das Verhalten der Mutter beeinflussen und wie sich die synaptische Plastizität während der Stillzeit auf die Sensibilität gegenüber diesen Reizen auswirkt.Dieses Projekt nutzt das Mausmodell, um die synaptischen Mechanismen und neuronalen Schaltkreise zu erforschen, die der Verarbeitung von Säuglingsreizen in hypothalamischen OT-Neuronen zugrunde liegen und so die OT-Freisetzung und das Verhalten der Mutter beeinflussen. Hierfür kombinieren wir modernste Methoden, darunter in vivo und in vitro Elektrophysiologie, Fiber-Photometrie, Verhaltensanalyse, virales Tracing, Opto- und Chemogenetik. Wir untersuchen: (1) Ob OT-Neurone multisensorische Säuglingsreize integrieren? (2) Welche synaptischen Schaltkreise die Aktivität von OT-Neuronen und das Verhalten der Mutter steuern? (3) Welche Komponenten dieser Mechanismen angeboren oder erlernt sind? Zunächst werden wir die sensorischen Projektionen zum Hypothalamus beschreiben und die in vivo-Reaktion von OT-Neuronen auf verschiedene Säuglingsreize untersuchen. Hierbei werden wir die Aktivität von OT-Neuronen mit der OT-Freisetzung in vivo abgleichen und erforschen, wie Säuglingsreizen die synaptische Plastizität in OT-Neuronen modulieren. Die Differenzierung von angeborenen und erfahrungsabhängigen Reaktionen von OT-Neuronen ermöglicht ein neues Verständnis der Interaktion von immanenten und erlernten neuronalen Mechanismen, die der Aufzucht des Nachwuchses zugrunde liegen. Die Erforschung der neurobiologischen Grundlagen der mütterlichen Fürsorge werden daher unser grundlegendes Verständnis des sozialen Verhaltens bei Säugetieren erweitern.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen
• Internationaler Bezug: USA
• Großgeräte: Multi-Purpose Electrophysiology Set-up ; Patch-Clamp Set-Up with Microscope
• Gerätegruppe: 5040 Spezielle Mikroskope (außer 500-503)
• Kooperationspartner: Professor Robert C. Froemke, Ph.D.; Professor Hyungbae Kwon, Ph.D.