Forschungsprojekte

Die grundlegende informationsverarbeitende Einheit im Gehirn sind Nervenzellen. Ausgehend von der dendritischen Organisation versuchen wir, die Verarbeitung von afferenten Eingängen in einzelnen Zellen zu verstehen. Dabei nutzen wir vor allem lebende Gehirnschnitte, in denen wir mit whole-cell patch Ableitungen und gezielten Elektrostimulationen die Physiologie von Einzelzellen möglichst umfassend beschreiben. Zusammen mit Informationen über die afferenten Eingänge und die efferente Projektion der Zellen sowie deren Transmitter modellieren wir dann das Verhalten bei definierten Eingängen; diese Modelle werden dann im Schnitt erneut validiert, bis ein möglichst umfassendes Verständnis der Rolle einzelner Neurone erzielt ist. Als Modellsystem verwenden wir vor allem das visuelle Mittelhirn von Wirbeltieren, bevorzugt das optische Tectum von Vögeln. Diese Struktur hat verschiedene Vorteile: Die Afferenzen von diversen sensorischen Systemen bilden eine multimodale Karte des Raumes auf dem Tectum ab, damit ist eine Elektrostimulation in Mustern auch im isolierten Präparat möglich. Die gut definierte Schichtung des Tectums erlaubt es zudem, an den Zelltypen bestimmter Schichten gezielt zu arbeiten und damit umfassende Daten zu sammeln. Weiterhin ist die retino-tectale Projektion bei Vögeln ein gut untersuchtes Modell für Entwicklungsvorgänge, so dass eine Vielzahl von molekularen Daten für das optische Tectum vorhanden ist. Es ist daher möglich, einen sehr detaillierten „Schaltplan“ für das Tectum zu erstellen, der wiederum die Analyse einzelner Elemente erleichtert.