Kortikofugale Regulation von Thalamuskernen durch den somatosensorischen Kortex

• Antragstellerin: Professorin Dr. Denise Manahan-Vaughan
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und theoretische Netzwerk-Neurowissenschaften ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 520284247

Der somatosensorische Kortex (S1) des Nagetiers ist fein abgestimmt, um Schnurrhaar (Whisker)-Schwingungen so zu interpretieren, dass räumliche, Objekt- und taktile Informationen erhalten werden. Dies wiederum unterstützt sowohl die Identifizierung und Lokalisierung von Objekten, als auch die Bewegung des Nagetiers durch dessen Umgebung. Whisker-generierte Informationen werden vom Thalamus verarbeitet, bevor sie S1 und die entsprechenden motorischen Strukturen des Gehirns erreichen. Der Neokortex besteht aus sechs Schichten, und obwohl sich viele Studien mit der Informationswahrnehmung und -integration innerhalb der Schichten 1-4 befasst haben, ist viel weniger über die Rolle der Schicht 6 bei der somatosensorischen Informationsverarbeitung bekannt. Diese Struktur ist in die Schichten 6A und 6B unterteilt, die beide an der kortikothalamischen Kontrolle des Thalamus beteiligt sind: Während Schicht 6A an der Modulation von sog. 'first-order' Eigenschaften thalamischer Kernen beteiligt ist, schickt Schicht 6B Projektionen an den posterioren medialen Thalamus (POm), eine Struktur die als sog. 'higher-order' Relais fungiert. Zwei Zellpopulationen in Schicht 6 können anhand ihrer Membranrezeptoren unterschieden werden: Zellen die den Dopamin D1 Rezeptor (Drd1), und Zellen die den Neurotensin Rezeptor 1 (Ntsr1), exprimieren. Vorarbeiten haben gezeigt, dass diese sehr unterschiedliche Projektionsmuster zu POm aufweisen. In diesem Vorhaben, werden wir mittels optogenetischen und elektrophysiologischen Ansätzen bei wachen Mäusen während der Whiskerstimulierung untersuchen, inwieweit L6-Drd1- und L6-Ntsr1-Zellen das Whisking-Verhalten differentiell modulieren. Wir werden die Hypothese überprüfen, dass diese unterschiedlichen Schichten 6-Zellpopulationen verschiedene Aspekte der kortikofugalen Kontrolle des POm erfüllen. Insbesondere möchten wir untersuchen, inwieweit diese unterschiedlichen kortikofugalen Projektionen zum POm eine erfahrungs- und kontextabhängige Modulation der Informationsübertragung vom Thalamus zum somatosensorischen Kortex ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2411: LOOPS: Kortiko-subkortikale Interaktionen für Adaptive Wahrnehmung