Bestimmung der neuronalen Prozesse, die Rufinteraktionen bei Zebrafinken unterliegen

• Antragsteller: Jonathan Benichov, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 459524793

Eine Unterhaltung wird oft dann als angenehm empfunden, wenn sich Zuhören und Sprechen die Waage halten. So kann sich eine mühelose Konversation entwickeln, die es ermöglicht, sich auf den Inhalt des Gesprächs zu konzentrieren. Wie aufwändig die nötigen neuronalen Prozesse sind, welche eine solche Interaktion ermöglichen, wird hierbei meist außer Acht gelassen. Reibungslose Kommunikation erfordert sowohl die Aufnahme und Verarbeitung akustischer Signale des Gegenübers, als auch die gleichzeitige Erzeugung einer angemessenen akustischen Reaktion, einer Antwort. Auf solchen auditorisch-akustischen Interaktionen basiert nicht nur menschliche Unterhaltung, sondern generell das im Tierreich weitverbreitete Phänomen des „Vocal Turntakings”. Im Prinzip beruht eine akustische Interaktion auf der Fähigkeit, bewusst akustischer Signale als Reaktion auf Gehörtes zu planen. Dies erlaubt sowohl das Zuhören ohne Unterbrechung, als auch eine zeitlich angemessene Reaktion auf ein akustisches Signal, welche der Erwartungshaltung des Gegenübers entspricht. Die neurologischen Grundlagen, welche eine solche zeitlich geplante akustische Kommunikation zu Grunde liegen, sind bislang weitgehend unerforscht. Mein Plan ist es, die neuronalen Grundlagen dieser Form der Kommunikation mit Hilfe des Zebrafinken zu erforschen. Diese Vögel kommunizieren mit Hilfe kurzer, angeborener Rufe. Teil meiner Doktorarbeit war die Entwicklung einer Versuchsreihe zur Analyse von Rufinteraktionen von Zebrafinken. Diesen Ansatz konnte ich als Postdoc weiter ausbauen. Durch die Kombination des ursprünglichen Versuchsaufbaus mit intrazellulären Ableitungen der entsprechenden Gehirnareale sowie deren pharmakologischen Manipulation konnte ich bereits einen vielversprechenden Einblick in die Art und Weise, wie das Gehirn solch eine vokale Interaktion mit Hilfe der lokalen Inhibierung von Nervensignalen steuert, gewinnen. Um die neuronalen Grundlagen dieses Verhaltens genau zu erforschen, ist ein minimalinvasiver Ansatz, der die Störung des natürlichen Verhaltens auf ein Mindestmaß begrenzt essentiell. Daher möchte ich meine Erfahrung nutzen, um die Gehirnaktivität in wachen, aktiv kommunizierende Zebrafinken aufzunehmen. Es sollen Nervengruppen in zwei für die sensomotorische Integration verantwortlichen Hirnareale aufgenommen und deren Einfluss auf die vokale Kommunikation der Tiere analysiert werden. Die Auswertung und die Beeinflussung der neuronalen Aktivität kann Aufschluss darauf geben, wie genau die vokale Kommunikation durch die entsprechenden Areale gesteuert wird. Ziel ist die Charakterisierung 1) des Einflusses akustischer Signale auf die Gehirnaktivität des Empfängers im Allgemeinen, 2) des Einflusses von Erwartungshaltung sowie sozialer Vertrautheit der gehörten Signale und 3) die genaue Analyse der Abfolge neuronaler Aktivitätsmuster vom auditorischen Prozessieren des Signals bis zur Produktion einer passenden Reaktion und dessen motorischer Umsetzung während der Interaktion.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen