Modulation der aversiven Wertkodierung durch frühere nozizeptive Erfahrungen bei Drosophila.

• Antragstellerin: Carlotta Martelli, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545515202

Schmerzhafte (nozizeptive) Erfahrungen modulieren die Art und Weise, wie Tiere zukünftige schädliche oder bedrohliche Signale wahrnehmen und darauf reagieren. Dennoch ist unser Verständnis darüber, wie nozizeptive Reize im Gehirn wahrgenommen, integriert und durch frühere Erfahrungen moduliert und ausgewertet werden noch unzureichend verstanden. Dies ist besonders wichtig, um die Entscheidungsmechanismen zu verstehen, die es Tieren ermöglichen, die am besten geeigneten Entscheidungen zu treffen. Nozizeptive Reize werden von Nozizeptoren in der Peripherie erfasst und über aufsteigende Neuronen an das Zentralhirn weitergeleitet. Diese nozizeptiven Informationen erreichen viele Gehirnregionen, einschließlich dopaminerger Schaltkreise, die beim assoziativen Lernen einen aversiven Wert signalisieren. Darüber hinaus können schmerzhafte/nozizeptive Erfahrungen Stresssignale auslösen, die zu einer Analgesie führen, welche moduliert, wie zukünftige nozizeptive Reize im Zentralnervensystem verarbeitet werden. Die Schaltkreise und Mechanismen zur stressabhängigen Modulation der Nozizeption sind jedoch noch unklar. Da grundlegende Mechanismen der nozizeptiven Wahrnehmung und Modulation über Tierstämme hinweg konserviert sind, nutzt das NOCIFLY-Projekt ein genetisches Modellsystem, Drosophila, und modernste mehrstufige Ansätze, um die neuronalen Mechanismen aufzuklären, die der nozizeptiven Wahrnehmung, der stressinduzierten Analgesie und ihrer Rolle bei nozizeptivem Verhalten und aversivem Lernen zugrunde liegen. Durch die Kombination von hochdurchsatz- und hochauflösenden Verhaltensansätzen (Perisse-Labor) mit modernsten anatomischen und physiologischen Methoden (Martelli-Labor) besteht NOCIFLYs erstes Ziel darin, das nozifensive Verhalten detailliert zu charakterisieren und Fliegen-Nozizeptoren und nozizeptive aufsteigende Bahnen zu identifizieren, die nozizeptive Reize zu dopaminergen Schaltkreisen weiterleiten. Als zweites Ziel wird NOCIFLY Schlüsselkomponenten von Drosophila-Stressgerüchen (dSO) identifizieren, um zu untersuchen, wie diese nozifensives Verhalten modulieren (Perisse-Labor) und um ihre neuronale Repräsentation zu charakterisieren (Martelli-Labor). Schließlich wird NOCIFLY als drittes Ziel die Rolle von Stresssignalen bei der Modulation der Geruchsverarbeitung (Martelli-Labor) im Kontext eines aversiven Lernparadigmas (Perisse-Labor) bewerten, mit dem Ziel, die Mechanismen zu verstehen, die es Tieren ermöglichen, aversive Reize zu vergleichen und angemessene Verhaltensweisen zu generieren. Das vorgeschlagene Arbeitsprogramm wird die erste umfassende Charakterisierung der multimodalen nozizeptiven Wahrnehmung und Integration von nozizeptiven Signalen liefern, sowie einen umfassenden Überblick darüber geben, wie Stresssignale die Nozizeption und aversives Lernen beeinflussen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartner: Dr. Emmanuel Perisse