Klinische Neurobiologie

GABAerge Zellen sind inhibitorische Neurone, denen die Synchronisierung neuronaler Netzwerke unterliegt, Voraussetzung für die meisten höheren Gehirnfunktionen. Wir identifizierten molekulare Determinanten, die ideal sind, um die Aktivität GABAerger Interneurone zu manipulieren, und dadurch ihre Zell- und Netzwerkfunktion zu erforschen. So benutzen wir genetisch modifizierte Mäuse mit reduzierter Rekrutierung GABAerger Interneurone oder veränderter Konnektivität zur Untersuchung des Effekts auf die räumliche Kodierung und das Gedächtnis. Wir konzentrieren uns auf die hippocampale-entorhinale Formation, eine Gehirnstruktur, die bei Nagetieren für die räumliche Orientierung und beim Menschen für das episodische Gedächtnis notwendig ist. Schließlich untersuchen wir Plastizität, die aus der Integration neu geborener Neurone in bestehende postnatale Netzwerke herrührt. Neurogenese-Projekte befassen sich mit den Genen, die an Zellgeburt, -migration und -differenzierung beteiligt sind.

Wir werden unsere laufenden Untersuchungen wie folgt ausdehnen:

1. Wir werden Mechanismen entschlüsseln, durch die neu identifizierte Hilfsproteine die Signalgebung der Rezeptoren modulieren. Außerdem werden wir feststellen, ob die Expression von Hilfsproteinen durch Aktivität moduliert werden kann.
2. Wir zielen in Zukunft auf eine lokale genetische Manipulation GABAerger Interneurone ab. Bisher manipulierten wir GABAerge Interneurone global im ganzen Gehirn. Ideal wäre jedoch, GABAerge Interneurone nur in der hippocampal-entorhinalen Region zu manipulieren. Des Weiteren werden wir virusvermittelte Genexpression von lichtaktivierten Kanälen (z.B. Channelrhodopsin) einsetzen, was sowohl eine verlässliche online Identifizierung von GABAergen Interneuronen sowie deren Manipulation während der Verhaltensexperimente zulässt. Dieser Ansatz eröffnet Möglichkeiten, kausale Zusammenhänge zwischen der Aktivität GABAerger Interneurone, räumlicher Kodierung und Gedächtnis herzustellen. Schließlich werden wir die funktionelle Bedeutung bislang unbekannter GABAerger Neurone, die den Hippocampus und medialem entorhinalen Kortex verbinden, untersuchen.
3. Unsere Neurogenese-Projekte werden sich auf die Modifikation der Neurogenese durch Umweltfaktoren konzentrieren und die funktionelle Signifikanz der Neurogenese für hippocampales und olfaktorisches Lernen nachweisen.