Maturation of frontal-subcortical cognitive loops in relation to early synchronized neuronal activity: mechanisms and relevance for perinatal ischemia

• Applicant: Professorin Dr. Ileana L. Hanganu-Opatz
• Subject Area: Molecular Biology and Physiology of Neurons and Glial Cells
• Term: from 2008 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 79379867

Oszillatorische Hirnaktivität, die durch gleichzeitige Aktivierung zahlreicher Neuronen entsteht, unterstützt komplexe neuronale Prozesse wie Wahrnehmung, Bewusstsein und Gedächtnis und ihre Veränderung korreliert mit einer durch Krankheit induzierten Fehlfunktion des Gehirns. In den sensorischen Arealen des zerebralen Cortex sind solche Aktivitätsmuster bereits vor der Geburt vorhanden. Da diese frühe Oszillationen durch Informationseingänge aus der Peripherie gesteuert werden, tragen sie höchstwahrscheinlich zur korrekten Entwicklung der für die sensorische Wahrnehmung benötigten neuronalen Netzwerke bei. Bislang ist jedoch weitgehend unklar, wie die frühen oszillatorischen Aktivitätsmuster in dem für Aufmerksamkeit und Gedächtnis zuständigen präfrontalen Cortex (PFC) entstehen und wie sie die frontal-subkortikale Vernetzung und die Entwicklung kognitiver Funktionen beeinflussen. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projekts sollen die Eigenschaften früher PFC-Aktivitätsmuster und ihre Wechselwirkungen mit dem Hippokampus und den subkortikalen cholinergen sowie dopaminergen Kernen mit Hilfe von in vivo- und in vitroelektrophysiologischen, immunhistochemischen und molekularbiologischen Methoden charakterisiert werden. Darüber hinaus sollen die Mechanismen, die für die Entstehung und Modulation früher mnemonischer kortiko-hippokampaler Netzwerke notwendig sind, identifiziert werden. Ausgehend von den Befunden aus diesen Experimenten soll mit Hilfe von Tiermodellen geklärt werden, inwieweit ein perinataler ischämischer Vorfall, auch wenn er zur keinen schweren Hirnschädigung führt, die frontal-subkortikalen Netzwerke, ihre synchronisierte Aktivität und ihre Funktion beeinträchtigen kann.

• DFG Programme: Independent Junior Research Groups
• Major Instrumentation: Messplatz zur Ableitung von Hirnschnitten ; Messplatz zur Durchführung der patch-clamp Ableitungen