Computationale und experimentelle Untersuchungen zustandsabhängiger Kodierung im olfaktorischen System

Der Kontext, in dem sich ein Tier gerade befindet, beeinflusst die zustandsabhängige neuronale Kodierung durch Neuromodulatoren und –hormone. In diesem Projekt wird die Beziehung zwischen zustandsabhängiger neuronal Kodierung und Plastizität untersucht, und zwar unter Zuhilfenahme gut etablierter Modellsysteme. Im Vordergrund steht hierbei ein Neurohormon. Das untersuchte Neurohormon Oxytozin wird in bestimmten Verhaltenssituationen ausgeschüttet und beeinflusst neuronale Plastizität und Lernen. Andere Modulatoren wie Azetylcholin, Noradrenalin oder Serotonin werden in verschiedensten Kontexten wie Aufmerksamkeit, Stress oder Hunger freigesetzt und beeinflussen darüber neuronale Computationen, um die Verhaltensantwort in dem Kontext zu optimieren. Somit ist die Ausschüttung jedes dieser Modulatoren eher unspezifisch in verschiedenen Kontexten zu finden. Hier bietet die Modulation des olfaktorischen Systems durch Oxytozin eine einzigartige Gelegenheit, um zu untersuchen (1) wie ein für ein Verhalten relativ spezifischer Modulator die neuronale Kodierung verändert und so Erinnerungen im Netzwerk stabilisiert, und (2) inwiefern kortikales Feedback und dessen zustandsabhängige Rekrutierung kritisch für die Ausbildung und Aufrechterhaltung von neuronaler Repräsentation von Erinnerungen sind. Im Rahmen dieses Vorhabens wird untersucht, wie und durch welche (1) Netzwerk- und (2) synaptischen Mechanismen Oxytozin das Signal-zu-Rauschen-Verhalten der neuronalen Geruchrepräsentation im Riechkolben beeinflusst, und (3) schließlich wie die Feedbackschleife zwischen Riechkolben und Kortex stabile Netzwerkpräsentationen generiert.