Umsetzung von Duftinformationen in angeborene olfaktorische Alkoholpräferenz

• Antragstellerin: Professorin Dr. Henrike Scholz
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 245734265

Das Ziel dieses Antrages ist es die Mechanismen im Gehirn der Fliege zu entdecken, die das Tier dazu bringt, sich gezielt in eine Richtung zu bewegen. In der Natur werden Tiere, wie zum Beispiel Spitzhörnchen und Fruchtfliegen, von den Düften fermentierender Früchte angelockt. Der aus der Futterquelle strömende Duft Ethanol lockt Tiere über große Entfernungen an. Wir haben kürzlich zeigen können, dass adulte Drosophila melanogaster Fliegen im Labor wie in der Natur von ähnlich schwach alkoholhaltige Duftgemischen angezogen werden (Ogueta et al., 2010). Im allgemeinen werden Duftinformationen auf verschiedenen Ebenen verarbeitet, bevor diese Informationen in Verhaltensantworten umgewandelt werden. Anfänglich wird der Duft wahrgenommen und das Tier ordnet diese Information in den Zusammenhang des inneren Zustands des Tieres ein. Nach diesem Schritt muss das Tier entscheiden, ob es auf diesen Stimulus reagiert und ob es sich auf den Duftstimulus zubewegen wird. Schließlich muss das Motorprogram abgerufen werden, dass tatsächlich dazu führt, dass das Tier sich zur Duftquelle hin bewegt. Wir haben kürzlich gezeigt, dass mindestens zwei Mechanismen an dieser Entscheidung beteiligt sind. Ein Mechanismus benötigt die Prozessieren von Duftinformationen auf dem Niveau der olfaktorischen Rezeptorneurone und hängt von dem olfaktorischen Korezeptor Orco ab, der früher Or83b genannt wurde (Schneider et al., 2012). Ob die Orco Funktion für die Erkennung von Ethanol spezifisch ist oder ob Orco im Allgemeinen dafür zuständig ist, zwischen ähnlich komplexen Düften zu unterscheiden, ist nicht bekannt. Dies soll in diesem Vorhaben mit Hilfe von neurogenetischen Veränderungen kombiniert mit Verhaltensexperimenten untersucht werden. Die phänotypische Analyse von Oktopamine-losen Tyramine-b-hydroxylase Mutante legte den zweiten Mechanismus offen. Die opto-genetische Aktivierung von oktopaminergen/tyraminergen Neuronen erhöhte die Wahrscheinlichkeit, dass die Fliegen eine Seite einer anderen Seite vorzogen. Dies legt nahe, dass das oktopaminerge/tyraminerge Neurotransmittersystem notwendig für einen verstärkenden Mechanismus ist, der zur olfaktorischen Präferenz führt und an der Auswahl der Verhaltensantwort beteiligt ist (Schneider et al., 2012). Wie jedoch dieser Verstärker in der olfaktorischen Präferenz funktioniert und ob er zum Beispiel durch die Verlagerung der Aufmerksamkeit verursacht wird, ist unbekannt. Dies soll in diesem Antrag mit Hilfe von neuroanatomischen Methoden und opto-genetischen Veränderungen von neuronaler Funktion gepaart mit Verhaltensversuchen untersucht werden. Zusammenfassend werden beide Ansätze dazu beitragen, unser Verständnis zu vertiefen, wie Verhaltensantworten vom Gehirn ausgesucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen