Plasticity of microcircuits in the mushroom body calyx of insects

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Ziel des beantragten Projekts ist die Untersuchung von zellulären Komponenten neuronaler Strukturplastizität und deren Zusammenhang mit Verhaltensplastizität in den beiden holometabolen Insektenarten Apis mellifera und Drosophila melanogaster.Die strukturellen Eigenschaften großer Synapsenkomplexe (Mikroglomeruli) im sensorischen Eingangsbereich der Pilzkörper-Calyces des Insektengehirns ermöglichen die Untersuchung grundlegender Fragen neuronaler Strukturplastizität. Frühere volumetrische Analysen zeigen auffallende alters- und erfahrungsabhängige Veränderungen in den Pilzkörpern, aber die diesen Volumensänderungen zugrunde liegenden zellulären Prozesse sind noch unzureichend verstanden. Eigene Vorarbeiten an der Honigbiene zeigen kastenspezifische, auf umweltbedingten Einflüssen basierende sowie altersbedingte Strukturplastizität der Mikroglomeruli im Calyx. Des Weiteren lässt die, in den dendritischen Dornen der Kenyonzellen (Postsynapse der Mikroglomeruli) gefundene, hohe Konzentration an filamentösem (f-) Aktin eine Beteiligung von f-Aktin an der dendritischen Strukturplastizität im Calyx vermuten. Auf ultrastruktureller Ebene soll nun die Hypothese verfolgt und bestätigt werden, dass Entwicklungs- und Adult-Plastizität in den sensorischen Eingangsregionen des Calyx Anpassungen im Verhalten zugrunde liegen könnte und f-Aktin basierte dendritische Strukturplastizität damit im Zusammenhang steht.