AG Vida: Interneurone

Das Hauptinteresse der Arbeitsgruppe besteht darin, wie Informationen im Gehirn verarbeitet und gespeichert werden können. Dabei steht die Frage im Fokus, welchen Einfluss inhibitiorische Interneurone darauf haben und durch welche Art der Inhibition bestimmte neuronale Prozesse vermittelt werden. Obwohl diese Interneurone nur eine vergleichsweise geringe Anzahl (circa 10% der neuronalen kortikalen Population) darstellen, sind sie doch sehr vielfältig und können in mehrere verschiedene Arten unterteilt werden.

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Forschungsziele

Der Fokus des Labors ist die Erforschung von Struktur, Funktion und deren Zusammenhang in GABAergen Interneuronen des Hippocampus. GABAerge Interneurone sind zwar nur in geringer Zahl (~10% der Gesamtneurone) vertreten, dennoch gibt es viele unterschiedliche Typen mit bestimmten Eigenschaften. Diese verschiedenen Interneurone inhibieren ihre Zielzellen zu unterschiedlichen Zeiten, an verschiedenen subzellulären Stellen und befinden sich auch an unterschiedlichen Positionen innerhalb des Netzwerks. Dadurch können sie regulieren, wann und wo Informationen im neuronalen Schaltkreis übertragen werden – vorstellbar wie die Organisation des Straßenverkehrs durch Ampeln.

Das Team nutzt eine Kombination aus neuroanatomischen und elektrophysiologischen Methoden sowie theoretische Ansätze, wie Einzelzell- und Netzwerksimulationen (iNeuron), um die wissenschaftlichen Fragen zu klären.

Arbeitshypothese

Inhibition als solche ist essentiell innerhalb eines funktionierenden Schaltkreises und unsere Arbeitshypothese ist, dass die verschiedenen Interneurone dazu dienen, verschiedene Formen der Inhibition in neuronalen Schaltkreisen untereinander aufzuteilen.

Oszillationen, Hippokampus und Methodik

Ein wesentlicher Mechanismus neuronaler Organisation durch die Aktivität GABAerger Interneurone ist die Generation oszillatorischer Aktivität. Oszillationen ("Hirnwellen") können im EEG beobachtet werden und sollen dazu dienen, Netzwerkaktivität zu strukturieren. Sie sorgen für rhythmisch wechselnde Zeitfenster mit hoher und geringer neuronaler Aktivität, sodass sie als zeitliche Referenzsignale angesehen werden können.

Der Fokus der AG ist der Hippokampus, der für Lernen, Gedächtnis und räumliche Navigation eine zentrale Rolle spielt. Der Hippokampus ist häufig bei Hirnkrankheiten wie Epilepsie oder Alzheimer betroffen und nicht zuletzt durch seine übersichtliche Schichtstruktur für experimentelle Ansätze bestens geeignet.

Zu den methodischen Anwendungen zählen hauptsächlich elektrophysiologische, als auch morphologische und immunzytochemische Methoden und die Modellierung neuronaler Schaltkreise im Computer.

Kooperationen

  • Dr. Marlene Bartos, Institute of Physiology, University of Freiburg
  • Prof. Bernhard Bettler, Institute of Physiology, University of Basel
  • Dr. Stuart Cobb, Neurosciences and Clinical Psychology, University of Glasgow
  • Prof. Tengis Gloveli, Cellular and Network Physiology, Charité Berlin
  • Dr. Akos Kulik, Institute of Physiology, University of Freiburg
  • Prof. Dr. Dietmar Schmitz, NeuroCure, Charité Berlin
  • Prof. Peer Wulff, Institute of Medical Sciences, University of Aberdeen

Drittmitelprojekte

Aktuelle Drittmitelprojekte

DFG

Forschergruppe: Synaptische Plastizität GABAerger Zellen - vom Mechanismus zur Funktion (FOR 2143)

Projekt: GABAB receptor-mediated regulation of synaptic plasticity in interneurons (VI 353/1-1) Laufzeit bis Dezember 2017

Industrie

Lundbeck XXXX