Neuronale Verarbeitung von Farben und Magnetfeldern in der Taube.

• Antragsteller: Dr. Simon Nimpf
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 570793845

Vögel sind in hohem Maße auf das Sehen angewiesen, um Informationen über ihre Umgebung zu gewinnen. Das Verfolgen von Beute, die Nahrungssuche, die Kommunikation mit Artgenossen und anderen Arten sowie das Navigationsverhalten hängen alle von optischen Systemen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung sowie präziser Farbdiskriminierung ab. Die natürliche Ökologie der Vögel erfordert einen Sehsinn, der dem des Menschen und anderer Säugetiere weit überlegen ist und eine Welt der Farben offenbart, zu der wir keinen Zugang haben. Unsere menschliche Farbwahrnehmung ist auf einen dreifarbigen Raum beschränkt, der von Violett bis Rot reicht und durch die spektrale Empfindlichkeit unserer drei Zapfentypen in der Netzhaut definiert ist (~400–700 nm). Einige Tiere, wie Vögel, besitzen jedoch 5 Zapfentypen, die es ihnen ermöglichen, Licht im UV-Spektrum zu erkennen, das für das menschliche Auge unsichtbar ist (~350–700 nm). So erscheinen zum Beispiel die ultravioletten Reflexionen des Brustgefieders einer männlichen Tauben für uns anders als für eine weibliche Taube, die es zu umwerben versucht. Interessanterweise hat die Forschung gezeigt, dass eine weitere Sinnesmodalität, die dem menschlichen Beobachter verborgen bleibt – die Magnetorezeption –, eng mit dem visuellen System sowie der Wahrnehmung von Licht unterschiedlicher Wellenlängen verknüpft sein könnte. Europäische Rotkehlchen zeigen etwa unter Licht im blau-grünen Spektralbereich ein korrektes Zugverhalten in Richtung des saisonal passenden Magnetfelds, versagen jedoch unter rotem Licht. Wie verarbeiten Vögel Farb- und Magnetfeldinformationen? Während erhebliche Fortschritte im Verständnis der neuronalen Codierung von Farben bei Säugetieren erzielt wurden, ist die zentrale Verarbeitung von Farbe bei tetrachromatischen Tieren wie Vögeln bislang weitgehend unerforscht. Auch ist bislang nur unzureichend verstanden, wie Magnetfelder im Vogelgehirn verarbeitet und codiert werden und ob diese Verarbeitung mit der Anwesenheit bestimmter Lichtwellenlängen verknüpft ist. Unser Hauptziel ist es, die Prinzipien der Farbcodierung auf Ebene einzelner Neurone sowie auf Populationsebene in der Endstation des thalamofugalen visuellen Systems von Tauben zu untersuchen und herauszufinden, ob und wie diese durch magnetische Reize beeinflusst werden könnten. Mittels neu entwickelter, hochmoderner Methoden – darunter in vivo Zwei-Photonen-Calcium-Imaging und mehrkanaliger Neuropixels-Elektroden – wollen wir unser Wissen über die neuronalen Mechanismen, die der Verarbeitung von Farb- und Magnetfeldinformationen in Tauben zugrunde liegen, erweitern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Laura Busse