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FP7

Mouse Opto-fMRI Ergebnis in Kürze

Project ID: 294001
Gefördert unter: FP7-PEOPLE
Land: Israel

Gehirnnetzwerke bei der Wahrnehmung

Europäische Wissenschaftler verwendeten funktionelle Bildgebung, um die neuronalen Netzwerke im Gehirn abzubilden, die für die Wahrnehmung und das Verhalten verantwortlich sind. Die Ergebnisse liefern noch nie da gewesene Informationen über die entsprechenden neuronalen Verschaltungen.
Gehirnnetzwerke bei der Wahrnehmung
Eine grundlegende Frage in den Neurowissenschaften ist, ob das Verhalten bestimmten neuronalen Schaltkreismustern zugeordnet werden kann. Ein mechanistisches Verständnis einer solchen neuronalen Aktivität müsste die einzelnen Neuronen und ihre synaptische Interaktionen innerhalb verschiedener Netzwerke berücksichtigen.

Die Wissenschaftler des EU-finanzierten Projekts MOUSE OPTO-FMRI (Distributed functional brain networks mapping via optogenetic FMRI) schlugen vor, die Dynamik neuronaler Netzwerke mithilfe der Aktivierung des lichtgesteuerten Kationenkanals Kanalrhodopsin-2 (ChR2) zusammen mit funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRI) des kompletten Gehirns zu untersuchen. Sie verwendeten Verhaltensmanipulationen in Verbindung mit optogenetischer Steuerung, um funktionelle Verbindungen zwischen den Regionen zu verstehen, die bis dahin nicht untersucht worden waren.

Forscher optimierten die notwendigen Protokolle, um fMRI an wachen Mäusen in Kombination mit optogenetischer Steuerung durchzuführen und Verhaltensreaktionen nach Abgabe eines externen Sinnesreizes zu beobachten. Zu diesem Zweck entwickelten sie eine spezielle Halterung, um das Tier für die Anwendung von Sinnesreizen und optogenetischer Steuerung im MRT-Gerät fest zu machen. Der Systemaufbau ermöglichte auch die Aufzeichnung der Reaktionen des Tieres sowie das Empfangen einer Belohnung über einen Leck-Detektor.

Wissenschaftler erstellten hochauflösende Karten für das vollständige Gehirn des gesamten somatomotoren Systems in wachen Tiere und zeichneten grundlegende Wahrnehmungsverhaltensmuster auf. Die Ergebnisse der Studie führten zu neuen Einblicken in die neuronale Untermauerung von Wahrnehmung und zielgerichtetem Verhalten. Insbesondere identifizierten sie die spezifische Organisation in der Hirnrinde, mit deren Hilfe sie die Rolle der assoziierten Regionen wie etwa dem Hippocampus bei der sensorischen Verarbeitung verstehen konnten.

Insgesamt eröffneten die Tools von MOUSE OPTO-FMRI neue Wege für Experimente, um die Struktur-Funktionsbeziehung der sensorischen Regionen im Gehirn zu beschreiben und die grundlegenden neuronalen Mechanismen der Wahrnehmung zu entschlüsseln.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Gehirnnetzwerke, Wahrnehmung, neuronal, Verhalten, MOUSE OPTO-FMRI, ChR2 
Datensatznummer: 188613 / Zuletzt geändert am: 2016-09-27
Bereich: Biologie, Medizin