Interneuronale Plastizität während räumlichen Lernen

Der Hippocampus ist ein komplexes neuronales Netzwerk, das wichtig für die Speicherung von räumlichem Gedächtnis ist. Sogenannte `place cells` im Hippocampus feuern nur an einer bestimmten Stelle im Raum und bilden damit eine mentale Karte einer bestimmten Umgebung. Jede Umgebung wiederum wird durch eine völlig verschiedene Karte dargestellt. Neue solche Darstellungen werden durch einen räumlichen Lernprozess gebildet und gehen einher mit Veränderungen der synaptischen Verbindungen zwischen place cells und lokalen Interneuronen. Wir kombinieren in vivo Elektrophysiologie mit Optogenetik um zu untersuchen, ob diese Veränderungen Verbindungen mit spezifischen Interneuron-Typen betreffen. Zudem werden wir die molekularen Mechanismen dieser Art von synaptischer Plastizität untersuchen um Einblicke zu erhalten, wie die Veränderung synaptischer Verbindungen zur Stabilisierung von räumlichen Karten beiträgt. In diesen Experimenten wird uns die Verwendung optogenetischer Techniken erlauben, verschiedene Interneuron-Typen zu unterscheiden und solche zu identifizieren, die c-Fos exprimieren.

Der Hippocampus ist ein komplexes neuronales Netzwerk, das wichtig für das Speichern von räumlichen Erinnerungen ist. Die Hauptzellen des Hippocampus kodieren für Räume indem sie in einer ortsabhängigen Weise feuern. Zusammen bilden diese Ortszellen eine allozentrische Karte für die Darstellung eines Raumes, sodass jede Umgebung einer ganz anderen Karte entspricht. Neue Karten können in Folge von räumlichem Lernen gebildet werden und diese Kartenerstellung wird von plastischen Veränderungen der Verbindungen zwischen Pyramidenzellen und Interneuronen begleitet. Hier wurden in vivo Elektrophysiologie und optogenetische Ansätze kombiniert um für plastische Veränderungen in Interneuronen zu testen. Darüber hinaus haben wir untersucht wie synchronisierte neuronale Aktivität diese Art von Plastizität reguliert und wie diese plastischen Veränderungen eine Kartenstabilisierung fördern könnten. Durch die Verwendung von optogentischen Techniken in diesen Experimenten wurde es uns ermöglicht zwischen bestimmten Interneuron-Arten zu unterscheiden. Durch diese Ansätze hat unsere Arbeit zeigen können, dass optogenetische Aktivierung Veränderungen in der neuronalen Synchronisation auslöst welches wiederum zu einer Umstrukturierung von Verbindungen zwischen Pyramidenzellen und Interneuronen führt.