Die Rolle dorsaler Raphe Neuron-Subtypen beim Furchtextinktionslernen

• Antragstellerin: Dr. Sevil Duvarci
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 575649874

Die Fähigkeit zu lernen, welche Reize eine Gefahr ankündigen, ist überlebenswichtig. Ebenso wichtig ist es jedoch, das Verhalten anzupassen, sobald diese Reize keine Bedrohung mehr darstellen. Ein klassisches Beispiel hierfür ist das sogenannte Furchtextinktionslernen, bei dem die wiederholte Präsentation eines Stimulus (konditionierter Stimulus, CS), der das Eintreffen eines aversiven Reizes (unkonditionierter Stimulus, US) in der Vergangenheit jedoch nicht mehr gegenwärtig signalisiert, zu einer allmählichen Abnahme der zuvor erlernten Furchtreaktionen führt. Furchtextinktion stellt neues Lernen dar, bei dem die Assoziation zwischen dem CS und Sicherheit (das Fehlen des US) erlernt wird. Diese Art des assoziativen Lernens wird durch Vorhersagefehler (prediction errors, PE) angetrieben, die die Diskrepanz zwischen vorhergesagten und tatsächlichen Ereignissen signalisieren. Durch vorherige Experimente war es uns möglich erstmals aufzuzeigen, dass eine Untergruppe von Dopamin (DA) Neuronen das Ausbleiben des erwarteten aversiven Reizes signalisiert und dieses Extinktionsvorhersagefehler (extinction prediction error, EPE)-Signal sowohl notwendig als auch hinreichend für die Beschleunigung von Furchtextinktionslernen ist. Unsere jüngsten Ergebnisse zeigen, dass die EPE-kodierenden DA-Neuronen in eine begrenzte Subregion innerhalb des medialen Nucleus accumbens (mNAc) projizieren, insbesondere in das vordere Ende des mNAc (amNA). Bedeutend ist zudem die Erkenntnis, dass der Input des dorsalen Raphe Nukleus (DR) zu den amNAc-projizierenden DA-Neuronen entscheidend für das EPE-Signal und somit Furchtextinktionslernen ist. DR ist jedoch eine Gehirnregion, die aus mehreren unterschiedlichen Subtypen von Neuronen besteht. Welcher Subtyp von DR-Neuronen das EPE-Signal und damit Extinktionslernen vermitteln, ist derzeit unbekannt. Wir nehmen an, dass die EPE-Signalübertragung durch glutamaterge DR-Neuronen und deren Projektionen auf amNAc-projizierende DA-Neuronen vermittelt wird. Um dieser Fragestellung nachzugehen, werden wir zunächst der Glutamatfreisetzung auf amNAc-projizierende DA-Neuronen während der Furchtextinktion untersuchen. Als Nächstes werden wir die Aktivität der glutamatergen DR-Eingänge dieser DA-Neuronen untersuchen, indem wir projektionsspezifische aktivitätsabhängige Calciummessungen durchführen. Darüber hinaus werden wir projektions- und zelltyp-spezifische bidirektionale optogenetische Manipulationen durchführen, um den kausalen Beitrag glutamaterger DR-Neuronen an Furchtextinktionslernen aufzudecken. Abschließend werden wir die spezifischen monosynaptischen Eingänge der glutamatergen DR-Neuronen untersuchen, die potentiell die entscheidenden Informationen im Zusammenhang mit dem EPE-Signal liefern. Zusammengenommen werden die beabsichtigten Experimente entscheidende Erkenntnisse über die Rolle glutamaterger DR-Neuronen bei dem zugrundeliegenden Mechanismus des Furchtextinktionslernens liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen