SPP 1665: Optogenetische Analyse der für kognitive F?higkeiten zust?ndigen pr?frontal-hippokampalen Netzwerke in der Entwicklung

Informationsverarbeitung und -integration in neuronalen Netzwerken sind verantwortlich für Ged?chtnisprozesse und exekutive Leistungen. Die Relevanz dieser funktionalen Interaktionen kann zwischen Pr?frontalem Cortex (PFC) und Hippocampus (HP) beispielhaft aufgezeigt werden. Durch Einbeziehung beider Areale in oszillatorische Rhythmen wird die zeitliche und r?umliche Koordinierung neuronaler Aktivit?t sichergestellt und Transfer und Speicherung von 金贝棋牌 erm?glicht. Oszillatorische Kopplung zwischen pr?frontal-hippokampalen Netzwerken bildet sich w?hrend der frühen neonatalen Entwicklung heraus, wobei diskontinuierliche Theta-Aktivit?t im HP die lokale Gamma-Band Synchronit?t im PFC durch axonale Projektionen steuert. Die zellul?ren Elemente, die dieser funktionellen Kommunikation in pr?frontal-hippokampalen Netzwerken w?hrend der Entwicklung zugrunde liegen, und die Auswirkungen der Einbeziehung früher Netzwerke auf sp?ter folgende kognitive Funktionen sind jedoch unbekannt. Das aktuelle Projekt zielt darauf ab, diese 金贝棋牌 in einem kollaborativen ?Troika“-Ansatz aufzukl?ren, durch die Kombination von Entwicklung neuer optogenetischer Werkzeuge und analytischer Ans?tze mit in vivo und in vitro Elektrophysiologie und Verhaltensstudien. Schnelle lichtgesteuerte Aktivierung und Inaktivierung verschiedener neuronaler Subpopulationen werden durch zwei verschiedene Wellenl?ngen verwirklicht, nachdem neu entwickelte push-pull Tandem Konstrukte, die mutierte Channelrhodopsine und inhibitorische Ionenpumpen beinhalten, durch regionenspezifische in utero Elektroporation implementiert wurden. Messungen des lokalen Feldpotentials (LFP) und der Aktivit?t von Neuronenpopulationen (MUA) im neonatalen PFC und HP durch Optoelektroden in vivo, gefolgt von Synchronit?tsanalysen auf Aktionspotenzial- und Populationsebene werden herangezogen, um neuronale Unterarten (?Schlüssel-Neuronen“) zu bestimmen, die ma?geblich pr?frontale Netzwerk-Oszillationen in verschiedenen Frequenzb?ndern erzeugen, und um die zellul?ren Mechanismen pr?frontal-hippokampaler Kommunikation w?hrend der frühen Entwicklung zu entschlüsseln. Um einen langfristigen funktionalen und Verhaltens-Readout der Licht-Aktivierung/-Inaktivierung von Schlüssel-Neuronen zu gew?hrleisten, werden optogenetische Werkzeuge für langanhaltende Depolarisation und Hyperpolarisation mit Two Component Optopenetik (TCO) entworfen und w?hrend definierten Perioden in der Entwicklung aktiviert. Ihr Einfluss auf die oszillatorische Steuerung und gerichtete Interaktionen in pr?frontal-hippokampalen Netzwerken wird durch extrazellul?re in vivo Ableitungen an sich frei bewegenden Jungtieren w?hrend der Ausführung kognitiver Aufgaben bestimmt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden neue Einsichten in die kausale Beziehung zwischen früher neuronaler Aktivit?t und der korrekten Verschaltung der Netzwerke in der Entwicklung generieren, die der Informationsverarbeitung im Erwachsenenalter zugrunde liegen.