Duftmischung im neuronalen Netzwerk des Antennallobus der Honigbiene

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Die ersten duftverarbeitenden Zentren im Gehirn sind das Riechhirn der Vertebraten, bzw. der Antennallobus bei Insekten. Sie sind gute Beispiele für natürliche, hochgradig strukturierte neuronale Netzwerke: sensorische Axone verteilen sich nach funktionellen Eigenschaften auf olfaktorische Glomeruli, lokale Neurone mit unterschiedlichen Morphologien verschalten zwischen diesen Glomeruli, und Ausgangsneurone leiten die Information an andere Hirnareale weiter. Wir werden zwei Vorhersagen am Modellsystem Honigbiene testen: 1) heterogene lokale Neurone hemmen spezifisch Glomeruli mit ähnlichen Duftantwortsmustern, und 2) homogene lokale Neurone wirken als globale Kontrolle für den Erregungsgrad. Wir verfolgen drei konkrete Ansätze: 1) wir werden die inhibitorischen Verschaltungen zwischen Glomeruli kartieren, in dem wir Duftantworten sowohl auf Einzeldüfte als auch auf Duftmischungen mittels Kalzium-Imaging visualisieren, 2) wir werden diese Duftmischungsantworten unter pharmakologischen Behandlungen messen, mit denen wir die lokalen Netzwerke manipulieren, und 3) wir werden mittels Elektrophysiologie, 2-Photonen-Mikroskopie, konfokaler Visualisierung und 3D-Computerrekonstruktion den Beitrag einzelner Zellen zu Duftmischungseffekten untersuchen. Insgesamt wird uns dieser Ansatz helfen, die Duftverarbeitung im Gehirn besser zu verstehen.