Assoziative Kopplung im Neokortex
Das übergeordnete Ziel der Arbeitsgruppe ist das Verständnis der Funktionsprinzipien des Neokortex auf Netzwerk und Zellebene. Neokortex ist eine Hirnstruktur, die sich in der Evolution der Säugetiere entwickelt hat und ist im weitesten Sinne für die Ausstattung des Individuums mit kognitiven Fähigkeiten verantwortlich. Die große Frage ist, wie die große Vielfalt an kortexabhängigen Verhaltensweisen von einer Struktur generiert werden kann deren neuronale Strukturen sich zwischen Spezies, aber auch zwischen funktionellen Systemen (z.B. sensorisch, motorisch, kognitiv), verblüffend ähnlich sehen. … mehr Info
Zelluläre Mechanismen der Kleinhirnkernfunktion
Leitung: Dr. Christine Pedroarena
Das neuronale Netzwerk des Kleinhirns ist eine evolutionär hochkonservierte Struktur, insbesondere in Säugetieren. Ohne die prinzipielle Netzwerkstruktur zu ändern, sind in der Phylogenie aber neue Kleinhirn-Module hinzugekommen - ein Zeichen dafür, dass sich das Kleinhirn an immer komplexere Hirnfunktionen und die Entwicklung anderer Hirnstrukturen angepasst hat. Deshalb kann die Untersuchung des neuronalen Netzwerkes eines Kleinhirnmoduls in Nagern wichtige Erkenntnisse auch für höhere Säuger inklusive des Menschen erbringen. Die wichtigste Funktion des Kleinhirns ist die sensomotorische Koordination und ihre Adaption an Veränderungen der Umwelt. Diese Funktion stellt sich in dem Muster der Funktionsausfälle bei Kleinhirnerkrankungen dar. Die betroffenen Patienten sind motorisch schwer beeinträchtigt, leiden unter der Unmöglichkeit ihre Bewegungen zu koordinieren (Ataxie) und neue sensomotorische Aufgaben zu erlernen. Eine neuere Einsicht ist es, dass das Kleinhirn im Zusammenspiel mit dem Neokortex auch an der Ausführung von kognitiven Aufgaben beteiligt ist. So wird eine Rolle des Kleinhirns auch für Syndrome mit kognitiven Störungen wie Autismus diskutiert.
Unsere Forschung ist der zellulären Funktion der sogenannten Kleinhirnkerne (DCN) gewidmet. Die Neurone dieser Struktur empfangen die Signale des Kleinhirnkortex und generieren die Ausgangssignale des Kleinhirns, die von dort in die verschiedenen Zielstrukturen gesendet werden. Bei Kleinhirnerkrankungen sind die Kleinhirnkernzellen häufig ausgespart. Daher sind die DCN ein ausgezeichneter Kandidat, um nach Kompensationsmechanismen bei Kleinhirnerkrankungen zu suchen. Wir untersuchen die zellulären Mechanismen (Eigenschaften der Synapsen und Zellmembranen) der DCN und ihre plastischen Veränderungen, sowie Mechanismen, wie diese Prozesse durch Kleinhirnerkrankungen beeinflusst werden können, mit dem Ziel die Funktionsweise des Kleinhirns zu verstehen und die Grundlagen für rationale Therapieansätze zu schaffen.
Für dieses Projekt nutzen wir intrazelluläre Registrierungen (Patch-Clamp), Mikrostimulation, sowie optogenetische Ansätze in in-vitro Hirnschnitten, die aus Wildtyp- oder transgenen Nagern gewonnen werden. Außerdem werden immunhistochemische Färbungen durchgeführt.
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Weitere Publikationen finden sie unter:
http://orcid.org/0000-0003-4725-473X
Laufende Dissertationen
André Maia Chagas (GSNBS)
Betreuer Prof. Dr. C. Schwarz
Julian Hofmann (GSNBS)
Betreuer Prof. Dr. C. Schwarz
Maysam Oladazimi (GSNBS)
Betreuer Prof. Dr. C. Schwarz
Bingshuo Li (GSNBS)
Betreuer Prof. Dr. C. Schwarz / Prof. Dr. U. Ziemann
Abgeschlossene Dissertationen (ab 2000)
Christian Waiblinger (2015)
The role of kinematic events in whisker-related tactile perception
Prof. Dr. C. Schwarz
Petya Georgieva (2014)
Active perception of virtual texture frequency in the whisker-related sensorimotor system of the rat
Prof. Dr. C. Schwarz
Bettina Joachimsthaler (2014)
Two photon imaging of structural plasticity underlying classical eyeblink conditioning in mouse barrel cortex
Prof. Dr. C. Schwarz
Caroline Bergner (2012)
Neuronal correlates of frequency discrimination in the tactile system
Prof. Dr. C. Schwarz
Isabella Schmeh, Dr. med. (MD, Medical School, 2012)
Gene expression of potential modulators of inhibitory neurotransmission in the Lurcher mutant mouse
Prof. Dr. C. Schwarz
Dominik Brugger (2009)
Adaptive microstimulation for stabilizing evoked cortical potentials
Prof. Dr. C. Schwarz
Florent Haiss (2007)
Contributions of motor areas to sensory processing during active and passive touch
Prof. Dr. C. Schwarz
Maik Stüttgen (2007)
Psychophysical channels and the physiology of perception in the rat whisker system
Betreuer Prof. Dr. C. Schwarz
Sergejus Butovas (2007)
Local synaptic effects of microstimulation in barrel cortex and pontine nuclei in the rat
Prof. Dr. C. Schwarz
Susanne Kamphausen (2006)
Functional architecture of the cerebellar nuclei: Investigations of membrane physiology, morphology, and glycinergic synaptic transmission of cerebellar nuclei neurons
Prof. Dr. C. Schwarz
Anja Horowski (2002)
Organization of tectopontine axon terminals with respect to the projections from visual and somatosensory cortices and dendritic fields of pontine projection neurons: Compartmentalization of rat pontine nuclei
Prof. Dr. P. Thier, Prof. Dr. C. Schwarz
Uwe Czubayko (2000)
A characterization of neuronal types in rat cerebellar nuclei using electrophysiological and morphological properties
Prof. Dr. P. Thier, Prof. Dr. C. Schwarz
Zentrum für Neurologie
Hertie-Institut für klinische Hirnforschung
Abteilung Kognitive Neurologie
Otfried-Müller-Straße 25
72076 Tübingen
Tel.: +49 (0)7071 29-80462
Fax: +49 (0)7071 29-25011
