Formung Amygdala-präfrontaler Konnektivität und emotionaler Kognition im Erwachsenenalter durch Störung der Amygdala während der Adoleszenz

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Ingrid Ehrlich; Dr. Martin Kriebel
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Biologische Psychiatrie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545418580

Emotionale Kognition beruht auf dem Lernen wichtiger Ereignisse, deren zeitlichen Zusammenhängen und Vorhersagewerten, und ist Grundlage adaptiven Verhaltens. Hierbei spielt das Netzwerk aus basolateraler Amygdala (BLA) und medialem Präfrontalkortex (mPFC) eine zentrale Rolle. Entwicklungsabhängige Störungen dieses Netzwerks, z.B. in der Adoleszenz, können für neuropsychiatrische Erkrankungen prädisponieren. Die sich früh entwickelnde Amygdala könnte die nachfolgende Reifung des und ihre Verbindung mit dem mPFC steuern. Es bleibt offen, ob Funktionen der Amygdala in der Adoleszenz BLA-mPFC Interkonnektivität und angemessenes emotional-kognitives Verhalten im Erwachsenenalter beeinflussen. Um dies zu entschlüsseln, setzen wir eine Amygdala-spezifische Manipulation von Tuberous Sclerosis Complex 2 (Tsc2) ein, eines Risikogens für neuropsychiatrische Störungen, dem eine Rolle in synaptischer Funktion und Plastizität, Erhaltung des Gleichgewichts zwischen Erregung und Hemmung (E/I), sowie Steuerung emotionalen und sozialen Verhaltens zugeschrieben wird. Unser Befund, dass ein Tsc2-Knockdown (kd) in der BLA ab der frühen Adoleszenz die Furchtregulation verändert und die basale Aktivität des mPFC bei erwachsenen Nagetieren erhöht, untermauert eine solche instruktive Rolle der Amygdala. Im nächsten Schritt möchten wir folgende Fragen beantworten: Definiert ein Tsc2-kd in der BLA während der Adoleszenz eine kritische Periode für die Modifikation von BLA-mPFC Netzwerken? Wie verändern sich lokale BLA-Schaltkreise und ihre Konnektivität mit anderen Hirnregionen, und wie wird emotionale Kognition im Erwachsenenalter beeinflusst? Gibt es angesichts des peripubertären Charakters der Adoleszenz Unterschiede zwischen Geschlechtern? Wir nutzen eine neue virale Strategie für einen zeitlich begrenzten Tsc2-kd in der adoleszenten BLA, um Auswirkungen bis ins Erwachsenenalter zu verfolgen. Unsere komplementäre Expertise ermöglicht multimodale Analysen bei Nagetieren. Auf zellulärer Ebene analysieren wir synaptische Strukturen, Signalkomponenten, E/I Gleichgewicht, sowie funktionelle Eigenschaften von lokalen und BLA-mPFC-Netzwerken.. Durch funktionelles MRT werden systemische Veränderungen im Gehirn longitudinal verfolgt und mit struktureller Konnektivität (Diffusions-MRT) im adulten Gehirn korreliert. Außerdem wird emotional-kognitives Verhalten wie Furchtgeneralisierung und Extinktion, sowie zeitliche Erwartung aversiver Reize und deren neuronale Korrelate untersucht. Dies erfolgt mittels Immediate Early Gene Mapping und Kohärenzanalyse neuronaler Oszillationen in BLA-mPFC Netzwerken und wird mit fMRT korreliert. Unser Projekt liefert neue mechanistische Erkenntnisse, wie Amygdala-Störungen während der Adoleszenz heranreifende Netzwerke beeinflussen, um emotionales Verhalten im Erwachsenenalter zu prägen, und könnte Hinweise für Interventionen in kritischen Phasen geben, um spätere psychopathologische Veränderungen zu lindern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. Valérie Doyère; Dr. Sebastien Meriaux