Wäre es möglich Nervenzellen "bei der Arbeit" zuzusehen, könnten viele Fragen zu Vorgängen und Krankheiten des Nervensystems deutlich besser untersucht werden. Wir entwickeln genetisch kodierte Indikator-Moleküle, die durch eine Änderung ihrer Fluoreszeigenschaften solche Vorgänge sichtbar machen.

Welche Schaltkreise finden sich in der Großhirnrinde? Was wir sehen, verstehen, und denken, wird im äußeren Teil des Großhirns, dem Cortex, berechnet. Dazu sind Milliarden von Nervenzellen mit jeweils rund tausend anderen Nervenzellen synaptisch verschaltet. Teile dieses hochkomplexen Netzwerks zu kartieren und dessen Funktionsmöglichkeiten zu verstehen ist das Ziel dieser Forschungsgruppe.

Um Sinneseindrücke zu verarbeiten und wiederzuerkennen, müssen Nervenzellen auf ganz bestimmte Art und Weise miteinander verknüpft sein. Wir wollen verstehen, wie diese Verbindungen in Geruchsorganen entstehen und zu einem funktionsfähigen Nervennetzwerk zusammenfinden. Dazu untersuchen wir das olfaktorische System der Taufliege Drosophila melanogaster als Modellsystem.

Nur wenn die richtigen Nervenzellen miteinander in Kontakt treten, können Eindrücke verarbeitet und Reaktionen ausgelöst werden. Wir untersuchen, wie es einzelne Zellen schaffen, in einem Gewirr aus tausenden anderen Zellen die richtigen Partnerzellen zu finden.

Das Gehirn kann Sinneseindrücke bestimmten Erlebnissen oder Verhaltensweisen zuordnen. So kann eine Fruchtfliege zum Beispiel einen leichten Stromimpuls mit einem bestimmten Geruch assoziieren. Wir wollen herausfinden, wie diese Zuordnung auf neuronaler Ebene funktioniert. Unser Modell ist die Fruchtfliege Drosophila.