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Projekt
Die Eigenschaften von Sensory Gating – Untersuchungen der Funktion einer kortikobulbären Schleife.
Antragsteller
Professor Dr. Cornelius Schwarz
Fachliche Zuordnung
Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
Förderung
Förderung seit 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 520098446
Gehirnfunktion wird von prädiktiven Systemen bestimmt, die einen enormen funktionellen Bereich - von sensomotorischer Interaktion bis zur bewussten Planung - umfassen. Die Trennung dieser Systeme ist schwierig, da sie auf der Funktion von außerordentlich plastischen Hirnstrukturen beruhen, die sich in einer Ko-Evolution entwickelt haben und miteinander hochvernetzt sind (z.B. Neokortex und Zerebellum). Der Versuch der Abtrennung ist jedoch wichtig, da sich die Dysfunktion eines Systems möglicherweise durch die Förderung eines anderen, überlappenden Systems mildern lassen könnte. Die klassische Beschreibung von Sensory Gating (SG) ist es, dass Bewegungssignale dazu führen periphere sensorische Signale zu modulieren. Diese Charakterisierung deutet bereits eine Rolle für Rückkopplungssignals im Sinne eines prädiktiven Systems an. Das vorliegende Projekt hat ein dreifaches Ziel. Erstens wollen wir demonstrieren, dass SG von anderen prädiktiven Systemen separiert ist. Zweitens planen wir bisher unbekannte Funktionen von SG aufzeigen. Drittens werden wir die neuronalen Grundlagen von SG analysieren, insbesondere die Funktion einer kortkobulbären Schleife, mit deren Hilfe sensorische Hirnstammsignale unter Top-Down Kontrolle gebracht werden könnten. In Vorarbeiten haben wir bereits gezeigt, dass SG eindeutig vom klassischen Konzept des Reafferenzprinzips (= State Estimation, SE) getrennt werden kann - zwei Systeme, die klassischerweise beide im Kontext von Körperbewegungen untersucht wurden. Wir werden nun untersuchen, ob SG auch in Verhaltenselementen ohne Bewegung nachweisbar ist, die wir in eine Armbewegungsaufgabe in kopffixierten Mäusen einbauen, oder sogar in reinen Belohnungserwartungsaufgabe ohne eine Beteiligung des Motorsystems. Weiter strengen wir eine optogenetische Blockade des Zerebellums an, um die Unabhängigkeit von SG von dieser Struktur nachzuweisen. Beide Ziele sind geeignet SG von SE weiter zu trennen und neue Funktionen von SG aufzuzeigen. Hinsichtlich der neuronalen Grundlagen werden wir die kortikobulbäre Projektion vom Neokortex zum Ncl. Cuneatus, mittels projektions- und zellspezifischer optogenetischer Blockade, untersuchen. Um zu zeigen, dass sensorische Modulation mit und ohne Beteiligung des Motorsystems vergleichbar sind, testen wir ob jeweils identische Funktionen sowohl der kortikobulbären Schleife, als auch der lokalen Interneuronen des Cuneatus, zu beobachten sind.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
