Kortikofugale Mechanismen des naturalistischen Furchtgedächtnisses

• Antragsteller: Professor Johannes Letzkus, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Experimentelle und theoretische Netzwerk-Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 520215880

Das Furchtgedächtnis ist überlebenswichtig, und ein führendes Modell, um zu erforschen wie sensorischer Input mit adaptivem Verhalten durch Lernen verknüpft wird. Darüber hinaus können Dysfunktionen dieses Systems zu Angststörungen und Depressionen führen, weit verbreiteten Erkrankungen, die enorme persönliche und gesellschaftliche Kosten verursachen. Aus diesen Gründen werden die neuronalen Mechanismen des auditiven Furchtgedächtnisses seit Jahrzehnten untersucht. Der Löwenanteil dieser Forschung hat jedoch bisher sehr einfache und reduktionistische auditive konditionierte Stimuli (CSs) verwendet, deren Wahrnehmung keine Herausforderung darstellt. Darüber hinaus konzentrierte sich diese Arbeit stark auf subkortikale Gebiete und Mechanismen. Unsere Forschung hat kürzlich aufgedeckt, dass der auditive Kortex eine entscheidende Rolle für das Furchtgedächtnis spielt, wenn komplexe, naturalistische CSs verwendet werden. Im Gegensatz dazu ist die Konditionierung auf einfache auditive CSs unabhängig vom auditiven Kortex. Diese Ergebnisse liefern neue Ansatzpunkte für die Frage, wie Furchterinnerungen im Gehirn gebildet werden, und legen nahe, dass kortikofugale Projektionen des auditiven Kortex eine Schlüsselrolle für die Furchterinnerung unter naturalistischen Bedingungen spielen könnten. Um diese Hypothese zu testen, wollen wir eine Kombination aus allgemeiner und projektionsspezifischer optogenetischer Inaktivierung, 'high-density' extrazellulären Ableitungen und diskriminativer Furchtkonditionierung in Mäusen verwenden. Wir schlagen vor, uns auf zwei zentrale Ausgangsprojektionen des auditiven Kortex zu konzentrieren. Erstens ist seit Langem bekannt, dass die Projektion in die laterale Amygdala für das Gedächtnis eine Rolle spielt. Aber wie diese Bahn die CS Repräsentation in der Amygdala beeinflusst und wie die Furchtkonditionierung diesen Einfluss verändert, ist nicht verstanden, insbesondere für die komplexen CSs die wir untersuchen. Zweitens spielt der auditive 'higher-order' Thalamus ebenfalls eine Schlüsselrolle für das Furchtgedächtnis, wurde jedoch bisher weitgehend als Quelle von Feed-Forward-Informationen untersucht, die an die laterale Amygdala und den auditiven Kortex übermittelt werden. Diese Thalamuskerne erhalten jedoch auch starke Feedback-Projektionen vom auditiven Kortex, die daher eine Schlüsselrolle für das Furchtgedächtnis zu komplexen CSs spielen könnten. Wir erwarten, dass unsere Ergebnisse bisher wenig verstandene Mechanismen aufdecken werden, durch die der auditive Kortex zur Verarbeitung verhaltensrelevanter Reize und zum Gedächtnis in subkortikalen Hirnregionen beiträgt. Zusätzlich zur Erweiterung unseres Verständnisses der gehirnweiten Schaltkreise, die dem assoziativen Furchtgedächtnis zugrunde liegen, erwarten wir, dass die Verwendung von naturalistischen statt einfachen CSs auch Erkenntnisse mit größerer Relevanz für menschliche Erfahrungen generieren wird, die zu adaptiven oder maladaptiven Ergebnissen führen können.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2411: LOOPS: Kortiko-subkortikale Interaktionen für Adaptive Wahrnehmung