In vivo Beitrag von Neuronen des intermediären Nukleus des lateralen Lemniscus zur Schallverarbeitung

• Antragsteller: Professor Dr. Felix Felmy
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie ; Biologie des Verhaltens und der Sinne ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 462099301

Der intermediäre Kern des lateralen Lemniscus (INLL) ist einer der drei Kerne des lateralen Lemniscus, die auditorische Information vom Cochlearen-Nucleus, dem superioren Oliven Komplex verarbeiten und an das auditorischen Mittelhirn weiterleiten. Während die Funktion der anderen beiden lemniscalen Kernen wenigsten teilweise verstanden ist, ist die Beteiligung des INLLs bei der Schallverarbeitung weitgehend unklar. Außerdem scheinen der Typ von Transmitter in INLL Neuronen Spezies abhängig zu sein, da bei Nager glutamaterge und bei Fledermäuse glyzinerge Neurone dort vorhanden sind. Von Tiermodellen, die so wie Menschen, gut unter und über 2 kHz hören, sind von dieser auditorischen Hirnstammstruktur so gut wie keine funktionellen Daten vorhanden. Die bestehenden anatomischen und funktionellen Daten des INLL deuten an, dass dieser Kern in die Integration von auditorischer Information zwischen verschiedenen Frequenzen eingebunden ist. Ein solche frequenzübergreifende Integration ist ein Schlüsselprozess bei der Herstellung der neuronalen Repräsentation unserer auditorischen Umwelt. Um die Filterfunktionen und die funktionelle Rolle des INLL aufzuklären, schlagen wir vor die Schallverarbeitungseigenschaften dieser auditorischen Struktur mittels in vivo Einzel-Zell Elektrophysiologie zu untersuchen. Zunächst werden wir akustisch evozierte Antworten aufnehmen, die durch eine Batterie von Schallstimulationen, die aus Reintönen bis hin zu arteigenen Rufen besteht, ausgelöst werden. Diese Stimulationsbatterie erlaubt uns die grundsätzlichen Verarbeitungseigenschaften von INLL Neurone zu charakterisieren. Im nächsten Schritt werden wir die zeitlichen und frequenzabhängigen Integrationscharakteristiken der INLL Neurone bestimmen. Unsere vorläufigen in vivo Einzelzell-Messungen heben die zeitlichen Filterfunktionen durch die Analyse von Modulations-Transfer-Funktionen stimuliert durch transponierte Töne hervor. Im Einklang mit bestehenden Fledermausdaten, finden wir Hinweise für die Integration von Schall zwischen verschiedenen Schallfrequenzen. Durch den vertieften Erkenntnisgewinn in die Filterfunktionen und die Integrationscharakteristika wird es uns möglich funktionelle Rollen des INLLs bei der Schallverarbeitung zu postulieren. Abschließend planen wir in vivo Ganz-Zellableitungen durchzuführen, um ein mechanistisches Verständnis über die Verarbeitungsweise von INLL Neurone zu erlangen. Daher wird dieser Antrag die funktionelle Rolle einer auditorischen Hirnstammstruktur beleuchten, die gut verknüpft aber kaum verstanden ist und deshalb wird das Vorhaben substantiell zum Verständnis der Schallverarbeitung, und wie wir unsere auditorische Welt in unserem Gehirn aufbauen, beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen