Metabolische Statusabhängigkeit der Geschmacksrepräsentation im olfaktorischen Cortex bei hedonisch motivierter Überernährung

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Friedrich Johenning
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 458236353

Übergewicht ist ein zentrales gesundheitliches Problem in der westlichen Welt, ausgelöst durch die Entkopplung von kalorischer Einfuhr und metabolischem Bedarf bei übermäßigem Verzehr hedonisch ansprechender Nahrungsmittel. Die Eskalation dieses übermäßigen Verzehrs führt zum Symptom des binge eating. Die sensorische Geschmackswahrnehmung spielt in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle. Der Geruchssinn ist ein wichtiger Bestandteil der Geschmackswahrnehmung und beeinflusst die hedonische Bewertung von Nahrungsmitteln. Bis heute ist nicht verstanden, wie der olfaktorische Aspekt der Geschmackswahrnehmung beim Übergang vom übermäßigen Verzehr hedonisch ansprechender Nahrungsmittel zum binge eating abhängig vom metabolischen Status verändert wird. Dieser Zusammenhang soll im vorliegenden Antrag untersucht werden. Der piriforme Cortex (PCx) ist die erste kortikale Verarbeitungsstation des Geruchssinns. Hier werden Gerüche durch Bildung synthetischer Geruchsbilder identifiziert. Wir werden uns im vorliegenden Antrag auf die olfaktorisch dominierte multimodale Geschmacksrepräsentation im anterioren PCx (aPCx) konzentrieren. In unterschiedlichen Schaltkreisen des aPCx soll während des Sättigungsvorgangs abhängig vom metabolischen Status der Zusammenhang zwischen binge eating und der sensorischen Geschmacksrepräsentation untersucht werden. Die zentrale Frage ist ob und wie die sensorische Wahrnehmung die Menge der Nahrungsaufnahme beeinflusst. Außerdem soll überprüft werden, ob die Eskalation des binge eating sowie eine übergewichtsinduzierende Diät die sensorische Geschmacksrepräsentation im aPCx verändern. Methodisch wird in diesem Antrag in-vivo calcium imaging am frei verhaltenden Tier mit einem Verhaltensparadigma kombiniert. Unser Verhaltensparadigma ermöglicht die Auslösung von binge eating bei gleichzeitiger Quantifizierung des Verzehrs hedonisch ansprechender Nahrung in Echtzeit während der imaging Experimente. In-vivo calcium imaging des lateroventral gelegenen aPCx am frei verhaltenden Tier wird durch die Kombination mikroendoskopischer Linsen mit einem miniaturisierten, von der Maus auf dem Kopf getragenen Mikroskop ermöglicht. Transgene Ansätze erlauben die zelltypspezifische Expression genetisch enkodierter Calciumindikatoren in unterschiedlichen spezifischen neuronalen Schaltkreisen. Zuerst werden wir schaltkreisspezifische Veränderungen der Geschmacksrepräsentation im aPCx während des binge eating in Abhängigkeit des metabolischen Status analysieren. In einem nächsten Schritt werden wir untersuchen, wie experimentelle Manipulationen der Geruchswahrnehmung die Nahrungsaufnahme und die Geschmacksrepräsentation im aPCx beeinflussen. Zum Schluß werden wir die Veränderung der Geschmackswahrnehmung im aPCx zu unterschiedlichen Zeitpunkten einer Übergewicht induzierenden Diät beobachten. Dieses Forschungsvorhaben wird einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der sensorischen Grundlagen dysregulierten Essverhaltens liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen