Neuronale Kontrolle von Laufrichtung und Laufgeschwindigkeit bei Insekten

• Antragsteller: Professor Dr. Ansgar Büschges
• Fachliche Zuordnung: Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5432014

Das Fortbewegungssystem von Tieren muss sich ständig wechselnden Umweltbedingungen und Aufgaben anpassen. Wir untersuchen für ein Laufsystem, wie auf neuronaler Ebene die Änderung der Laufgeschwindigkeit und der Wechsel der Laufrichtung erzeugt werden. Als Untersuchungsobjekt dient das Mittelbein der Stabheuschrecke, eines nicht anderweitig spezialisierten Laufbeins. Dessen neuronale Mechanismen der Bewegungskontrolle sind besonders gut verstanden. Unter Nutzung neuer experimenteller Ansätze wird im ersten Teilprojekt die Erzeugung der Änderung der Laufgeschwindigkeit untersucht und folgenden Fragen nachgegangen: (i) Welche Änderungen der Aktivität der Beinmotoneurone und der synaptische Ansteuerung durch prätnotorische Netzwerke führen zur Änderung der Laufgeschwindigkeit und welche Parameter werden dabei kontrolliert (z.B. Schreitfrequenz, Verhältnis Stemm- Schwingphase)? (ii) Wie ändert sich in Abhängigkeit von der Zyklusperiode die Verarbeitung sensorischer Signale zur Kontrolle der Aktivität der Beinmotoneurone? Das zweite Teilprojekt analysiert die Erzeugung des Vorwärts- und Rückwärtslaufens und soll die folgenden Fragen klären: (i) Welche Änderungen des Aktivitätsmusters der Beinmotoneurone treten mit dem Laufrichtungswechsel auf und wie verändern sich dabei die synaptischen Eingänge von prämotorischen Netzwerken auf die Motoneurone? (ii) Wie unterscheidet sich die zentrale und sensorische Kontrolle des Rückwärtslaufens vom Vorwärtslaufen? Eine solche Analyse ist durch den bereits bestehenden guten Kenntnisstand zum Vorwärtslaufen vielversprechend.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen