Neues zur Kommunikation von Hirnarealen und Kognition
Bisherige Studien zeigten, dass für kognitive Prozesse die Integrität der lokalen neuronalen Synchronität wichtig ist und dies durch neuronale Netzwerke und eine Reihe von Neuromodulatoren gesteuert wird. Thetawellen (Oszillationen) des Hippocampus (HPC) sind für Lernen und Gedächtnis und offenbar auch für Kohärenz in den Hauptzellen des medialen präfrontalen Kortex (mPFC) von Bedeutung. Des Weiteren sind inhibitorische Neuronen, die Parvalbumin (PV) exprimieren, im mPFC primär für die zwischen mPFC und HPC beobachtete Theta-Kohärenz zuständig. Das EU-finanzierte Projekt NEURODYNAMICS (Inhibition and neuromodulation in oscillation and synchrony) untersuchte, welche Neuronen für die Koordination der mPFC-HPC-Oszillationen und Synchronität zuständig sind und entwickelte ein integriertes Sondenimplantat, das bei Nagermodellen optische Stimulation und neurophysiologische Daten kombiniert. Für die Nager wurde ein Labyrinth in Form einer Acht entwickelt, um die HPC-mPFC-Theta-Kopplung während einer räumlichen Gedächtnisaufgabe zu untersuchen. Die Stimulation und Hemmung der mPFC-PV-Neuronen erfolgte über optogenetische Manipulation. Dabei wurde eine Untergruppe von mPFC-PV-Neuronen identifiziert, deren Aktivität je nach dem bei der Stimulation aktivierten Opsin variierte. Insgesamt legen die Daten nahe, dass mPFC-Interneuronen die Aktivität des mPFC bei HPC-Oszillationen und Synchronität steuern, nicht aber zeitliche Abläufe. NEURODYNAMICS entwickelte Protokolle und erfasste relevante Daten zu höheren Hirnfunktionen sowie der Koordination und Kommunikation funktionell gekoppelter Hirnareale. Demnächst sollen diagnostische Methoden folgen, um Hirnfunktionen und Störungen genauer zu klären.
Schlüsselbegriffe
Kognition, Neuromodulatoren, Hippocampus, medialer präfrontaler Kortex, Parvalbumin, Neurodynamik