Vokalmotorische Steuerungsschaltkreise in Danionella cerebrum

• Antragsteller: Professor Benjamin Judkewitz, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 532521431

Die vokale Kommunikation ist für das Überleben vieler Wirbeltierarten essenziell, doch die neuronalen Schaltkreise, die Vokalisationen steuern, sind bisher nur teilweise verstanden. Diese Schaltkreise erstrecken sich über mehrere Gehirnregionen, wobei sich die meisten Studien auf kleine neuronale Subpopulationen oder isolierte Subregionen konzentriert haben. Dichte, populationsbasierte Aufnahmen über den gesamten vokalmotorischen Signalweg im Wirbeltiergehirn könnten bislang unbekannte neuronale Subtypen aufdecken und die Beiträge einzelner Gehirnregionen zum vokalen Output näher beleuchten. Dieses Projekt zielt darauf ab, die molekulare Identität, Konnektivität und funktionelle Spezialisierung des gehirnweiten vokalmotorischen Schaltkreises bei Wirbeltieren zu identifizieren. Um dies zu erreichen, nutzen wir die Vorteile des transparenten vokalen Fisches Danionella cerebrum, der eine Ganzhirn-Bildgebung neuronaler Aktivität in einem adulten Wirbeltier ermöglicht. Zunächst werden wir die vokalmotorischen Kerne in Danionella cerebrum mittels molekularer Markerfärbungen und Assays für "immediate early genes" kartieren, die während der Vokalisation neuronale Aktivität anzeigen. Anschließend werden wir die interregionalen Projektionen mithilfe eines photoaktivierbaren neuronalen Tracers bestimmen. Diese Erkenntnisse werden die Grundlage für die Ganzhirn-Bildgebung der neuronalen Aktivität entlang des vokalmotorischen Signalweges während ausgelöster Vokalisationen bilden. Abschließend integrieren wir molekulare, anatomische und funktionelle Daten zu einer umfassenden Ressource, die den Vergleich mit anderen vokalen Wirbeltierarten erleichtert. Falls erfolgreich, wird dieses Projekt Einblicke in die Struktur und Funktion des gehirnweiten vokalmotorischen Schaltkreises bei Wirbeltieren auf zellulärer Ebene liefern.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5768: Neuronale Grundlagen vokaler Kommunikation