Anpassung neuronaler Dynamiken an kognitive Erfordernisse - Dopaminerge Kontrolle kortikaler Aktivitätsregime

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Das dopaminerge System des Gehirns ist entscheidend involviert in kognitive Anpassungsleistungen, die Prozesse wie Arbeitsgedächtnis und die Fokussierung auf behaviorale Zielzustände einerseits, und die flexible Anpassung an neuartige und wechselnde Situationen andererseits umfassen. Ein neuro-mechanistisches Verständnis dieser Prozesse ist entscheidend, um mentale Erkrankungen wie z.B. die Schizophrenie effektiver behandeln zu können. Die neue Grundhypothese dieses Antrages ist, daß Dopamin über die differentielle Aktivierung von D1- und D2-Typ-Rezeptoren die adaptive Balance zwischen diesen beiden grundlegenden kognitiven Erfordernissen (Fokussierung/ Arbeitsgedächtnis vs. Flexibilität und Ausrichtung auf neue Informationen) in Abhängigkeit vom Verhaltenskontext reguliert, indem es die kortikale Netzwerkdynamik entsprechend ausrichtet. Dies geschieht u.a. über die Modulation oszillatorischer Aktivität und der Kohärenz im Feuerverhalten der Neurone, sowie über das Ausmaß an (Un-)ordnung im Netzwerkverhalten. Ziel dieses Antrages ist es, einerseits basierend auf physiologischen und morphologischen Daten ein biophysikalisch hochrealistisches Computermodell dieser Prozesse zu entwickeln, und aus diesem andererseits spezifische Prädiktionen für Tierund Humanexperimente und mögliche klinische Eingriffsmöglichkeiten herzuleiten.