Untersuchung der Beziehung zwischen synaptischer Aktivität und kapillären Blutflussveränderungen im olfaktorischen System von Mäusen in vivo mit Zwei-Photonen-Laser-Scanning-Mikroskopie

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Eine vermehrte neuronale Aktivität führt zeitlich und räumlich eng korreliert zur lokalen Blutflusssteigerung in den Gefäßen, die diese Neuronen versorgen. Diese neurovaskuläre Kopplung stellt die Basis der funktionellen Kernspintomographie dar und ist pathophysiologisch für verschiedene neurovaskuläre und neurodegenerative Erkrankungen relevant. Trotz ihrer wichtigen Bedeutung ist das Wissen um die genauen zellulären und subzellulären Mechanismen immer noch unbefriedigend. Wegen ihrer strategischen Lage zw ischen Neuronen und Gefäßen kommt Astrozyten eine zentrale Rolle in der neurovaskulären Kopplung zu. Aktuelle Befunde aus Hirnschnittexperimenten lassen vermuten, dass synaptische Aktivität zu einem astrozytären Calciumanstieg führt, der wiederum zur Freisetzung vasoaktiver Metabolite führt. Es ist allerdings ungeklärt, ob das Modell für die in vivo-Situation relevant ist und welche exakten Blutflussveränderungen in welcher zeitlichen Korrelation als Folge einer neuro-astrozytären Aktivierung auftreten. Diese zentralen Fragen der neurovaskulären Kopplung unter in vivo-Bedingungen zu untersuchen, soll Ziel des beantragten Forschungsvorhabens an der Harvard University sein. Dazu sollen Messungen synaptischer Aktivität, intrazellulärer Calciumveränderungen und vaskulärer Reaktionen mittels Zwei-Photonen-Laser-Scanning-Mikroskopie am sehr gut charakterisierten Modell des olfaktorischen Glomerulus erfolgen.