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Molekulare Neurobiologie

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Die Rolle axo-axonischer Synapsen in der Amygdala für Furchtlernen und Gedächtnis

Mechanismen von Furcht und damit einhergehende Angsterkrankungen werden an axo-axonischen Synapsen in der Amygdala untersucht.

Projektname:
Die Rolle axo-axonischer Synapsen in der Amygdala für Furchtlernen und Gedächtnis
Projektleiter: Prof. Dr. Hansjürgen Volkmer
Geldgeber: Centre for Integrative Neuroscience, Tübingen
Laufzeit von: 01.01.2013
Laufzeit bis: 31.12.2014

Furcht wird durch Langzeitpotenzierung von exzitatorischen Afferenzen von Neuronen der basolateralen Amygdala erzeugt. Die Akquisition von Furcht und das Erinnerungsvermögen daran werden jedoch durch inhibitorische Systeme moduliert. Axo-axonische Zellen werden durch averse Stimuli besonders stark angeregt und kontrollieren dadurch möglicherweise die Furchtverarbeitung in der Amygdala. Das NMI trägt zu diesem Projekt rekombinante Lentiviren bei, die durch einen RNAi Ansatz spezifisch die axo-axonische Verschaltung stören können. Der Einfluß dieser Intervention wird elektrophysiologisch und im Verhalten von Ratten untersucht.

Beschreibung

GABAerge Inhibition ist für die Informationsverarbeitung im Gehirn und für die Kontrolle des Verhaltens ein wesentlicher Mechanismus. Axo-axonischen Neuronen sind besonders interessant, weil sie Synapsen ganz spezifisch am Axoninitialsegment bilden und dadurch die Entstehung und Fortleitung von Aktionspotentialen maßgeblich beeinflussen. Unter den lokalen Interneuronen in der basolateralen Amygdala werden vor allem die axo-axonischen Zellen mit kurzer Latenz nach einem aversen Stimulus erregt. Möglicherweise erhalten diese Zellen direkten sensorischen Input und sind für eine Feed-forward Kontrolle der Hauptneuronen in der basolateralen Amygdala zuständig.
Der Einfluß axo-axonischer Zellen auf die Ausprägung von Furcht wird in einem interdisziplinären Konsortium untersucht. Das NMI stellt lentivirale Vektoren zur Verfügung, die die spezifisch axo-axonische Synapsen destabilisieren. Dies wird erreicht, indem die Expression des Zelladhäsionsmoleküls Neurofascin durch einen RNAi Ansatz spezifisch in Neuronen inhibiert wird.Neurofascin wird spezifisch am Axoninitialsegment exprimiert. Reduzierte Neurofascinexpression nach stereotaktischer Injektion von Lentiviren in das Gehirn adulter Ratten führt zu einem Verlust von GABAergen Synapsen am Axoninitalsegment in vivo (Kriebel et al, 2011, Journal of Biological Chemistry).
Die Partner untersuchen die Konsequenzen der genetischen Intervention mit elektrophysiologischen und verhaltensbiologischen Experimenten. In Gehirnschnitten aus manipulierten Tieren werden IPSCabgeleitet. Feed-forward Inhibition wird nach optogenetischer Stimulation des thalamischen Input gemessen. Schließlich wird Furchtlernen und Extinktion in einem Rattenmodell überprüft. Diese Untersuchungen werden mit elektrophysiologischen Ableitungen an Ratten in vivo ergänzt.

Projektpartner

  • Gal Richter-Levin, Dept. Neurobiology, Brain and Behavior Laboratory, University of Haifa
  • Ingrid Ehrlich, JRG Physiology of Learning and Memory, CIN, Tübingen

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