Neuronale Korrelate von sozialem Verhalten - eine elektrophysiologische Studie an kämpfenden Grillen

• Antragsteller: Dr. Jan Rillich, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 321076726

Über die Mechanismen, mit denen komplexe neuronale Netzwerke soziales Verhalten steuern, ist wenig bekannt. Das Ziel dieses Projektes ist es, neuronale Korrelate für die erfahrungsbedingte Plastizität im Aggressionsverhalten der Grille zu finden und zu entschlüsseln. Hierfür möchte ich die Antworteigenschaften von Nervenzellen während unterschiedlicher Entscheidungsprozesse und nach unterschiedlichen sozialen Erfahrungen studieren. Um dies zu erreichen, werde ich für Stunden bis Tage die Aktivität von Neuronen in sich frei verhaltenen Grillen mittels chronisch im Gehirn implantierter Elektroden ableiten und wo immer möglich diese mit chronischen Ableitungen von Muskeln, Nerven und Konnektiven und Videoaufnahmen des Verhaltens kombinieren. Die Ergebnisse dieser Studie werden zum Verständnis beitragen, wie eine soziale Erfahrung (z.B. Sieg oder Niederlage) und der resultierende Zustand (aggressiv, submissiv) die neuronale Verarbeitung und Ausführung von aggressivem Verhalten beeinflussen. Das Aggressionsverhalten der Grille ist ideal, um nach neuronalen Korrelaten für soziales Verhalten zu suchen. Grillen eskalieren auf eine sehr stereotype Art und Weise. Entscheidungen werden oft durch Neuromodulatoren beeinflusst und der Grad ihrer Aggressivität kann durch einfache antennale und cercale Stimuli gesteuert werden. Die zwei Hauptfragen dieses Projekts sind 1. wo, wie und unter welchen erfahrungsbedingten Voraussetzungen kontrollieren Nervenzellen die Ausführung von aggressivem Verhalten und 2. wo und wie werden sensorische Informationen während eines Kampfes verarbeitet. Im Wesentlichen kann von drei Hirngebiete ausgegangen werden, die an der Kontrolle von Aggressionsverhalten beteiligt sind: das antennale Neuropil, der Zentralkomplex und die Pilzkörper. Das antennale Neuropil ist die erste Verarbeitungsstation, die an der Auslösung von aggressivem Verhalten beteiligt ist. Der Zentralkomplex und die Pilzkörper sind dafür bekannt, motorische Programme zu steuern und sensorische Eingänge zu verarbeiten. Um die von mir gemessenen Aktivitäten besser zu verstehen, werden die neuronalen Aktivitäten von Kämpfen mit neuronalen Antworten verglichen, die durch antennale und cercale Stimulation hervorgerufen werden. Mit diesem Ansatz verspreche ich mir, die spezifischen Funktionen von Neuronen und Hirnarealen bei der Auslösung, Aufrechterhaltung, Modulation und Beendigung von aggressiven Verhalten, zu entschlüsseln. Ich erwarte, dass der kombinierte Einsatz von verhaltensbiologischen, pharmakologischen und elektrophysiologischen Techniken zu komplett neuen Einsichten über die zelluläre Kontrolle von Aggression führen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Paul Anthony Stevenson