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FOR 5424: Modulation der Olfaktion: Wie rekurrente Schaltkreise zustandsabhängiges Verhalten bestimmen

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

FOR 5424: Modulation der Olfaktion: Wie rekurrente Schaltkreise zustandsabhängiges Verhalten bestimmen

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Hunger und Fortpflanzung sind wohl die beiden wichtigsten Triebe im Tierverhalten. Von Würmern über Insekten bis hin zu Säugetieren verlassen sichdie meisten Arten stark auf den Geruchssinn, um diesen Trieben zu folgen, d. h. um Nahrung und geeignete Paarungspartner zu finden. Umgekehrt modulieren Stoffwechsel und Fortpflanzung die Geruchswahrnehmung je nach den verhaltensbedingten und physiologischen Bedürfnissen sowie dem gegenwärtigen allgemeinen Erregungszustand des Tieres. Während wir beginnen, die primäre Feed-Forward-Verarbeitung im Geruchssinn zu verstehen, ist die Funktion der vielen kurz- und langreichweitigen rekurrenten Verbindungen, die dem primären sensorischen Strom zum Teil entgegengerichtet sind und in den Riechsystemen der verschiedenen Phylae zunehmend genauer beschrieben werden, noch unklar. Unsere Hypothese ist, dass diese verschiedenen Arten von rekurrenten Schaltkreisen eine wichtige modulierende Rolle für zustandsabhängige Geruchsverarbeitung, Wahrnehmung und Verhalten spielen. Ziel dieser Initiative ist es daher, diese Hypothese in entfernten Tiermodellen (Insekten und Nagetiere) experimentell zu testen, und zwar von der Neuroanatomie der zugrundeliegenden rekurrenten Schaltkreise, ihrer jeweiligen synaptischen Konnektivität und Physiologie über die Modulation der Ensembleaktivität der Prinzipalneuronen bis hin zur Modulation von Wahrnehmung und Verhalten durch beispielhafte grundlegende zustandsabhängige Variablen, d. h. Hunger, Fortpflanzungstrieb, Erregung und Erfahrung. Um dieses Ziel zu erreichen, werden wir gemeinsam Methoden entwickeln, standardisieren und optimieren, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf der präzisen Kontrolle des Geruchsstimulus und auf Aufzeichnungstechniken liegt, die sich für die Untersuchung rekurrenter Schaltkreismotive eignen. Die erwarteten Ergebnisse unseres ehrgeizigen Forschungsprojekts werden nicht nur für die Geruchsverarbeitung von Bedeutung sein, sondern auch wesentliche Regeln und Mechanismen für die Funktion von rekurrenten Verbindungen im gesamten Nervensystem aufzeigen.

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