Geruchsinformationsverarbeitung im Mäusehirn
Das Gehirn ist ein komplexes Organ und trotz enormer wissenschaftlicher Fortschritte bleibt ein Großteil seiner Funktionen ein Geheimnis. Die Initiative ODORLEARNINGCIRCUIT (Sensory learning-induced changes of neuronal population activity in the olfactory bulb of awake mice) untersuchte, wie bei wachen Mäusen, die verschiedenen Aufgaben der Geruchsunterscheidung zu erledigen hatten, Geruchsinformationen aus dem OB zu den spezialisierten Schaltkreisen verarbeitet werden. Sie verwendeten Zwei-Photonen-Mikroskopie, um neuronale Populationsaktivität abzubilden. Das OB enthält zwei neuronale Populationen, die als Mitral- und Tufting-Zellen (MZ bzw. TZ) bezeichnet werden, die Geruchsinformationen empfangen und an das Gehirn senden. Die Forscher verwendeten genetisch kodierte Ca2+ Indikatoren (GECI), um zwischen den beiden neuronalen Populationen im OB zu unterscheiden. Die Studienergebnisse zeigten eine Ensemble-Plastizität im OB, die von Zustand und Zelltyp abhängig war, mit Mustertrennung von komplexen Geruchsinformationen durch parallele sensorische Bahnen. Die MZ und TZ unterschieden Gerüche auf der Grundlage ihrer Konzentrationsbereiche. Erstaunlicherweise blieb die Ensemble-Geruchsunterscheidbarkeit über die Zeit stabil, obwohl die Ensemble-Geruchsdarstellung täglich immer wieder neu organisiert wurde. Die Lernaufgaben für die aktive Geruchsunterscheidung deckten eine bisher unbekannte Form von langfristiger Ensemble-Plastizität auf, die ausschließlich in der MZ-Population vorkam und die Geruchsunterscheidbarkeit verbessert. Insgesamt könnten die Erkenntnisse von ODORLEARNINGCIRCUIT genutzt werden, um die Informationscodierung im OB zu optimieren. Neben der Geruchsphysiologie könnten diese Methoden auch angepasst werden, um die zugrundeliegenden Mechanismen anderer neuronaler Schaltkreise zu untersuchen.
Schlüsselbegriffe
Geruch, sensorische Informationen, Bulbus olfactorius, ODORLEARNINGCIRCUIT, Ensemble-Plastizität
