In vivo manipulation of calcium-regulated processes in visual motion-sensitive neurons of the fly

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Wesentliche Vorgänge in Nervenzellen werden durch lokale Veränderungen der zellinternen Calciumkonzentration gesteuert, etwa Anpassungen neuronale Erregbarkeit an jeweilige Reizintensitäten oder die Ausschüttung von Transmittern. Ein gutes Modellsystem zur Untersuchung derartiger Calciumsignale bieten visuelle, bewegungsempfindliche Neurone im Gehirn der Fliege. Physiologische Eigenschaften dieser Neurone lassen sich in vivo während sensorischer Reizung analysieren und in Bezug setzen zu spezifischen Aufgaben der Neurone im Kontext von Verhaltensleistungen, wie z.B. der Stabilisierung der Flugbahn oder der Objekt-Hintergrund-Diskrimination. Eine Adaptation der Neurone an die Stärke von Bewegungsreizen - essentiell für wechselnde Verhaltenssituationen in heterogen strukturiertem Habitat - ist korreliert mit Calciumakkumulation im Dendriten. Das geplante Projekt soll erstmals den Kausalzusammenhang zwischen Calcium und Bewegungsadaptation klären, und zwischen calciumabhängigen und -unabhängigen Komponenten der Adaptation differenzieren. Dazu ist geplant, durch "Flash-Photolyse" die Calciumkonzentration in bewegungsempfindlichen Neuronen der Fliege künstlich zu verändern. Ebenfalls mit dieser Methode soll die Rolle des Calciums bei der synaptischen Übertragung visueller Bewegungsinformation untersucht werden. Bisherige korrelative Studien an einem Synapsentyp deuten auf bemerkenswert lineare Übertragungseigenschaften selbst unter dynamischen Reizbedingungen hin. Gezielte Manipulation präsynaptischen Calciums soll zeigen, ob diese Synapse grundlegende Unterschiede aufweist zu bislang untersuchten Synapsen mit zumeist hochgradig nichtlinearen calciumabhängigen Mechanismen.