NeuroParTI: Evolutionäre Trade-off-Analyse der Neurochemie von Mensch und Makakenaffe

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Nicola Palomero-Gallagher, Ph.D.; Kaustubh R. Patil, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften ; Experimentelle Modelle zum Verständnis von Erkrankungen des Nervensystems ; Experimentelle und theoretische Netzwerk-Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533480124

Die Komplexität und Spezialisierung der Neurotransmittersyteme und ihrer Rezeptoren (NTR) im menschlichen Gehirn ermöglichen komplexe, adaptive Verhaltensweisen und ein einzigartiges Spektrum an kognitiven Fähigkeiten. Diese NTR-Systeme stellen die molekulare Grundlage neuronaler Kommunikation dar, und ein ausgewogenes NTR-Ökosystem ist für die Gehirnfunktion und die psychische Gesundheit entscheidend. Störungen dieses Gleichgewichts werden mit einer Reihe neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen in Verbindung gebracht, wie Depressionen, Angststörungen, Schizophrenie und verschiedenen kognitiven Beeinträchtigungen. Trotz der bedeutenden Rolle der NTR bei der Funktion des Gehirns, ist unser Verständnis dieser Systeme, insbesondere aus evolutionärer Sicht, noch unvollständig. Daher könnte das Verständnis der organisatorischen Prinzipien der NTRs im menschlichen Gehirn wertvolle Einblicke in die strukturelle und funktionelle Gliederung des Gehirns, sowohl im gesunden Zustand als auch bei Krankheiten, liefern. Um diese Wissenslücke zu schließen, sollen in unserem Projekt die Organisationsprinzipien von NTR-Systemen mit Hilfe innovativer Methoden und neu zugänglicher Bildgebungsdaten des Gehirns sowohl von Menschen als auch von Makakenaffen zu erforscht werden, um evolutionäre Trade-offs zu identifizieren. Durch den Vergleich und die Analyse von NTR-Systemen verschiedener Spezies wollen wir die evolutionären Faktoren aufdecken, die das Gleichgewicht zwischen NTR-Systemen beim Menschen geformt haben. Wir führen systematische Vergleiche mit etablierten Methoden durch und gleichen unsere Ergebnisse mit bekannten Merkmalen der makroskopischen Gehirnorganisation und genetischen Korrelaten ab. Dieser rigorose Ansatz wird neue Einblicke in die grundlegende neurochemische Organisation des menschlichen Gehirns und die neuronalen Grundlagen einer Reihe von Verhaltensweisen ermöglichen. Dieses Verständnis könnte langfristig zu neuen Behandlungsmethoden für neurologische und psychiatrische Störungen beitragen. Zusätzlich werden wir im Rahmen dieses Projekts detaillierte 3D-bildgebende Daten zur Beschreibung der NTR-Systeme von Makakenaffen generieren, innovative methodische Ansätze entwickeln und neue Software-Tools bereitstellen. Diese Inhalte sind nicht nur für unser Projekt von Bedeutung, sondern werden auch einen unschätzbaren Wert für die wissenschaftliche Gemeinschaft haben, sodass die Bedeutung unserer Arbeit über den unmittelbaren Projektumfang hinausreicht.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2205: Evolutionäre Optimierung neuronaler Systeme
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Jürgen Dukart; Professor Dr. Simon Eickhoff