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Die Rolle des Hippocampus für Gedächtnis und Verhalten

Unser Verständnis von der Rolle von Gehirnstrukturen wie dem Hippocampus und damit verbundenen neuralen Schaltkreisen bei der Regulierung von Angst und Gedächtnis ist noch nicht sehr groß. Das EU-geförderte Projekt HIPPOPROJECTION soll hier mithilfe von Mausmodellen Abhilfe schaffen.
Die Rolle des Hippocampus für Gedächtnis und Verhalten
HIPPOPROJECTION hat erfolgreich ein pharmakogenetisches Werkzeug entwickelt, um neuronale Projektionen im Zusammenhang mit dem Hippocampus selektiv zu hemmen. Dieses Werkzeug besteht aus Adeno-assoziierten Viren (AAV), die den menschlichen M4-DREADD-Rezeptor exprimieren, zusammen mit bestimmten Medikamenten. Die Ergebnisse wurden an Mausmodellen validiert und weiter optimiert, um die Tests an Wildtypmäusen durchführen zu können, ohne dass genetisch modifizierte Mäuse entwickelt werden müssen.

Dem Gyrus dentatus (DG) im Hippocampus schreibt man eine Rolle bei Gedächtnis, Lernen und Plastizität zu. Neuronale Aktivität im DG bei Mausmodellen wurde selektiv und reversibel gehemmt, um vom Hippocampus abhängige Gedächtnisaufgaben bei Konditionierung des Augenblinkens zu studieren. Die Wissenschaftler konnten die Strukturen und neuronalen Schaltkreise im Zusammenhang mit schnellem und anhaltendem Gedächtnisverlust während der konditionierten Reaktion und lernassoziierten Plastizität identifizieren.

Messelektroden wurden in Mäuse implantiert, um mit dem Hippocampus zusammenhängende Hirnstrukturen zu charakterisieren. Zu den wichtigsten untersuchten Bereichen gehören der ventrale Hippocampus (vHIP), der prälimbische Bereich des medialen präfrontalen Kortex (mPFC) und das laterale Septum rostral (RLS). Um das Angstverhalten zu testen, wurden diese Ratten auf offenen Feldern, im erhöhten Labyrinth und in vertrauter Umgebung getestet, außerdem wurden ihre lokalen Feldpotenziale analysiert. Diese Messungen wurden dann hinsichtlich einer vertrauten und einer beunruhigenden (Neuland-) Umgebungen verglichen. Die Konnektivitätsanalyse ergab, dass die neuronalen Projektionen - vHIP-mPFC und vHIP-rLS - in der beunruhigenden Umgebung mit erhöhtem Labyrinth verändert wurden.

Diese bahnbrechende Forschung wird den Weg für zukünftige Arbeiten zu Zusammenhängen von Hirnstrukturen mit Verhaltens- und Gedächtnisstörungen wie Epilepsie und Alzheimer ebnen. Dies könnte sich bei der Entwicklung von wirksamen Therapien bei solchen Krankheiten als nützlich erweisen.

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