Neuronale Steuerung vokaler Interaktionen bei Zebrafinken

• Antragstellerin: Dr. Daniela Vallentin
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 532521431

Dieses Forschungsprojekt untersucht die neuronalen Grundlagen vokaler Interaktionen bei Zebrafinken, mit einem Fokus auf koordinierte Rufwechsel zwischen Individuen. Durch die Kombination von Verhaltensbeobachtungen mit modernsten elektrophysiologischen Methoden, welche die zugrunde liegende neuronale Aktivität aufzeichnen, soll die Interaktion kortikaler und subkortikaler Hirnregionen analysiert werden. Ziel ist es, sowohl spontane als auch sozial kontext-abhängige Vokalisationen und deren neuronale Steuerung besser zu verstehen. Ein Schwerpunkt liegt auf der Rolle von Erfahrungen während der Entwicklung für die Präzision von Rufwechseln. Hierbei wird untersucht, ob soziale Interaktionen während der kritischen Phase des Gesangslernens die Fähigkeit beeinflussen, Rufe zeitlich präzise zu koordinieren und Überlappungen mit dem Interaktionspartner zu vermeiden. Hierzu werden Jungvögel in unterschiedlichen sozialen Kontexten aufgezogen und ihre Vokalisationen, sowohl in Interaktionen mit Artgenossen als auch mit computergesteuertem Gesangs-Playback, aufgezeichnet und analysiert. Parallel dazu wird die neuronale Aktivität im Zusammenhang mit vokalen Interaktionen gemessen, insbesondere im Mittelhirnkern DM, dem mutmaßlichen Homolog des periaquäduktalen Graus bei Säugetieren, welcher vermutlich eine zentrale Rolle bei der Steuerung von Rufproduktion und -koordination spielt. Die neuronale Aktivität in DM wird bei frei beweglichen Tieren in verschiedenen sozialen Situationen (z.B. soziale Isolation, Interaktion mit verschiedenen Partnern) dauerhaft abgeleitet. Zusätzlich wird die neuronale Interaktion zwischen DM und dem kortikalen Gesangskern HVC untersucht. HVC ist ein Schlüsselbereich des Gesangssystems, der das präzise Timing erlernter Vokalisationen steuert. Die simultane Ableitung neuronaler Aktivität in beiden Hirnarealen soll den Einfluss von HVC auf die neuronale Aktivität in DM und die dort generierten präzise koordinierten Rufwechsel ("Vocal Turn Taking") aufzeigen. Dieses Vorgehen soll Aufschluss darüber geben, wie das Gehirn dynamisch zwischen zeitlich weniger präzisen, spontanen Interaktionen und hochpräzisen, sozial kontext-abhängigen Vokalisationen umschalten kann. Die Ergebnisse tragen zum Verständnis der neuronalen Grundlagen flexibler vokaler Kommunikation bei, die für die Navigation in komplexen sozialen Umgebungen essentiell ist. Das Singvogel-Modell ermöglicht die Untersuchung grundlegender Lernprinzipien, die auf andere Spezies mit gelernten vokalen Interaktionen übertragbar sind. Die Forschungsergebnisse tragen somit zum Verständnis der Entwicklung und Funktionsweise vokaler Interaktion im Allgemeinen bei.

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