Verhaltenssteuerung im Gehirn

Verhaltenssteuerung im Gehirn

Die Gruppe wird ihre Arbeit im Herbst 2019 am Institut aufnehmen

Um ein Verhalten zu erzeugen, müssen Informationen aus den unterschiedlichsten Hirnbereichen zusammenkommen und verarbeitet werden. Wie diese verteilten Schaltkreise zusammenarbeiten, ist eine grundlegende Frage der Neurowissenschaften. Fortschritte in der Neurotechnologie haben Einblick in die neuronalen Berechnungen gegeben, die dem Verhalten von Mäusen auf Mikroschaltungsebene zugrunde liegen. Diese Schaltkreisstudien konzentrieren sich jedoch vorwiegend auf nur eine oder zwei mögliche Hirnregionen. Eine Gesamthirnansicht fehlt, da Methoden zur Aufzeichnung der Aktivität des gesamten Gehirns während des Verhaltens der Maus fehlen.

Mit Hilfe der funktionellen Ultraschallbildgebung ist es möglich, die Aktivität des gesamten Gehirns in sich frei verhaltenden Mäusen mit hoher räumlicher Auflösung (100 µm) aufzuzeichnen. Wir wollen diesen Ansatz erweitern und untersuchen, wie Mäuse zwischen Verhaltensweisen in einer natürlichen Umgebung wechseln. Unser Ziel ist es, die neuronalen Schaltkreise im gesamten Gehirn zu identifizieren, die diesen Verhaltens-Schaltern zugrunde liegen.

In einem natürlichen Kontext befasst sich das Gehirn mit einer Vielzahl möglicher Aktionen und muss bei der Auswahl des nächsten Verhaltens kontinuierlich sowohl interne Zustände als auch externe Reize zusammenfügen. Wie diese Grundfunktion im gesamten Gehirn umgesetzt wird, ist noch unklar. Zusammen mit den für Mäuse verfügbaren genetischen Werkzeugen bietet die die funktionelle Ultraschallbildgebung erstmals die Möglichkeit, dies zu untersuchen. Darüber hinaus wollen wir verstehen, wie sich die an Verhaltensänderungen beteiligten Netzwerke des gesamten Gehirns bei psychiatrischen Störungen verändern. Dabei liegt unser Schwerpunkt auf a) Depressionen, bei denen die Einleitung angeborener Verhaltensweisen beeinträchtigt ist, und b) Zwangsstörungen, die zu einer übermäßigen Beschäftigung mit bestimmten Verhaltensweisen führen.

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