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Projekt
FOR 643: Informationsverarbeitung im Riechsystem
Fachliche Zuordnung
Medizin
Förderung
Förderung von 2006 bis 2012
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 14494825
In der Forschergruppe beschäftigen sich Neurophysiologen der Universität Heidelberg und des Max-Planck-Instituts für medizinische Forschung Heidelberg mit der neuronalen Verarbeitung der Geruchsinformation. Nach der Umsetzung der chemischen Information in ein neuronales Signal durch die Riechzellen der Nase wird das primäre Signal im Riechkolben des Gehirns sortiert und von neuronalen Netzen bearbeitet.
In der Forschergruppe wird zu drei Schwerpunkten geforscht:
(1) Die molekularen Mechanismen der Duftstoffdetektion in Riechzellen. Von besonderem Interesse sind hier die molekularen Grundlagen von Signalverstärkung und Adaptation, die entscheidend sind für die Ausformung des dem Gehirn zugeführten Signals.
(2) Die Erforschung von duftinduzierter Aktivität im Riechkolben. Jeder Duftstimulus erzeugt in den Neuronen des Riechkolbens ein dynamisches Aktivitätsmuster. Die räumlichen und zeitlichen Parameter dieser Aktivität kodieren die Geruchsinformation und werden von höheren Gehirnebenen ausgelesen. Die Aktivitätsmuster entstehen einerseits durch die geordnete Eingabe der primären Riechsignale aus den Riechzellen, andererseits aber durch ein komplexes Netzwerk inhibitorischer Interneurone im Riechkolben. Diese Interneurone erhöhen die Leistungsfähigkeit des Riechsystems und verbessern die Fähigkeit zur Unterscheidung einzelner Gerüche sowie zur Analyse von Duftstoffmischungen.
(3) Riechepithel und Riechkolben sind dynamische, sich ständig neu formierende Gewebe. Auch im erwachsenen Gehirn werden unablässig neue Interneurone für den Riechkolben gebildet. Sie entstehen aus Stammzellen der Subventrikularzone, wandern in den Riechkolben und fügen sich in das dort bestehende Netzwerk ein. Dieses faszinierende Beispiel von adulter Neurogenese wird ebenfalls bearbeitet.
Ziel der Heidelberger Forschergruppe ist es, die Entstehung des primären Signals in Riechzellen sowie die Bedeutung der neuronalen Verschaltungen im Riechkolben für die sensorischen Leistungen des Riechsystems besser zu verstehen.
In der Forschergruppe wird zu drei Schwerpunkten geforscht:
(1) Die molekularen Mechanismen der Duftstoffdetektion in Riechzellen. Von besonderem Interesse sind hier die molekularen Grundlagen von Signalverstärkung und Adaptation, die entscheidend sind für die Ausformung des dem Gehirn zugeführten Signals.
(2) Die Erforschung von duftinduzierter Aktivität im Riechkolben. Jeder Duftstimulus erzeugt in den Neuronen des Riechkolbens ein dynamisches Aktivitätsmuster. Die räumlichen und zeitlichen Parameter dieser Aktivität kodieren die Geruchsinformation und werden von höheren Gehirnebenen ausgelesen. Die Aktivitätsmuster entstehen einerseits durch die geordnete Eingabe der primären Riechsignale aus den Riechzellen, andererseits aber durch ein komplexes Netzwerk inhibitorischer Interneurone im Riechkolben. Diese Interneurone erhöhen die Leistungsfähigkeit des Riechsystems und verbessern die Fähigkeit zur Unterscheidung einzelner Gerüche sowie zur Analyse von Duftstoffmischungen.
(3) Riechepithel und Riechkolben sind dynamische, sich ständig neu formierende Gewebe. Auch im erwachsenen Gehirn werden unablässig neue Interneurone für den Riechkolben gebildet. Sie entstehen aus Stammzellen der Subventrikularzone, wandern in den Riechkolben und fügen sich in das dort bestehende Netzwerk ein. Dieses faszinierende Beispiel von adulter Neurogenese wird ebenfalls bearbeitet.
Ziel der Heidelberger Forschergruppe ist es, die Entstehung des primären Signals in Riechzellen sowie die Bedeutung der neuronalen Verschaltungen im Riechkolben für die sensorischen Leistungen des Riechsystems besser zu verstehen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
Projekte
- Charakterisierung neu gebildeter Interneuronen im Riechkolben durch konditionalen Gen-Knock-out (Antragstellerin Monyer, Hannah )
- Der Beitrag von lateraler Hemmung zur Geruchsunterscheidung: von Molekül zum Verhalten (Antragsteller Kuner, Thomas )
- Dynamik der Geruchsrepräsentation in vivo im Bulbus olfaktorius der Säugetiere - Einfluss der Geruchsadaptation auf die raumzeitliche Dynamik und auf die Geruchsunterscheidung (Antragsteller Spors, Hartwig )
- Informationsverarbeitung im Riechsystem (Antragsteller Frings, Stephan )
- Mathematische Modellierung und Analyse von Transduktionsprozessen und neuronalen Netzen (Antragsteller Starke, Jens )
- Molekulare Mechanismen der Calmodulin-vermittelten, schnellen Adaptation in Riechsinneszellen (Antragsteller Möhrlen, Frank )
- Physiologische Mechanismen der neuralen Verrechnung im Riechkolben (Antragsteller Friedrich, Rainer )
- Wechselwirkungen zwischen den Transduktionskomponenten in Riechzellen (Antragsteller Frings, Stephan )
Sprecher
Professor Dr. Stephan Frings
