Mechanismen der Verarbeitung intersegmentaler Information in lokalen lokomotorischen Netzwerken der Stabheuschrecke

• Applicant: Privatdozent Dr. Joachim Schmidt
• Subject Area: Ecology and Biodiversity of Animals and Ecosystems, Organismic Interactions
• Term: from 2004 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5424523

Fortbewegung bei Tieren gründet auf dem koordinierten Einsatz der segmental angeordneten Lokomotionsorgane. Wir wollen zentralnervöse Grundlagen der Koordination der Beine beim Laufen untersuchen, wobei wir Einblick in den Informationsaustausch zwischen Sender- und Empfängersegment erhalten wollen. Hier wollen wir uns der Empfängerseite zuwenden und haben dafür ein Präparat der Stabheuschrecke entwickelt, in dem wir eine Modulation der Aktivität von Motoneuronen und praemotorischen Interneuronen des Mittelbeinsegments während der Laufbewegungen des ipsilateralen Vorderbeins registrieren. Die mesothorakalen Motoneurone werden während einer Folge von Schritten (Schrittsequenz) tonisch de- oder hyperpolarisiert und immer phasisch moduliert. Dabei sind die phasischen Membranpotentialänderungen hart an die Schwing- oder Stemmphase des Vorderbeins gekoppelt. Wie bei den Motoneuronen wird auch das Membranpotential prämotorischer nicht-spikender Interneurone während einer Schrittsequenz moduliert. Folgende Fragen wollen wir beantworten: (1) Auf welchen Mechanismen beruhen die tonischen Membranpotentialänderungen während einer Schrittsequenz und, werden sie von Änderungen synaptischer Übertragungsfunktion zwischen Neuronen im lokomotorischen Netzwerk begleitet? (2) Welche Mechanismen sind die Grundlage der rhythmischen, phasengekoppelten Membranpotentialänderungen von mesothorakalen Motoneuronen und prämotorischen Interneuronen? (3) Welche Auswirkungen haben deszendierende Einflüsse auf die Verarbeitung propriozeptiver sensorischer Signale im Mesothorakalganglion bei Schreitaktivität der Vorderbeins und welche Mechanismen liegen zugrunde?

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Ansgar Büschges