Kontakt

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Prof. Dr. Tobias Bonhoeffer
Sekretariat:
Claudia Marget-Hahn & Gabriele Böhlke

Telefon: +49 89 8578-3751;
+49 89 8578-3749

Forschungsfilme

Wie Synapsen funken

Tobias Bonhoeffer und sein Team erforschen die neurobiologischen Grundlagen des Lernens.

Portrait der Abteilung

Publikationen

Abteilung Synapsen – Schaltkreise – Plastizität

Synapsen – Schaltkreise – Plastizität

Die Forschung im Überblick

Wir interessieren uns für die grundlegenden Vorgänge und Ursachen der synaptischen Plastizität. Um das System als Ganzes zu verstehen, finden unsere Untersuchungen auf ganz verschiedenen Ebenen statt und reichen von molekularbiologischen Studien bis zur Analyse des intakten Nervensystems. Auf der System-Ebene untersuchen wir zum Beispiel, wie sich das visuelle System entwickelt und wie es auf Veränderungen der Umwelt reagiert. Auf zellulärer Ebene drehen sich die Arbeiten um die Frage, wie sich das Gehirn beim Lernen und Gedächtnisabläufen verändert und welche zellulären und synaptischen Mechanismen für die Veränderungen verantwortlich sind.

In den letzten Jahren konnten wir zum Beispiel zeigen, dass synaptische Plastizität mit Strukturveränderungen im Gehirn einhergeht (Wachsen und Zurückziehen sogenannter dendritischer Dornen), dass diese Strukturveränderungen dafür verantwortlich sind, dass wir einmal Gelerntes leichter wiedererlernen, und in wie fern "kortikale Karten", die ein geordnetes Abbild der Umgebung erstellen, durch Erfahrungen in der Umwelt strukturiert werden.

 Die Nervenzellen des visuellen Systems verbinden sich zum größten Teil während der Entwicklung. Doch auch im erwachsenen Gehirn kann sich das System noch verändern. Wir untersuchen die zellulären Mechanismen, die dieser Plastizität im sich entwickelnden und erwachsenen Gehirn zugrunde liegen.

Plastizität des visuellen Systems (Prof. Dr. Mark Hübener)

Die Nervenzellen des visuellen Systems verbinden sich zum größten Teil während der Entwicklung. Doch auch im erwachsenen Gehirn kann sich das System noch verändern. Wir untersuchen die zellulären Mechanismen, die dieser Plastizität im sich entwickelnden und erwachsenen Gehirn zugrunde liegen. [mehr]

Projektgruppen

Grundlage von Wahrnehmung und anderen Gehirnleistungen ist wahrscheinlich die spezifische Verschaltung der Nervenzellen in der Großhirnrinde. Wir untersuchen wie diese Nervenzellen verschaltet sind, wie sie eingehende Signale verrechnen, welche Eigenschaften ihre Kontaktstellen haben, und wie z.B. beim Lernen die Verschaltung und die Funktion verändert wird.

Verschaltung, Informationsverarbeitung und Plastizität von Nervenzellen im Großhirn

Grundlage von Wahrnehmung und anderen Gehirnleistungen ist wahrscheinlich die spezifische Verschaltung der Nervenzellen in der Großhirnrinde. Wir untersuchen wie diese Nervenzellen verschaltet sind, wie sie eingehende Signale verrechnen, welche Eigenschaften ihre Kontaktstellen haben, und wie z.B. beim Lernen die Verschaltung und die Funktion verändert wird.

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Neue Informationen verändern nicht nur die Nervenzellen eines Gehirns; sie beeinflussen auch die Gehirne anderer Individuen. Diese so genannte soziale Informationsübertragung erforschen wir am Beispiel der Maus. Wir untersuchen den Einfluss von Jungtier-Ruflauten auf die Struktur und Funktion von Nervenzellen im Gehirn des Muttertieres und Ersatzfürsorgern.

Einfluss von sozialem Lernen auf kortikale Neurone

Neue Informationen verändern nicht nur die Nervenzellen eines Gehirns; sie beeinflussen auch die Gehirne anderer Individuen. Diese so genannte soziale Informationsübertragung erforschen wir am Beispiel der Maus. Wir untersuchen den Einfluss von Jungtier-Ruflauten auf die Struktur und Funktion von Nervenzellen im Gehirn des Muttertieres und Ersatzfürsorgern. [mehr]
Es ist bekannt, dass es beim Lernen zur Bildung neuer synap­tischer Verbindungen zwischen einzelnen Nervenzellen kommt. Unklar ist jedoch, ob diese strukturellen Veränderungen spezifisch genug sind, um an der Bildung einer neuronalen "Erinnerungsspur" beteiligt zu sein. Wir untersuchen in vivo und in vitro, wie sich lernbedingte Änderungen in den Antwort­eigenschaften einzelner Zellen und Synapsen zu Änderungen in ihrer Struktur verhalten.

Strukturelle und funktionelle Plastizität einzelner Synapsen

Es ist bekannt, dass es beim Lernen zur Bildung neuer synap­tischer Verbindungen zwischen einzelnen Nervenzellen kommt. Unklar ist jedoch, ob diese strukturellen Veränderungen spezifisch genug sind, um an der Bildung einer neuronalen "Erinnerungsspur" beteiligt zu sein. Wir untersuchen in vivo und in vitro, wie sich lernbedingte Änderungen in den Antwort­eigenschaften einzelner Zellen und Synapsen zu Änderungen in ihrer Struktur verhalten.

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Das Gehirn generiert im medialen entorhinalen Cortex eine Abbildung der äußeren Umgebung. Noch ist unklar, wie dieses Abbild entsteht, da Informationen von den Sinnesorgane nicht direkt mit einfließen. Wir wollen diese Frage klären, indem wir Zellen dieses Hirnbereichs untersuchen, während die Tiere sich in ihrer Umgebung orientieren müssen.

Imaging von Grid Zellen

Das Gehirn generiert im medialen entorhinalen Cortex eine Abbildung der äußeren Umgebung. Noch ist unklar, wie dieses Abbild entsteht, da Informationen von den Sinnesorgane nicht direkt mit einfließen. Wir wollen diese Frage klären, indem wir Zellen dieses Hirnbereichs untersuchen, während die Tiere sich in ihrer Umgebung orientieren müssen. [mehr]
 
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