Integration of afferent sensory and cortical input by identified neurons of the rodent somatosensory cortex (C03)

• Subject Area: Cognitive, Systems and Behavioural Neurobiology ; Human Cognitive and Systems Neuroscience
• Term: from 2011 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 154113120

Zur Verarbeitung taktiler Information steigen mindestens 3 parallele Pfade von den mit den Vibrissen assoziierten Mechanorezeptoren über subkortikale Verarbeitungsstationen zum somatosensorischen (Barrel) Cortex auf, wo man annimmt, dass sie verschiedene Schichten und Areale ansteuern. Es ist jedoch weitgehend unklar, ob diese Pfade dort auch spezifische Zelltypen innervieren und weiter, ob diese Zellen unterschiedliche Arten lokaler kortikaler Eingänge bekommen. Unser Hauptziel ist daher, die Beziehungen zwischen sensorischen Antworteigenschaften (wie rezeptive Feldgröße, Richtungsselektivität und Adaptation oder Netzwerkdynamik) und der funktionellen und strukturellen Innervation (durch spezifische thalamische Projektionen genauso wie durch identifizierte lokale kortikale Projektionen) von identifizierten Schicht IV-Neuronen zu bestimmen. Zu diesem Zweck werden wir die spezifische Stimulation großer Vibrissen, multiple intra- und extrazelluläre elektrophysiologische Ableitungen sowie genetische antero- und retrograde Tracingmethoden einsetzen, um beides, sowohl in-vivo als auch in-vitro (thalamo-kortikales Hirnschnittpräparat) Experimente im „whisker-to-barrel pathway(s)“ von Nagern durchzuführen. Über die Klärung von zellulären, synaptischen und Netzwerk-Mechanismen zur taktilen Reizverarbeitung hinaus, helfen diese Experimente, die spezifische optogenetische Manipulation von definierten Zellen und Schaltkreisen im sich verhaltenden Tier zu erreichen. Durch eine gezielte Stimulation oder Hemmung, werden wir ihren Beitrag zu sensorisch gesteuertem Verhalten untersuchen.

• DFG Programme: Collaborative Research Centres
• Subproject of: SFB 889: Cellular Mechanisms of Sensory Processing
• International Connection: Israel
• Applicant Institution: Georg-August-Universität Göttingen
• Co-Applicant Institution: Weizmann Institute of Science
• Project Heads: Professor Ilan Lampl; Professor Dr. Jochen Ferdinand Staiger