Modulation räumlicher Repräsentationen auf sub-kortikaler Ebene durch selektive Wahrnehmung und Eigenbewegung

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Michael Pecka
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Experimentelle und theoretische Netzwerk-Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 504753924

Das Lokalisieren und Identifizieren von sensorischen Quellen in der Umwelt, während wir uns bewegen, sind grundlegende Gehirnfunktionen. Wie die einzelnen Quellen bei Eigenbewegung neuronal kodiert werden, ist jedoch größtenteils unerforscht. Basierend auf einem von der DFG finanzierten Projekt, haben wir kürzlich ein neues experimentelles Paradigma entwickelt, um auditorische Verarbeitung und Wahrnehmung während Eigenbewegung zu untersuchen (Sensory Island Task, SIT). Mithilfe von SIT konnten wir bisher nicht bekannte räumliche Repräsentationen im primären auditorischen Kortex (A1) beobachten: Die präferierten egozentrischen Winkel von A1-Neuronen zur Schallquelle änderte sich signifikant in Abhängigkeit von der aufgabenspezifischen Identität der Schallquelle. Diese Entdeckung stellt ein neuartiges kortikales Kodierungsprinzip für naturalistische Wahrnehmung während Eigenbewegung dar.Unsere neuen Erkenntnisse werfen nun grundlegende Fragen bezüglich der zugrundeliegenden neuronalen Schaltkreise und Mechanismen auf. Die reziproke Konnektivität zwischen dem Inferior Colliculus (IC) im Mittelhirn, dem Medial Geniculate Body (MGB) im Thalamus und A1 ist an der Transformation und selektiven Steuerung sensorischer Informationen zur Bildung von Wahrnehmungsrepräsentationen beteiligt. Daraus folgt, dass dieses Netzwerk von großer Bedeutung für die Organisation der räumlichen Repräsentationen sein könnte, die wir in A1 gefunden haben. Daher planen wir zu untersuchen, wie dasselbe Verhaltensparadigma die räumlichen Darstellungen in IC und MGB beeinflussen. Zu diesem Zweck werden wir chronische Ableitungen in diesen Gebieten während aktiver Lokalisierung und Eigenbewegung vornehmen. Wir werden untersuchen, inwieweit sich räumliche Repräsentationen unter diesen Bedingungen von dem traditionell beschriebenen egozentrischen Tuning unterscheiden. Darüber hinaus werden wir mithilfe gezielter optogenetischer Manipulationen die Rolle des Feedbacks von A1 zu IC und MGB für die Erzeugung räumlicher neuronaler Repräsentationen sowie dem Lokalisierungsvermögen untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen