Verhaltensgenetik
Das langfristige Ziel unserer Forschungsgruppe ist es, die neuronalen Mechanismen zu verstehen, die der Verarbeitung von Belohnungs- / Bestrafungssignalen, der sensorischen Integration und dem Auslösen von angepasstem Verhalten zugrunde liegen. Wir wollen herausfinden, wie Gedächtnisspuren gebildet werden und wie das daraus resultierende Verhalten generiert wird. Als Modellsystem für Verhaltensplastizität verwenden wir assoziatives olfaktorisches Lernen bei Drosophila melanogaster. Diese Fliegen können ein positives bzw. ein negatives assoziatives Gedächtnis für einen bestimmten Duft bilden, abhängig davon, ob dieser Duft zuvor belohnt (z.B. mit Zucker) oder bestraft (z.B. mit Elektroschocks) wurde.
Man nimmt an, dass die Gedächtnisspuren sowohl für das Belohnungs- als auch das Bestrafungslernen in einer bestimmten Gehirnregion, den Pilzkörpern, lokalisiert sind. Die Neuronen, welche die olfaktorischen Informationen weiterleiten, sind bereits sehr gut beschrieben. Wie jedoch die Bestrafung bzw. Belohnung repräsentierenden Neuronen die Pilzkörper innervieren ist dagegen noch weitgehend unverstanden. Ebenso unbekannt ist es, wie die Gedächtnisspuren in den Pilzkörpern ausgelesen und weiterverarbeitet werden. Deshalb konzentrieren wir uns auf folgende Fragestellungen:
- Aufklärung der Anatomie und Funktion der für olfaktorisches Lernen benötigten neuronalen Schaltkreise mit Schwerpunkt auf die unterschiedlichen Verstärkungssysteme.
- Untersuchung der Mechanismen, welche die Expression der assoziativen Gedächtnisse durch interne Motivationszustände regulieren.
- Identifizierung der synaptischen Moleküle, welche für die Bildung von assoziativer Plastizität verantwortlich sind.
Um diese Fragen zu beantworten, verwenden wir einen kombinatorischen Ansatz von quantitativen Verhaltensanalysen und hochauflösender Neuroanatomie. Wir gehen davon aus, dass unsere Ergebnisse das bisherige Wissen über die den assoziativen Gedächtnissen zugrunde liegende neuronale Architektur deutlich erweitern.
