Record #898745 - RWTH Publications

DFG project G:(GEPRIS)245861656

FOR 2143: Synaptische Plastizität GABAerger Zellen - Vom Mechanismus zur Funktion

Coordinator	Professorin Dr. Marlene Bartos
Grant period	2014 - 2025
Funding body	Deutsche Forschungsgemeinschaft
	DFG
Identifier	G:(GEPRIS)245861656

Note: Eine fundamentale Eigenschaft des Gehirns ist die Fähigkeit, neue Innformationen zu erwerben zu speichern und wieder abzurufen, um Individuen zu ermöglichen, sich an ihre verändernde Umwelt anzupassen. Gedächtnisleistungen werden von der Fähigkeit der Nervenzellen vermittelt, die Effizienz ihrer Kommunikationsstellen, der Synapsen, zu verändern. Diese plastischen Veränderungen hängen von der korrelierten neuronalen Aktivität kommunizierender Nervenzellen ab und beinhalten sowohl Langzeitpotenzierung (LTP) als auch Langzeitdepression (LTD) der synaptischen Transmission. Vor ca. 50 Jahren wurde sie synaptische Plastizität erstmals für glutamaterge Synapsen in Netzwerken exzitatorischer Prinzipalzellen nachgewiesen (Hebb, 1949; Bliss & Lomo, 1973). Seitdem gilt die synaptische Plastizität als zentraler neuronaler Mechanismus, der der Gedächtnsbildung im Zentralnervensystem zu Grunde liegt (Malenka, 2003; Feldman & Brecht, 2005). Jüngst Untersuchungen, unsre eigenen einbegriffen gezeigten jedoch, dass synaptische Plastizität auch an glutamatergen Eingängen GABAerger INs auftritt (Isaac et al., 2007; Kullmann & Lamsa, 2007; Lange et al., 2012; Topolnik, 2012). In der Tat wiesen diese Untersuchungen auf eine große Vielfalt der Bedingungen und Formen synaptischer Plastizität in diesen Neuronen hin (Kullmann & Lamsa, 2011). Diese Befunde wiesen darauf hin, dass IN-Plastizität in einer vielfältigen, zelltyp- und synapsenspezifischen Weise zur Informations-verarbeitung beitragen könnte. Aus diesem Grund möchten wir in der beantragten Forschergruppe die Bedeutung der IN Plastizität für Lernen und Gedächtnis in einem dualen Ansatz entschlüsseln. Erstens möchten wir in einem ‚bottom-up’-Ansatz die zellulären und molekularen Mechanismen der synaptischen Plastizität in GABAergen Zellen identifizieren. Zweitens beabsichtigen wir in einem ‚top-down’-Ansatz das Verhältnis zwischen IN Plastizität, Netzwerkaktivität, Lernen und gedächtnisrelevantem Verhalten zu ermitteln. In der ersten Förderperiode der Forschergruppe haben wir diese Zielsetzungen erfolgreich auf Parvalbumin-expremierenden perisoma-inhibierenden (PVIs) und Somatostatin-expremierenden dendriten-hemmenden Interneurone (SOMIs) fokussiert. In der beantragten zweiten Förderperiode möchten wir diesen Zielsetzungen folgen und insbesondere den kausalen Zusammenhang zwischen IN-Plastizität, neuronalen Netzwerkaktivitäten und gedächtnisverwandtem Verhalten erfassen. Um dieses Ziel zu erreichen, werden wir in vivo und in vitro Elektrophysiologie, Neuroanatomie, bildgebende Verfahren, molekulare Biologie, Optogenetik, Verhaltensuntersuchungen und rechnergesteuerte Analysen in einer gemeinsamen, integrativen und kausalen Weise kombinieren.