Von der Einzelzelle zum Netzwerk: Einfluss zell-intrinsischer Eigenschaften auf die Verarbeitung neuronaler Signale

Biologisches Verhalten entsteht durch die koordinierte Aktivität von Neuronen. Für die Funktionsweise des Nervensystems sind dabei sowohl die Struktur der lokalen Netzwerke als auch die intrinsischen Eigenschaften der beteiligten Zellen entscheidend. Die intrinsischen Eigenschaften werden stark durch die Dynamik der Ionenkanäle geprägt und bestimmen, wie eine Zelle Eingangssignale in elektrische Antwortimpulse umwandelt. Daher ist davon auszugehen, dass die zell-intrinsischen Eigenschaften einen großen Einfluss auf die neuronale Informationsverarbeitung haben. Ziel des Projektes ist, diesen Einfluss der zell-internen Dynamik auf die Prozessierung neuronaler Signale zu untersuchen. Dazu werden mathematische Simulationen von Nervenzellen durchgeführt und mit elektrophysiologischen Untersuchungen im System des Entorhinalen Cortex und des Hippocampus der Ratte kombiniert. Dabei wird die neuronale Verarbeitung von der Ebene der Ionenkanäle, über die einzelne Nervenzelle bis hin zur Ebene von Netzwerken von Zellen analysiert. Langfristig verspricht diese Studie ein besseres Verständnis des Zusammenhangs zwischen spezifischen Ionenkanälen und pathologischen Netzwerkzuständen, wie sie beispielsweise bei Epilepsie auftreten.