Entschlüsselung der funktionellen Diversität der präfrontalen Neuronen in Mäusen

• Antragsteller: Dr. Torfi Sigurdsson
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Experimentelle und theoretische Netzwerk-Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437610067

Eine bemerkenswerte Eigenschaft der Neuronen des präfrontalen Cortex (PFC) ist ihre funktionelle Diversität, was für ihre Rolle bei der adaptiven und flexiblen Steuerung des Verhaltens wohl entscheidend ist. Diese Diversität äußert sich auf zwei Weisen. Einerseits ist die Aktivität der PFC-Neuronen von vielen Kognitiven- und Verhaltensaufgaben beeinflusst. Andererseits weisen diese Neuronen sehr diverse aufgabenbezogene Aktivitätsmuster auf, die sich nicht auf einfache Weise charakterisieren lassen. Das übergreifende Ziel des Forschungsvorhabens ist es, zugrundeliegende Prinzipien dieser funktionellen Vielfältigkeit der PFC-Neuronen aufzudecken. Zuerst werden wir untersuchen, im Rahmen der Kernhypothese 2 der Forschergruppe, inwieweit die Vielfältigkeit der Aktivitätsmuster der PFC-Neuronen auf ihre unterschiedliche efferente Projektionen zurückgeführt werden kann. Zu diesem Zweck werden wir mittels Kalzium-Bildgebungsverfahren in Mäusen die Aktivität PFC-Neuronengruppen, die auf spezifische Hirnareale projizieren, vergleichen. Unsere Arbeitshypothese ist, dass PFC Neuronen unterschiedliche Aktivitätsmuster aufweisen, je nachdem auf welche Hirnareale sie projizieren. Wir werden auch die anatomische Organisation dieser Projektionsneuronen ausführlich Charakterisieren. Zweites werden wir untersuchen, im Rahmen der Kernhypothese 1 der Forschergruppe, inwieweit die verschiedenen Verhaltensweisen, die mit dem PFC assoziiert sind, überlappende oder nicht überlappende Verbände von Neuronen aktivieren. Zu diesem Zweck werden wir die Aktivität PFC-Neuronen über einen längeren Zeitraum messen, während dessen Mäuse verschiedene Verhaltenstests durchführen. Wir stellen die Hypothese auf, dass einige Neuronen in nur wenigen Verhaltenstests aktiv sind, während andere Neuronen—die eine grundsätzlichere Rolle spielen—in mehreren Tests aktiviert werden. Wir werden auch untersuchen, während des sequentiellen Lernen von verschiedenen Verhaltensaufgaben, wie neuronale Verbände im PFC dynamisch gebildet und umgebildet werden. Insgesamt erwarten wir, durch den Vergleich der Aktivität von PFC-Neuronen, basierend sowohl auf ihren Projektionszielen als auch auf ihre Aktivität während verschiedenen Verhaltensaufgaben, neue Kenntnisse über die zugrundeliegende Faktoren, die der Vielfältigkeit der PFC-Neuronen und ihre organisation in Verbände für die flexible Steuerung des Verhaltens, zu gewinnen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5159: Aufschlüsselung präfrontaler Netzwerke der kognitiven Flexibilität