DG-GC-Integration - Die Rolle hippokampaler Mooszellen in der Ansteuerung dendritischer Integration und Plastizität in Körnerzellen des Gyrus Dentatus

Im Hippocampus werden räumliche Information in Form von aktiven Neurongruppen repräsentiert. Der Gyrus Dentatus (DG) ist die Eingangsregion des Hippocampus und erhält Informationen über den Raum vom entorhinalen Kortex. Die räumliche Information wird im DG in der Aktivität von sogenannten 'Ortszellen' kodiert. Ihre Aktivitätsmuster repräsentieren einen bestimmten Bereich (Ort) des Raums. Interessanter Weise ist die Anzahl der Ortszellen im DG sehr gering im Vergleich zu anderen hippocampalen Regionen. Die Mechanismen die der Auswahl der Ortszellen und die enorm geringe Population aktiver Zellen im DG zu Grunde liegen, sind allerdings weitgehend unklar. Daher wird die Hypothese getestet, dass synaptische Plastizität und nichtlineare Summation exzitatorischer synaptischer Eingänge an den Dendriten von Körperzellen im DG der Kodierung räumlicher Information zu Grunde liegen und laterale Hemmung durch GABAerge Interneurone die geringe Anzahl aktiver Neurone zur Folge hat. Diese Hypothese soll in einem dualen - experimentellen und theoretischen - Ansatz getestet werden. (1) Es werden elektrophysiologische Ableitungen von Körnerzellen in akuten Schnitten des DG während der Anregung synaptischer Eingänge durch elektrische Stimulation oder Glutamate-uncaging durchgeführt. Die zeitliche und räumliche Dynamik der Erregungsmuster wird systematisch variiert, um die räumliche und zeitliche Integration der erzeugten Signale in den Zielzellen zu erfassen. (2) Es wird untersucht unter welchen Bedingungen synaptische Plastizität an exzitatorischen Eingängen auftritt, die die Aktivierung der Körnerzellen anhebt. (3) Basierend auf den erhobenen elektrophysiologischen Daten werden Einzelzellmodelle der Körnerzellen entwickelt, um zu bestimmen wie die synaptischen Integrationseigenschaften und Plastizität die Rekrutierung von Körnerzellen steuert und die Kodierung räumlicher Information kontrolliert.