Geschlechtsspezifische Neuromodulation in adaptiven instinktiven Verhaltensweisen

• Antragstellerin: Elena Kutsarova, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 515465001

Instinktive Verhaltensweisen wie Jagd, Paarungs- und Fluchtverhalten müssen nicht erlernt werden und sind entscheidend für das Überleben des Individuums und der Art. Die neuronalen Schaltkreise, die diesen Verhaltensweisen zugrunde liegen, sind in hohem Maße konserviert und werden oft als "fest verdrahtet" angesehen, um stereotype Verhaltensweisen zu unterstützen. Es gibt jedoch zunehmend Hinweise darauf, dass instinktives Verhalten sehr flexibel ist. Die Auswahl und Ausführung dieser Verhaltensweisen können je nach dem inneren Zustand (z. B. Hunger, Stress, Brunst) und der bisherigen Erfahrung des Tieres variieren. Ein neuronaler Knotenpunkt, der für die Ausführung der meisten instinktiven Verhaltensweisen entscheidend ist, ist das periaquäduktale Grau (PAG) im Mittelhirn. Hier bildet ein kolumnar organisiertes Netzwerk glutamaterger und GABAerger Neuronen das neuronale Substrat für die Ausführung entsprechender Verhaltensweisen. Das PAG weist eine sehr hohe Dichte an neuromodulatorischen Rezeptoren, wie z. B. Opioidrezeptoren, auf. Obwohl die Neuromodulation gut geeignet ist, um dem PAG Flexibilität zu verleihen, ist ihre Rolle für die Funktion des PAG kaum erforscht. Dies liegt vor allem daran, dass nur wenig über die Zytoarchitektur, die synaptischen Eigenschaften und die Netzwerktopologie des PAG bekannt ist. In diesem Projekt werde ich mich auf die Rolle der Neuromodulation im PAG bei der Entstehung von Flexibilität in instinktiven Verhaltensweisen bei Mäusen konzentrieren. Ich werde es mir zunutze machen, dass Veränderungen in der Opioid-Neuromodulation natürlich vorkommen, sowohl zwischen Männchen und Weibchen als auch während des Brunstzyklus bei Weibchen. Ich werde damit Plastizitätsmechanismen in einzelnen Neuronen aufdecken, sowie die daraus resultierenden Veränderungen in den Schaltkreisen, die Verhaltensanpassungen zugrunde liegen. Daten aus meinen Vorarbeiten bestätigen, dass es in der Tat geschlechts- und zyklusspezifische Veränderungen in der Dichte der Opioidrezeptoren gibt, und erweitern die bisherige Literatur dahingehend, dass das Gleichgewicht zwischen Exzitation und Inhibition im PAG geschlechts- (und zyklus-) spezifisch verschoben werden kann. Diese Verschiebung könnte tief greifende Auswirkungen auf die Auswahl und Ausführung von instinktivem Verhalten haben. Der erfolgreiche Abschluss dieser Studie wird zu einer ersten systematischen Charakterisierung der PAG-Mikroschaltkreise führen. Darüber hinaus wird das Verständnis der neuronalen Basis für geschlechtsspezifische Unterschiede in instinktivem Verhalten von entscheidender Bedeutung sein, um einen gesellschaftlichen Wandel zu unterstützen, hin zu einem besseren Verständnis der dramatisch übersehenen Besonderheiten der weiblichen Physiologie.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle