Digitaler 3D Atlas des Zentralkomplexes im Gehirn der Heuschrecke Schistocerca gregaria
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Der Zentralkomplex umfasst eine Gruppe von Gehirnstrukturen im Zentrum des Insektengehirns, das sich durch eine ausgeprägte Schichtung und senkrecht hierzu kolumnare Organisation auszeichnet. Bisher waren sowohl die anatomische Organisation wie die funktionelle Bedeutung dieser Gehirnstrukturen weitgehend unklar. Um die neuroanatomische Analyse des Zentralkomplexes voranzutreiben, wurde von seriell eingelesenen optischen Schnitten des Gehirns unseres Versuchstieres, der Wüstenheuschrecke Schistocerca gregaria, ein digitaler dreidimensionaler Standardgehirnatlas erstellt, der es in Zukunft erlauben soll, auf dieser gemeinsamen Plattform digital rekonstruierte Neuronen aus verschiedenen Präparaten miteinander zu vergleichen. Durch dreidimensionale Rekonstruktion konnten bisher 25 Typen von Neuronen mit kolumnaren Verzweigungsdomänen unterschieden und ihre Projektionsmuster aufgeklärt werden. Eine Analyse Citrullinimmunmarkierter Neurone zeigte, dass die äußersten und innersten Kolumnen des Zentralkörpers sich von den übrigen Kolumnen in ihren Verbindungen unterscheiden. Mehrere Neuronentypen des Zentralkomplexes reagieren empfindlich auf dorsal präsentiertes polarisiertes Licht. Ein Vergleich des E-Vektor-Tunings von Neuronen der Protocerebralbrücke mit ihren Verzweigungsdomänen zeigte, dass EVektor- Orientierungen über einen Bereich von 360° kompassartig in den 16 Kolumnen der Protocerebralbrücke repräsentiert sind. Damit ist der Zentralkomplex eine Gehirnregion, die möglichenweise eine Funktion als interner Himmelskompass zur Kontrolle von Navigationsrichtungen hat.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Heinze S, Homberg U (2007) Maplike representation of celestial E-vector orientations in the brain ofan insect. Science 315:995-997
- Heinze S, Homberg U (2007) Mapping of celestial E-vector orientations in the columns ofthe locust central complex. 8'^ Congress ofthe International Society for Neuroethology: POI 3
- Heinze S, Homberg U (2008) Neuroarchitecture ofthe central complex ofthe desert locust: Intrinsic and columnar neurons. J Comp Neurol 511:454-478
- Heinze, S, Homberg U (2007) Topographic organization of E-vector orientation columns in the central complex ofthe locust brain. Neuroforum 2007 Suppl: T36- 28
- Kurylas A, Rohlfing T, Krofczik S, Jenett A, Homberg U (2008) Standardized atlas ofthe brain ofthe desert locust, Schistocerca gregaria. Cell Tissue Res 333:125- 145
- Kurylas A, Rohlfing T, Krofczik S. Jenett A, Homberg U (2007) Standardized atlas ofthe brain ofthe desert locust. Neuroforum 2007 Suppl: T14-6B
- Träger U, Wagner R, Bausenwein B, Homberg U (2007) Specialized synaptic contacts in the polarization vision pathway ofthe locust brain. Neuroforum 2007 Suppl: T14-5B
- Träger U, Wagner R, Bausenwein B, Homberg U (2008) A novel type of microglomerular synaptic complex in the polarization vision pathway of the locust brain. J Comp Neurol 506:288-300
