Forschungsgruppe Dendritische Integration

Forschung

Die dendritischen Prozesse kortikaler Neuronen integrieren Signale nicht passiv, sondern können prä- und postsynaptische Informationen aktiv verarbeiten.
Glutamaterge Hauptzellen und die verschiedenen Klassen von GABAergen inhibitorischen Interneuronen weisen in ihren dendritischen Bäumen unterschiedliche Ionenleitfähigkeiten auf, die es ihnen ermöglichen, unterschiedliche Rechenoperationen durchzuführen, die die Informationsverarbeitungsleistung kortikaler Schaltkreise erheblich bereichern.

Mit Hilfe eines breiten Spektrums experimenteller Techniken wie Patch-Clamp, 2-Photonen-Uncaging und Optogenetik, Spannungs- und Ca2+-Bildgebung sowohl in vivo als auch in vitro in Kombination mit neuronaler Modellierung wollen wir verstehen, wie die verschiedenen Arten der dendritischen Integration die Dynamik des neuronalen Netzes und das Verhalten der Tiere beeinflussen.

Ganzzellige Ableitungen in Kombination mit Optogenetik und Einzelzellmodellierung ermöglichen es uns, die Eigenschaften und die Funktion von GABAergen Interneuronen in hippocampalen Schaltkreisen zu untersuchen (links). Wir verwenden Spannungsbildgebung von Hauptzellen und Interneuronen, um ihre dendritischen elektrischen Eigenschaften mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung zu untersuchen (rechts).

Mit Hilfe von 2-Photonen-In-vivo-Aufnahmen der Ca2+-Aktivität in einzelnen Zellen untersuchen wir, wie nichtlineare dendritische Ereignisse zur Kodierung des Raums in virtuellen Umgebungen im Hippocampus beitragen. von Raum in virtuellen Umgebungen beitragen.

Anhand von Ableitungen der Ca2+-Aktivität bei frei beweglichen Mäusen untersuchen wir die neuronale Dynamik während komplexer Verhaltensweisen wie räumlicher Erkundung oder sozialer Interaktion über mehrere Tage hinweg und kontrollieren gleichzeitig die neuronale Aktivität mittels Optogenetik.