Dendritic Computation of Direction Selectivity in Fly Visual Motion-Sensitive Neurons

• Applicant: Dr. Rafael Kurtz
• Subject Area: Cognitive, Systems and Behavioural Neurobiology
• Term: from 2006 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 30512502

Eine wesentliche Aufgabe des visuellen Systems ist die Detektion und neuronale Verarbeitung von Bewegung. Die Eigenschaften visueller bewegungsempfindlicher Neurone im Gehirn von Wirbeltieren und Wirbellosen wurden zum Teil gründlich untersucht. Dennoch ist noch weitge-hend ungeklärt, aufgrund welcher zellulärer Mechanismen richtungsselektive Antworten auf Bewegung zustandekommen, da die Eingangsverschaltung dieser Neurone oftmals elektrophy-siologischen Techniken kaum zugänglich ist. In unserem geplanten Projekt werden wir diese Schwierigkeit umgehen, indem wir bildgebende Verfahren an visuellen bewegungsempfindli-chen Neuronen im Gehirn der Fliege anwenden. Auf diese Weise sollen die in retinotoper Wei-se an den großen Dendriten dieser Neurone eingehenden postsynaptischen Signale lokaler Eingangselemente sichtbar machen. Mit multifokaler Zweiphotonen-Mikroskopie werden lokali-sierte dendritische Kalziumsignale aufgenommen, die die räumliche Anordnung und die Rich-tungsempfindlichkeit lokaler Bewegungseingänge anzeigen. Bewegungsempfindliche Neurone der Fliege zeigen charakteristische Muster lokaler Vorzugsrichtungen, die über das rezeptive Feld in hoch geordneter Weise variieren. Wir werden untersuchen, wie variable lokale Rich-tungspräferenzen an dendritischen Ästen zustandekommen, und der Frage nachgehen, ob akti-ve dendritische Prozesse die Richtungsselektivität schärfen. Die Rolle zusätzlicher, nicht-retinotoper Eingänge wird herausgearbeitet, indem die Muster lokaler Richtungspräferenzen der Kalziumsignale am Dendriten mit den rezeptiven Feldern der Neurone verglichen wird.

• DFG Programme: Research Grants