Systematische Klassifizierung und Funktionsanalyse von Neuronen im oberen medialen Protocerebrum-Neuropil des Drosophila-Gehirns und in Zusammenhang mit diesem.

• Antragstellerin: Dr. Hannah Jones, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 546644321

Trotz mehr als einem Jahrhundert Forschung am Gehirn der Fruchtfliege, Drosophila melanogaster, haben sich Studien zur Konnektivität und biologischen Funktion weitgehend auf eine kleine Anzahl von Gehirnregionen konzentriert, die an der sensorischen Verarbeitung, dem Lernen und Gedächtnis sowie der motorischen Kontrolle beteiligt sind. Abgesehen davon ist ein Großteil des Drosophila-Gehirns hinsichtlich seiner funktionellen Anatomie jedoch unzureichend erforscht. Um das Verständnis der Gehirnfunktionen der Fruchtfliege zu verbessern sowie die Netzwerke einzelner Neuronen aufzuklären, ist eine systematische Kartierung und Klassifizierung der neuronalen Verbindungen in noch unerforschten, sogenannten „Terra incognita“-Regionen notwendig. Neuronen verfügen über einzigartige Projektionsmuster, die ihre Informationsverarbeitung beeinflussen. Daher ist es wichtig zu verstehen, wie Neuronen mit ähnlichen oder unterschiedlichen Projektionen organisiert sind und wie ihre Verbindungen Schaltkreise formen. Das superiore mediale Protocerebrum (SMP) ist ein Beispiel für ein bisher unerforschtes Neuropil im Drosophila-Gehirn. Frühere Studien haben mehrere Neuronen identifiziert, die das SMP mit Hirnregionen verbindet, die in Lern- und Gedächtnisprozessn involviert sind. Hiervon abgesehen bleibt die zugrunde liegende Organisation dieses Neuropils weitestgehend unbekannt. Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, Informationen einzelner Neuronen, aus zwei Datensätzen zu verwenden - elektronenmikroskopische (EM) sowie Daten von konfokalee Laser-Scanning-Lichtmikroskopie (LM) -, um einen vollständigen Neuronenatlas und ein Konnektom dieser höheren Gehirnregion zu erstellen. Dies beinhaltet die systematische Klassifizierung von Neuronen in ein hierarchisches System, welches aus Familien, Ordnungen und Klassen besteht. Darüber hinaus werden mit Hilfe bereits vorhandener sowie neu generierter Split-Gal4-Linien einzelne Neuronen verhaltensbiologisch gescreent und phänotypisiert. Diese Arbeit wird die erste Klassifizierung aller Neuronen im SMP und assoziierten Regionen, wichtige Rahmenbedingungen zum Verständnis ihrer neuronalen Netzwerkarchitektur und die erste systematische Untersuchung der Funktion von Neuronen im SMP und assoziierten Neuropils liefern.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle