Vasopressin im Bulbus olfaktorius: Neuronale Mechanismen des sozialen Gedächtnis

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Veronica Egger; Dr. Michael Lukas
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 336677558

Das Neuropeptid Vasopressin (VP) ist ein wichtiger Vermittler sozialen Verhaltens bei Wirbeltieren, dessen Wirkung bisher am besten in limbischen Gehirnregionen wie dem Hypothalamus und der Amygdala beschrieben ist. Das intrinsische VP-System im Bulbus olfaktorius (OB) und damit der direkte Einfluss dieses Systems auf die soziale Geruchsverarbeitung sind weit weniger gut untersucht. Bulbäre VP-Zellen werden den glutamatergen externen Büschelzellen zugeordnet, die einzelne Glomeruli mit einem dendritischen Büschel innervieren. VP reduziert das Feuern der prinzipalen Mitralzellen, was sehr wahrscheinlich für die soziale Duftdiskriminierung von Individuen benötigt wird. Die genauen physiologischen Mechanismen, über die VP die Wahrnehmung speziell von sozial relevanten Gerüchen auf zellulärer und systemischer Ebene im OB ermöglicht, sind noch weitgehend unklar. Dies gilt ebenso für die Kopplung der VPergen Neuromodulation auf zellulärer Ebene an die Aufrechterhaltung des sozialen Gedächtnisses. Basierend auf ersten vorläufigen Daten präsentieren wir im Antrag eine detaillierte Arbeitshypothese, die erklären könnte, wie das VP-System das spezifisch soziale Geruchsgedächtnis auf zellulärer Ebene implementiert und aufrechterhält. Um dieses Konzept zu prüfen, muss das bulbäre VP System in mehreren Hinsichten charakterisiert werden: (1) zelluläre und subzelluläre Anatomie, (2) Netzwerk-Interaktionen und (3) Kopplung an das Verhalten.Wir planen daher zunächst, gezielt in der glomerulären Schicht synaptische Partner von VP-Zell-Dendriten und -Axonen mit histologischen und ultrastrukturellen Methoden zu identifizieren. Obwohl erregende Neuronen mit glomerulären Büscheln typischerweise von olfaktorischen Eingängen erregt werden, haben wir in GFP-markierten-VP-Zellen in einer transgenen Rattenlinie nach Stimulation des Nervus olfaktorius biphasischen Input beobachtet, mit einer frühen, starken GABAergen Komponente, deren genauer Ursprung noch der Klärung bedarf. Die verzögerte, schwächere erregende Komponente sollte nach unserer Auffassung mit zusätzlichen erregenden, sozial spezifischen Eingängen zusammenfallen, um lokale VP-Ausschüttung auslösen zu können. Diese könnten aus dem akzessorischen OB und/oder dem anterioren olfaktorischen Nucleus stammen, da diese Strukturen die Geruchsverarbeitung im OB speziell im Kontext geruchsabhängiger sozialer Verhaltensweisen modulieren. Abschließend planen wir in Frage kommende zelluläre Mechanismen in Verhaltensexperimenten auf ihre tatsächliche Beteiligung am sozialen Kurzzeitgedächtnis mittels pharmakologischer Manipulation des bulbären VP Systems zu testen.Wir erwarten, dass Erkenntnisse zu den zellulären Grundlagen der Arbeitsweise des bulbären VP-Systems während geruchsabhängigem sozialem Verhalten auch zum Verständnis der zellulären VPergen Mechanismen auf kortikaler und limbischer Ebene während sozialer Kognition im Allgemeinen beitragen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen