Neuronale Populationskodierung komplexer Gehmanöver.

• Antragsteller: Nino Mancini
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2022 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 502121275

Tiere, die sich in ihrer überfüllten natürlichen Umgebung bewegen, verfügen über ein unglaublich reiches Repertoire an Laufbewegungen. Eine grundlegende Frage, die bisher noch nicht vollständig beantwortet ist, lautet, wie das Gehirn durch immer weniger komplexer werdende absteigende Eingaben komplexe Laufmanöver erzeugt. Wir untersuchen diese Frage anhand eines genetisch kontrollierbaren und zu komplexem Verhalten fähigen Studienobjekts, der Fruchtfliege Drosophila melanogaster. In der Fliege wandelt eine kleine Untergruppe von absteigenden Neuronen, die vom Gehirn zu den nachgeschalteten Gehirnzentren projizieren, hochverarbeitete sensorische Eingaben in geeignete motorische Ausgaben um. Während verschiedene absteigende Neuronenpopulationen verschiedene Laufmanöver steuern, deuten vorläufige Daten des Bidaye Labors (MPFI, USA) darauf hin, dass die kombinierte Aktivität eines absteigenden Neurons, das Vorwärtslaufen induziert (P9) und eines Neurons, das Rückwärtslaufen induziert (MDN), bei Fliegen Laufen mit Drehungen (oder "Pivots") erzeugt. Indem wir diesen Pivot-Phänotyp als einfachen Studienfall untersuchen, wollen wir herausfinden wie die kombinierte Aktivität von P9 und MDN dazu beiträgt, solch komplexe Laufmanöver zu erzeugen. Dazu werden wir eine kürzlich entwickelte experimentelle Strategie einsetzen, die holografische Aktivierung, Zwei-Photonen-Bildgebung und hochauflösende kinematische Analyse kombiniert. Darüber hinaus wird die Verfügbarkeit des vollständig kuratierten, elektronenmikroskopischen Konnektoms des Fliegennervensystems mit Einzelzellauflösung hypothetische Schaltkreise für die dem Pivot-Phänotyp zugrundeliegenden funktionellen Interaktionen zwischen P9- und MDN-Signalwegen liefern.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Gastgeber: Dr. Salil Bidaye