Ursprung der dualen Raten und Phasen-Repräsentation des Raumes im Hippocampus und Entorhinalen Cortex

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Leibold
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251236949

• Erstellungsjahr: 2019

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Sowohl im Hippocampus, als auch im medialen entorhinalen Cortex (MEC) findet man während Navigationsaufgaben neurale Repräsentationen des Raumes. Das Hauptziel des Projekts war es, die Interaktion der Raumrepräsentationen beider Hirnareale zu ergründen. Es stellte sich heraus, dass ein Abschaltung des MEC-Eingangs in den Hippocampus nicht dessen Raumkarte zerstört, aber die zeitlichen Korrelationen zwischen CA1 Ortszellen. Ebenso wurde gezeigt, dass hippocampale Offline-Sequenzaktivität durch die Herausnahme von MEC-Eingängen reduziert wird, aber nicht vollständig absent ist. In einer theoretischen Modellierungsstudie konnte gezeigt werden, dass zeitliche Korrelationen von Ortszellen in Kombination mit spikezeitabhängiger Plastizität, die Entstehung von Gitterzellen im MEC erklären kann.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• The medial entorhinal cortex is necessary for temporal organization of hippocampal neuronal activity. Nature Neuroscience, Vol. 18. 2015, No. 8, pp. 1123-1132.
  Schlesiger, Magdalene I., Cannova, Christopher C., Boublil, Brittney L., Hales, Jena B., Mankin, Emily A., Brandon, Mark P., Leutgeb, Jill K., Leibold, Christian, Leutgeb, Stefan
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1038/nn.4056)
• Asymmetry of Neuronal Combinatorial Codes Arises from Minimizing Synaptic Weight Change. Neural Computation, Vol. 28. 2016, No. 8: pp. 1527-1552.
  Leibold, Christian ; Monsalve-Mercado, Mauro M.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1162/NECO_a_00854)
• Hippocampal Spike-Timing Correlations Lead to Hexagonal Grid Fields. Physical Review Letters, Vol. 119. 2017, No. 3, 38101.
  Monsalve-Mercado, Mauro M.; Leibold, Christian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.038101)
• Traveling Theta Waves and the Hippocampal Phase Code. Scientific Reports, Vol. 7. 2017, 7678.
  Leibold, Christian ; Monsalve-Mercado, Mauro M.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1038/s41598-017-08053-3)
• Hippocampal CA1 replay becomes less prominent but more rigid without inputs from medical entorhinal cortex. Nature Communications, Vol. 10. 2019, 1341.
  Chenani, Alireza; Sabariego, M.; Schlesiger, M. I.; Leutgeb, Jill K.; Leutgeb, Stefan; Leibold, Christian
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1038/s41467-019-09280-0)