Neuronal signal integration: micropharmacological analysis using two-photon uncaging

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Die aktivitätsabhängige Modifikation von synaptischen Verbindungen im ZNS, die sogenannte "synaptische Plastizität", stellt ein wichtiges Modell zum Verständnis von Lernen und Gedächtnisbildung dar. Unser derzeitiges Wissen über die Prozesse, die der synaptischen Plastizität zugrunde liegen, basiert vor allem auf Experimenten, die auf Ebene einzelner Zellen durchgeführt wurden. Letztendlich müsssen wir aber zu einem Verständnis der Plastizität auf Ebene der kleinsten Informations-verarbeitenden Strukturen gelangen - also der Dornfortsätze oder spines, den Kontaktstellen zwischen einzelnen Nervenzellen. Die molekularen Prozesse in spines, die ein Volumen von weniger als einem Femtoliter aufweisen, konnten bisher auf Grund von technischen Limitationen nicht untersucht werden. In diesem Vorhaben sollen diese Limitationen erstmals durch pharmakologische Experimente in femtoliter-großen Bereichen mittels der Zwei-Photonen-Blitzlichtphotolyse überwunden werden. Fragen zur Eingangsspezifität der synaptischen Plastizität, zur räumlichen Verteilung von Rezeptoren und Kanälen sowie zur intra- und extradendriti- tischen Signalverarbeitung sollen beantwortet werden.