Detailseite
Projekt
Ungenaue Konnektivität von olfaktorischen Projektionsneuronen im lateralen Horn liegt robusten angeborenen Verhaltensweisen zugrunde
Antragstellerin
Dr. Carlotta Martelli, Ph.D.
Fachliche Zuordnung
Entwicklungsneurobiologie
Förderung
Förderung seit 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 453877723
In einem bekannten Beispiel für stochastische Verschaltung stellen Projektionsneuronen (PNs) im olfaktorischen System zufällige Verbindungen zwischen einzelnen Glomeruli im Antennallobus und Kenyon-Zellen des Pilzkörpers her. Diese zufällige Konnektivität unterstützt die Bildung von spezifischen Assoziationen während des Lernens. Im Gegensatz dazu scheinen dieselben PNs eher stereotype Verbindungen mit Neuronen des lateralen Horns zu bilden, welche eine wichtige Rolle bei der Steuerung des angeborenen Verhaltens spielen. P4 ist motiviert durch neuere Befunde, einschließlich meiner vorläufigen Daten, die eine überraschende Variabilität der Konnektivität zwischen PNs und den Neuronen des lateralen Horns zeigen. Meine Analysen deuten darauf hin, dass PNs von Natur aus ungenaue Verbindungen zum lateralen Horn entwickeln und ein computergestütztes Modell sagt voraus, dass diese Ungenauigkeit die geruchsgesteuerte Verhaltensausgabe beeinflussen kann. Die Variabilität in der Verschaltung sollte stärkere funktionelle Konsequenzen haben, wenn die Geruchsinformation durch ein einzelnes PN übertragen wird. Interessant ist, dass fast die Hälfte der olfaktorischen Glomeruli von einem einzigen PN innerviert wird.Zusammengenommen werfen diese Befunde die Frage auf, ob eine ungenaue Verdrahtung erforderlich ist, um einen variablen funktionellen Output zu gewährleisten, ähnlich wie die Ergebnisse der RobustCircuit PIs für angeborenes Sehverhalten (P8). Es ist noch nicht bekannt, ob die Variabilität des angeborenen Geruchsverhaltens durch die Konnektivität von PN zum Seitenhorn erklärt werden könnte; in Vorbereitung auf RobustCircuit habe ich die notwendigen Assays etabliert, um diese Frage zu untersuchen. Ich stelle daher die Hypothese auf, dass die intrinsisch ungenaue Konnektivität zwischen PNs und Neuronen des lateralen Horns der Variabilität angeborenen Verhaltens zugrunde liegt und dadurch Robustheit und Flexibilität auf Populationsebene (Bet Hedging) als Reaktion auf variable olfaktorische Hinweise gewährleistet. Die alternative Hypothese ist jedoch ebenso interessant: Wenn individuelle angeborene Verhaltensweisen trotz unpräziser Konnektivität im Seitenhorn invariant sind, stelle ich die Hypothese auf, dass diese Unpräzision eine Rolle bei der Aufrechterhaltung einer robusten Ausgangsreaktion in Bezug auf komplexe variable Geruchsszenen spielt, unterstützt durch rekurrente Konnektivität im lateralen Horn. Das Ziel von P4 ist es, zwischen diesen Hypothesen zu unterscheiden, indem wir anatomische Charakterisierung, Physiologie, Verhalten und computergestützte Modellierung kombinieren. Nach Abschluss des Projekts werden wir die bisher wenig untersuchte und überraschend variable Konnektivität des Seitenhorns über Individuen hinweg charakterisiert haben und diese Variabilität in der Verschaltung mit der Robustheit angeborener Verhaltensweisen entweder auf individueller oder auf der Populationsebene in Verbindung bringen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
