Die Kodierung des Reizkontextes im sensorischen Thalamus

• Antragsteller: Dr. Ricardo Paricio Montesinos
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 528405672

Viele Reize in unserer Umgebung sind weder aversiv noch angenehm, sondern können je nach Kontext unterschiedlich interpretiert werden. Bei einem Fußballspiel freuen wir uns vielleicht, wenn wir den Pfiff hören, der unserem Team einen Elfmeter zugesteht und haben Angst denselben Pfiff zu hören, wenn er einen Elfmeter für unseren Rivalen signalisiert. Ähnlich kann ein leises Geräusch bei einer Maus die sich versteckt keine große Verhaltensänderung auslösen, könnte jedoch eine Fluchtreaktion hervorrufen, wenn die Maus einen offenen Bereich erkundet. Tiere können also Reize in Abhängigkeit vom Kontext interpretieren und entsprechend darauf reagieren. Die neuronalen Mechanismen, die der Reizkontextualisierung zugrunde liegen, sind jedoch unbekannt. Für die Kontextualisierung von Reizen sind sowohl Wahrnehmungs- als auch Gedächtnisfunktionen erforderlich. Daher könnten Hirnareale wie Cortex, Thalamus, Amygdala oder Hippocampus eine Rolle spielen. Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass der sensorische Thalamus sowohl mit dem Kortex als auch mit der Amygdala verbunden ist und die sensorische Reaktion im Thalamus beim Lernen modifiziert wird. Der Thalamus ist auch für die Angstkonditionierung erforderlich und kodiert kognitive Funktionen höherer Ordnung bei Mäusen. Es liegt deshalb nahe, dass der sensorische Thalamus ein wichtiges Zentrum für die Kontextualisierung von Reizen ist. In diesem Projekt möchte ich die der Reizkontextualisierung zugrundeliegenden Mechanismen im sensorischen Thalamus untersuchen. Das Projekt ist in drei Teile gegliedert: In Arbeitspaket 1 werde ich einen Verhaltenstest entwickeln, bei der Mäuse Reize kontextualisieren und lernen, ein auditives Signal zu melden, wenn diese Reize in einem bestimmten multisensorischen Kontext präsentiert werden. In Arbeitspaket 2 werde ich die Kalziumreaktionen Thalamus Neuronen untersuchen, während Mäuse Reize kontextualisieren. In Arbeitspaket 3 werde ich zwei Hauptprojektionen des sensorischen Thalamus hemmen –zu Kortex und Amygdala–, um verschiedene Populationen von Thalamus Zellen mit spezifischen Verhaltensstadien während der Reizkontextualisierung zu verknüpfen. Um diese Ergebnisse mit einer Krankheit im Menschen in Verbindung zu bringen, bei der die Reizkontextualisierung und eine dafür verantwortliche Region (Amygdala) beeinträchtigt sind, werde ich ein Mausmodell der Alzheimer-Krankheit (APP/PS1-Modell) testen. Ich werde in diesem Mausmodell die Kontextualisierung von Reizen, sowie die neuronale Aktivität im auditiven Thalamus analysieren um gestörte Mechanismen zu identifizieren, die kognitiven Symptomen bei der Alzheimer-Krankheit zugrunde liegen. Zusammenfassend ist das Ziel der vorgeschlagenen Experimente, die Mechanismen der Kontextualisierung von Reizen im auditiven Thalamus zu verstehen. Die geplanten Experimente werden helfen zu erklären, wie Tiere relevante Situationen erkennen und mit Verhaltensweisen reagieren können, die im jeweiligen Kontext angemessen sind.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle