Erfassung neuronaler Variabilität präfrontaler Repräsentationen zielorientierter Belohnungsaufgaben in Abhängigkeit von der Lernleistung

• Antragstellerin: Professorin Dr. Marlene Bartos
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Experimentelle und theoretische Netzwerk-Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437610067

Der präfrontale Kortex (PFC) ist ein zentraler Knotenpunkt, der wichtige Informationen aus verschiedenen Gehirnregionen integriert, um Verhaltensleistungen auf der Basis früherer Erfahrungen zu steuern. Diese Verhaltensflexibilität hängt jedoch in hohem Maße von der Fähigkeit des Einzelnen ab, sich frühere Erfahrungen zu merken und diese in Bezug zu aktuellen Aufgaben zu setzen. Diese Fähigkeit kann von Person zu Person und in Abhängigkeit von der Komplexität der Aufgabe stark variieren. Wie sich intra- und interindividuelle Variabilität in der Aufgabenerfüllung auf der Ebene präfrontaler neuronaler Netzwerkaktivität darstellt und in welcher Weise sie von afferenten Eingängen abhängt, ist weitgehend ungeklärt. Um dieser Frage nachzugehen, beabsichtigen wir kopf-fixierte Mäuse in einer räumlichen und einer nicht-räumlichen, zielgerichteten Aufgabe in virtuellen Realitäten zu trainieren, in der sie bei erfolgreicher Erfüllung der Aufgabe eine Belohnung erhalten. Nach erfolgreichem Lernen werden die beiden Aufgaben zufällig gewechselt. Mit Hilfe der 2-Photonen-Bildgebung von Kalziumsignalen werden wir die Aktivität von Neuronpopulationen im medialen PFC (mPFC) und dessen hippocampale Eingängen aus dem ventralen CA1 in verschiedenen Phasen des Lernens erfassen. In der vorgeschlagenen Studie möchten wir untersuchen: (a) ob sich die Variabilität im zielgerichteten Belohnungslernens bei wiederholten Durchläufen der Aufgabe (intra-individuell) und zwischen den Individuen (inter-individuell) auf der Ebene der Populationsaktivität im mPFC widerspiegelt; (b) ob sich die Verhaltensvariabilität bei räumlichen und nicht-räumlichen Aufgaben auf der Ebene hippocampaler Eingänge im mPFC widerspiegelt; und (c) ob die Aktivität dieser Eingänge die präfrontale Aktivität und die Verhaltensleistung beeinflusst. Zusammenfassend, unsere Arbeit wird neue mechanistische Erkenntnisse über die potenzielle Beziehung zwischen der Aktivitätsdynamik neuronaler Populationen und der Verhaltensvariabilität liefern.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5159: Aufschlüsselung präfrontaler Netzwerke der kognitiven Flexibilität: Dynamische präfrontale Repräsentation kognitiver Variabilität