Präfrontale Dynamiken während des Entscheidens

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Klausberger
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und theoretische Netzwerk-Neurowissenschaften ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437610067

Erfolg hängt oft von inspirierten Entscheidungen ab: Risikobereitschaft für aufregende Erfolge oder Beharrlichkeit für sichere, schrittweise Gewinne. In diesem Projekt wollen wir erforschen, wie GABAerge Interneurone und Pyramidenzellen des präfrontalen Kortex in der Zeitdomäne kooperieren, um solche inspirierten Entscheidungen basierend auf der internen Bewertung von Erlebnissen zu treffen. Wir trainieren Mäuse eine modifizierte Iowa-Glücksspielaufgabe zu lösen und dabei erfolgreich Entscheidungen zwischen bestimmten kleinen oder möglichen großen Belohnungen mit wechselnden langfristigen Vorteilen zu treffen. In der ersten Förderperiode dieses Projekts haben wir gezeigt, dass sich Änderungen der Entscheidungsstrategie in abrupten Änderungen der neuronalen Feuerungsrate in präfrontalen Netzwerken widerspiegeln. In der nächsten Förderperiode wollen wir die neuronalen Mechanismen erforschen, die diesen Änderungspunkten zugrunde liegen und sie auslösen. Wir werden während der wertorientierten Entscheidungsaufgabe juxtazelluläre Ableitungen und Anfärbungen verschiedener Typen von GABAerger Interneurone durchführen, um ihre zelluläre Identität und ihre axonalen Projektionen zu bestimmen. Ergänzt wird dies durch großflächige extrazelluläre Ableitungen und Optotagging mehrerer Interneurone und Pyramidenzellen gleichzeitig. Wir werden die genauen Feuerungsmuster der Interneurone in Bezug auf die Populationsaktivität sowie auf das Wahlverhalten und Strategiewechsel nach Belohnungserfahrungen bestimmen. Wir werden prüfen, ob die Variabilität der Entscheidungen, mögliches Zögern bei der Entscheidungsausführung oder der Motivationszustand durch die Feuerungsmuster GABAerger Interneurone erklärt und vorhergesagt werden können. Darüber hinaus werden wir Netzwerkoszillationen in den Schaltkreisen des präfrontalen Kortex detektieren und deren variablen Zusammenhang mit Entscheidungsfindung, Verhaltensstrategie und Spike-Timing von Neuronen untersuchen. In der vorherigen Förderperiode haben wir gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern ein PL-RNN-Modell der neuronalen Aktivität und des Verhaltens der Tiere während der Aufgabenbearbeitung erstellt. In der kommenden Förderperiode wollen wir dieses Modell nutzen, um spezifische Vorhersagen über den Beitrag GABAerger Interneurone zur Änderung von konzertierter neuronaler Feuerungsaktivität im präfrontalen Kortex und zum Verhaltensstrategiewechsel zu treffen. Wir werden diese Hypothesen anschließend durch optogenetische Manipulation von Interneuronen zu den präzisen und vorhergesagten Zeitpunkten während der Aufgabenbearbeitung testen. Die in diesem Projekt vorgeschlagenen Experimente werden den Beitrag GABAerger Interneuronen zur konzertierten Netzwerkaktivität im präfrontalen Kortex und zur flexiblen und variablen Entscheidungsfindung auf der Grundlage der internen Bewertung wahrscheinlicher Ergebnisse definieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5159: Aufschlüsselung präfrontaler Netzwerke der kognitiven Flexibilität: Dynamische präfrontale Repräsentation kognitiver Variabilität
• Internationaler Bezug: Österreich
• Partnerorganisation: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)