Probabilistische 3D-Karten des posterioren Default-Mode-Netzwerks (pDMN) von Mensch und Makake basierend auf Analysen der Zytoarchitektur, der Rezeptorverteilung und der funktionellen Konnektivität

• Antragstellerin: Lucija Rapan, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Kognitive und systemische Humanneurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 519392583

Der posteriore cinguläre Kortex (PCC) bildet zusammen mit dem retrosplenialen Kortex (RSC) einen zentralen Knotenpunkt im Default Mode Network (DMN; Buckner et al., 2008). In diesem Zusammenhang werden PCC und RSC gemeinsam auch als posteriores DMN (pDMN) bezeichnet welches eine wichtige Rolle bei autobiografischen Erinnerungen und adaptivem Verhalten spielt, bei denen eine Interaktion des internen und externen Aufmerksamkeitsfokus erforderlich ist (Leech et al., 2011). Architektonische Analysen von humanen und nicht-humanen Primatengehirnen haben gezeigt, dass das pDMN eine heterogene Region ist (Brodmann, 1909; Vogt et al., 1995; Vogt et al., 2005). Die vorhandenen Karten unterscheiden sich hinsichtlich der Anzahl und des Umfangs der identifizierten Bereiche und wurden nicht innerhalb eines stereotaktischen Raumes definiert. Darüber hinaus deuten funktionelle, artenübergreifende Studien (Xu et al., 2020) zwar auf eine geringe funktionelle Ähnlichkeit zwischen Makaken und Menschen in dieser Hirnregion hin, die architektonischen Grundlagen dieser Divergenz sind jedoch noch ungeklärt. Das übergeordnete Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist es, den Zusammenhang zwischen der strukturellen und funktionellen Heterogenität des pDMN von Primaten zu verstehen und den Makakenaffen als geeignetes Tiermodell für die translationale Neurowissenschaft zu etablieren. Zu diesem Zweck werden wir probabilistische 3D-Karten des humanen pDMN und des pDMN des Makakenaffen erstellen, welche auf quantifizierbaren und statistisch überprüfbaren Analysen der jeweiligen Zyto- und Rezeptorarchitektur beruhen. Diese verwenden wir als Ausgangspunkt für die Auswertung derzeit verfügbarer Open-Source-Datensätze der funktionellen und Diffusionstensor-Bildgebung beider Spezies. Die daraus resultierenden Karten sollen der neurowissenschaftlichen Gemeinschaft öffentlich zugänglich gemacht werden und zukünftig Informationen über die interindividuelle Variabilität in Bezug auf Lage und Ausmaß der zytoarchitektonisch-identifizierten Bereiche enthalten, sowie über die Verteilungsmuster von 14 Rezeptortypen aus diversen Neurotransmittersystemen. Da Rezeptoren entscheidende Faktoren bei der Signaltransduktion sind, werden diese Daten unser Verständnis über die strukturellen und funktionellen Organisationsprinzipien innerhalb des pDMN verbessern. Letztendlich wird die Integration von Daten über die funktionelle Konnektivität, die Zytoarchitektur und die Verteilungsmuster von 14 verschiedenen Neurotransmitter-Rezeptoren beider Primatenarten im stereotaktischen einen hochmodernen Ansatz für vergleichende Neurowissenschaften im stereotaktischen Raum bieten (Mars et al. 2021). Insbesondere wird dies es uns ermöglichen die lokale architektonische und funktionelle Organisation mit regionalen Struktur-Funktions-Unterschieden innerhalb jeder Art und über verschiedene Skalen hinweg zu untersuchen (vertikaler Vergleich), als auch die multimodalen Analysen über Arten hinweg (horizontaler Vergleich).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen