"Plug and play" Integration eines neuen sensorischen Kanals in der Evolution – Experiment und Theorie

• Antragsteller: Professor Björn Michael Kampa, Ph.D.; Professor Dr. Stefan Rotter
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 430156848

Die meisten Säugerarten, Mäuse eingeschlossen, haben dichromatisches Zapfensehen. Trichromatisches Farbensehen ist in der Evolution vermutlich entstanden, indem zunächst ein zusätzliches Opsin mit abweichender spektraler Empfindlichkeit in die Retina integriert wurde. Anschließend wurden die nachgeschalteten Netzwerke angepasst, um neue und vorher nicht wahrgenommene Eingänge zu verarbeiten. Aber welche Schritte waren genau erforderlich, um einen völlig neuen Informationskanal in die schon existierenden Schaltkreise der visuellen Informationsverarbeitung zu integrieren? Eine Antwort auf diese Frage ist von unmittelbarer Bedeutung für das Verständnis funktionaler Anpassungen des Nervensystems in der Evolution. In diesem Projekt wollen wir diese Frage angehen, indem wir transgene Mäuse mit trichromatischem Sehen charakterisieren, und indem wir die Physiologie des Farbensehens im Tier parallel mit einem neuronalen Netzwerk-Modell des primären visuellen Cortex mit derselben Farbwahrnehmung analysieren. Unser kombinierter experimentell-theoretischer Ansatz wird uns erlauben, neue Einsichten darüber zu gewinnen, wie sich trichromatisches Farbensehen in der Evolution aus dichromatischen Vorläufern entwickelt haben könnte. Weiterhin erwarten wir, aus diesem speziellen Beispiel auch allgemeinere Rückschlüsse über die Evolution sensorischer Wahrnehmung und Verarbeitung ziehen zu können.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2205: Evolutionäre Optimierung neuronaler Systeme