Neuronale Schaltkreise für sozial unterstütztes Gesanglernen bei Zebrafinken

• Antragstellerin: Dr. Daniela Vallentin
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 547921981

Voraussetzung für das Erlernen vokaler Kommunikation ist soziale Interaktion. So erlernen Kinder Sprache, indem sie ihren Eltern zuhören, das Gehörte nachahmen und durch elterliches Feedback verbessern. Ganz ähnliche Lernprozesse findet man im Tierreich. Auch hier spielen soziale Interaktionen eine essentielle Rolle beim Erlernen von Vokalisationen. Wie soziales Feedback die diesem Lernprozess zu Grunde liegenden neuronalen Mechanismen beeinflusst, ist noch weitestgehend unbekannt. Diesen Einfluss anhand von Zebrafinken aufzuzeigen, ist Ziel des hier vorgestellten Projekts. Männliche Zebrafinken lernen ihren Gesang in einem Prozess, der dem menschlichen Sprachlernen sehr ähnelt. Sie prägen sich zunächst den Gesang eines Tutors ein und verbessern diesen dann in einer intensiven Übungsphase. Bereits bekannt ist, dass die resultierende Gesangsqualität nicht nur von der Interaktion mit dem Tutor, sondern auch von weiblichem Feedback abhängt. Welchen Einfluss soziales Feedback genau auf das Gesangslernen hat, soll wie folgt beantwortet werden. Hypothese Weibliches Feedback löst Dopamin-gesteuerte neuronale Prozesse aus, welche die neuronale Plastizität in dem Gesangslernen zugeordneten Gehirnregionen regulieren. Ziel 1: Charakterisierung des weiblichen Feedbacks und dessen Effekt auf den Lernerfolg Juvenile Männchen werden in Anwesenheit weiblicher Bezugstiere mit Gesangs-Playback trainiert. Mit Hilfe von Mikrofonrucksäcken werden die Vokalisationen aller Tiere und somit auch ihre Interaktionen aufgezeichnet. Dies soll zeigen, wie und wann weibliches Feedback im Gesangslernprozess eingesetzt wird. Raghav Rajan wird spezielle visuelle Feedback-Animationen entwerfen, um den Gesangslernprozess isoliert gehaltener männlicher Jungvögel gezielt zu beeinflussen. Dies soll den Einfluss der zeitlichen Abstimmung von sozialem Feedback aufzeigen. Ziel 2: Charakterisierung der Dopamin-abhängigen Aktivität in HVC (prämotorisches Gesangszentrum) in Reaktion auf weibliches Feedback. Mit Hilfe von Fiber Photometrie wird die aus sozialem Feedback resultierende Dopamin-gesteuerte Aktivität in HVC gemessen. Ziel 3: Messung des Effekts von sozialem Feedback auf die neuronale Aktivität im Gesangszentrum HVC auf Zellebene. Zuvor identifizierte Projektionsneuronen werden in diesem Bereich elektrophysiologisch gemessen. Relevanz Dieses Projekt soll dazu beitragen besser zu verstehen, wie genau soziales Feedback neuronale Prozesse beeinflusst, die dem Erlernen komplexer Verhaltensweisen zu Grunde liegen. Mit den vorgestellten Methoden kann dieser Prozess auf allen relevanten Ebenen eingehend beleuchtet werden. Dies wird dazu beitragen, die an Lernprozessen beteiligten neuronalen Abläufe sowie die entsprechenden neuronalen Netzwerke besser zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Indien
• Kooperationspartner: Professor Raghav Rajan, Ph.D.