Rolle der GABAergen Interneurontypen in der Kontext- und Regelrepräsentation im medialen frontalen Kortex, untersucht mit 1P-Bildgebung bei der frei beweglichen Maus

• Antragstellerin: Professorin Dr. Ilka Diester
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513977628

Der präfrontale Kortex spielt eine Schlüsselrolle bei der Repräsentation von kognitiven Parametern, einschließlich aufgabenrelevanter sensorischer Hinweise, Aufmerksamkeit, Entscheidungsfindung und Aufgabenregeln. Wie jedoch GABAerge inhibitorische Interneurontypen (IN) zur Bildung und Stabilisierung der Repräsentation von Kontexten und Regeln in aktiven Zellverbänden beitragen, ist wenig bekannt. Wir wollen diese grundlegende Frage im medialen präfrontalen Kortex (mPFC) der Maus, dem kognitiven Zentrum des Gehirns, aus den folgenden Gründen untersuchen: 1. Pyramidenzellen (PC), die die Mehrheit der Zellen in allen kortikalen Arealen ausmachen, werden durch GABAerge inhibitorische INs streng kontrolliert. 2. Es wurde beschrieben, dass schnell-spikende Neuronen (vermutlich GABAerge INs) im PFC kontext-selektive Aktivität zeigen, während regelmäßig-spikende Zellen (vermutlich glutamaterge PCs) eine wichtige Rolle bei der Repräsentation von Regeln spielen. 3. Parvalbumin (PV) und Somatostatin (SOM)-exprimierende INs (PVIs, SOMIs) spielen eine unterschiedliche Rolle im Arbeitsgedächtnis und in der räumlichen Repräsentation. 4. INs erhalten direkten Input von tiefen Unterabteilungen der CA1-PCs, einer hochaktiven Population zur Ortskodierung. Aufbauend auf diesem Wissen wollen wir untersuchen, wie PVIs und SOMIs die Aktivität einzelner Zellen und Zellverbände im mPFC der Maus während der Kontext- und Regelrepräsentation beeinflussen. Wir werden uns mit diesem grundlegenden Thema befassen, indem wir Einzelphotonen-Kalzium-Bildgebung von präfrontalen Neuronenpopulationen in sich frei bewegenden Mäusen anwenden und die Aktivität von PVI und SOMI mit optogenetischen Werkzeugen manipulieren. Mit diesen Ergebnissen wollen wir die Schaltkreismechanismen aufklären, die den Kontext- und Regelrepräsentationen zugrunde liegen, die von Interneuronen im mPFC ausgeführt werden. Unser Hauptziel ist es daher zu untersuchen, wie INs, insbesondere PVIs/SOMIs, die Aktivität einzelner PCs und PC-Assemblies beeinflussen, die Regeln und Kontexte im mPFC repräsentieren. Dieses Projekt wird neue Erkenntnisse über die Rolle der IN-Typen bei der Unterstützung abstrakter Repräsentationen im mPFC liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen