Neuronale Mechanismen kontextabhängiger Handlungsauswahl in der sekundär-motorischen Rinde

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Julian Ammer, Ph.D.; Professorin Dr. Ilka Diester
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle und theoretische Netzwerk-Neurowissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 539485808

Kontextabhängiges, flexibles Verhalten ist entscheidend für das Überleben von Tieren. Bei Mäusen wird angenommen, dass der anteriolaterale motorische Kortex (ALM) entscheidend an der Verknüpfung von Kontextinformationen mit der Bewegungsplanung beteiligt ist. Kontextabhängige neuronale Antworten werden dabei hauptsächlich in der kortikalen Schicht 2 beobachtet, wogegen die Bewegungsplanung sich zuerst in Schicht 5 entwickelt. Wie diese beiden Prozesse miteinander verknüpft sind, wie die kontext- und bewegungsselektiven neuronalen Populationen interagieren und wie kontextselektive Aktivität die Bewegungsplanung beeinflusst ist nicht verstanden. Unser Hauptziel ist es daher, die Umwandlung von Kontextinformationen in die Bewegungsplanung innerhalb des ALM in Mäusen besser zu verstehen. Um die neuronalen Prozesse zu untersuchen, die der kontextabhängigen Bewegungsselektion im ALM zugrunde liegen, haben wir eine bidirektionale motorische Verhaltensaufgabe in einer virtuellen Umgebung entworfen, in der die belohnte Antwort auf einen auditorischen Stimulus vom räumlichen Kontext der virtuellen Umgebung abhängt. Unser erstes Ziel ist es, mittels 2-Photonen Mikroskopie die Aktivität der neuronalen Populationen zu beschreiben, die zur Verarbeitung von Kontextinformationen oder Bewegungsplanung im ALM beitragen. Unser zweites Ziel ist es, die Bedeutung des ALM in diesem Verhalten durch optogenetische Manipulationen nachzuweisen. Unser drittes Ziel ist es, die Netzwerk Mechanismen, die der kontextabhängigen Bewegungsselektion im ALM zugrunde liegen zu untersuchen. Dafür werden wir die Aktivität von funktionell definierten Subpopulationen von Neuronen gezielt mit holographischer optogenetischer Stimulation manipulieren und simultan die Antworten mittels 2- Photonen-Mikroskopie aufzeichnen. Dieses Projekt wird neue Einblicke in die Netzwerkmechanismen und neuronalen Prozesse im ALM ermöglichen die der kontextabhängigen Handlungsauswahl zugrunde liegen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen