Entwicklung multisensorischer Verarbeitung in kortiko-subkortikalen Netzwerke

• Antragstellerin: Professorin Dr. Ileana L. Hanganu-Opatz
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Entwicklungsneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 244989045

Obwohl sensorische Verarbeitung ein konstantes Forschungsthema in der Neurowissenschaft darstellt, wurden die Untersuchungen hauptsächlich unter Berücksichtigung einer sensorischen Modalität durchgeführt. Die tatsächliche Wahrnehmung der Umgebung beruht jedoch auf die Integration von Informationen verschiedener Sinne. Ursprünglich wurde solche multisensorische Verarbeitung ausschließlich höheren Konvergenz-Arealen zugeschrieben, wie dem Colliculus Superiores oder dem präfrontalen Kortex, wo Neuronen Input von verschiedenen Sinnen erhalten und diese miteinander kombinieren. Dieses Konzept wurde kürzlich in Frage gestellt durch die Entdeckung cross-modaler Verarbeitung in neokortikalen Arealen, die für unisensorisch gehalten wurden. Wir konnten vor kurzem die kritische Rolle neuronaler Netzwerk-Oszillationen und direkter Konnektivität zwischen primären sensorischen Kortizes wie auch von subkortikalen feed-forward Interaktionen für visuell-taktile Verarbeitung zeigen. Dennoch sind die zugrunde liegenden Mechanismen cross-modaler Prozessierung und die Ontogenese dieser Interaktionen größtenteils unbekannt. Der vorliegende Antrag zielt auf die Aufklärung dieser Themen durch Fokussierung auf die wenig untersuchte Konvergenz von visuellen und taktilen Informationen im Rattengehirn in vivo. Im ersten Schritt werden simultane extrazelluläre Messungen im primären somatosensorischen Kortex und thalamischen Kernen durchgeführt, um die Rolle subkortikaler feed-forward Interaktionen während cross-modaler Verarbeitung zu charakterisieren. Zweitens werden wir untersuchen, ob multisensorische Erfahrung für die Entwicklung kortikaler und subkortikaler visuell-taktiler Interaktionen notwendig ist. Drittens werden wir testen, ob unisensorische Erfahrung während definierter Entwicklungsphasen (kritischen Perioden) für die Ausreifung kortikaler und subkortikaler visuell-taktiler Interaktionen, die der multisensorischen Wahrnehmung zugrunde liegen, benötigt wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen