Synaptische Funktion im optischen Tectum

Die Synapse spielt eine wichtige Rolle bei der Verarbeitung und Weiterleitung von Information durch Neuronen. Die Stärke der synaptischen Übertragung ist allerdings nicht konstant; Die Nervenendigung agiert dabei als informationsverarbeitende Einheit, in der das Verhältnis zwischen Informationseingang und -ausgang abhängig von der Netzwerkaktivität dynamisch reguliert wird. Solche Änderungen in der Stärke der synaptischen Übertragung finden auf unterschiedlichen Zeitskalen statt und bestimmen das Verhalten des gesamten Organismus, indem die Art der Informationsverarbeitung in verschiedenen Regionen des Nervensystems unterschiedlich beeinflusst wird. Die präsynaptische Modulation der Neurotransmitterfreisetzung spielt bei dieser Art der Informationsverarbeitung eine wichtige Rolle. Diese Studie beschäftigt sich mit präsynaptischen Mechanismen, die die Stärke der synaptischen Übertragung in der retinotectalen Leitungsbahn in lebenden Zebrabärblingen beeinflussen. Diese werden anhand von genetisch modifizierten Zebrabärblingen untersucht, die fluoreszierende Proteine exprimieren. Anhand dieser Proteine lassen sich Vesikelfusion, prä- und postsynaptische Kalziumsignale und Membranspannung messen. Die Expression dieser Proteine wird durch Promoter getrieben, die für sensorische Neuronen, unter anderem retinale Ganglienzellen und tectale Neuronen, spezifisch sind. Mithilfe eines Multiphotonenmikroskops werde ich die synaptische und elektrische Aktivität vieler markierter Neuronen simultan in lebenden Zebrabärblingen in Echtzeit messen und gleichzeitig optische Reize applizieren. In Kombination mit pharmakologischen und genetischen Eingriffen ermöglicht mir dieser Ansatz die prä- und postsynaptischen Mechanismen, die die Stärke der synaptischen Übertragung beeinflussen, in einem nahezu physiologischen Szenario zu untersuchen. Das Ziel dieser Studie ist zu verstehen, wie neuronale Schaltkreise Signale verarbeiten, um Informationen aus der Umwelt zu erhalten. Ausserdem kann meine Arbeit dazu beitragen, den Einfluss spezifischer (prä)synaptischer Rezeptoren auf die Gesamtfunktion neuronaler Netzwerke besser zu verstehen.