Forschungsschwerpunkte
Jede Erfahrung die wir machen hinterlässt Spuren in unserem Gehirn, die wir als Erinnerungen automatisch oder bewusst abrufen können. Erinnerungen helfen uns Entscheidungen zu treffen, uns zu orientieren und tragen wesentlich zu unserer Persönlichkeitsfindung bei. Lernprozesse werden durch das komplexe Zusammenspiel verschiedener Nervenzelltypen orchestriert und beeinflusst. Was beeinflusst jedoch die Stabilität unserer Erinnerungen?
Die Alzheimer Krankheit ist die häufigste Form der Demenz und geht einher mit einer starken Beeinträchtigung des Gedächtnisses. Verursacht wird dieser Gedächtnisverlust durch neuropathologische Veränderungen in Hirnregionen, wie dem Hippokampus, dem präfrontalen Kortex und dem entorhinalen Kortex. Diese Hirnregionen sind eng miteinander verbunden und verantwortlich für komplexe Gedächtnisleistungen, wie der räumlichen Orientierung und dem Speichern und Abrufen von deklarativen Erinnerungsinhalten. Da diese Prozesse im Verlauf der Alzheimer Krankheit einer Beeinträchtigung unterliegen, liegt die Hypothese nahe, dass diese Regionen besonders verwundbar im Verlauf der Krankheit sind und damit den Großteil der Symptome verursachen. Um dieser Hypothese auf den Grund zu gehen, untersuchen wir die strukturelle und funktionelle Beschaffenheit der Verbindungen zwischen den genannten Hirnregionen und erforschen deren Bedeutung für die Beeinträchtigung dieser Gedächtnisleistungen in Mausmodellen mit Alzheimer-ähnlicher Pathologie.
Der Locus Caeruleus, eine kleine Region im Hirnstamm, ist ebenfalls stark und sogar noch früher von der Alzheimer Pathologie betroffen als die oben genannten Hirnregionen. Der Locus Caeruleus versorgt das gesamte Gehirn, unter anderem den Hippokampus, mit einer bestimmten Klasse von Neuromodulatoren, den Catecholaminen (Noradrenalin und Dopamin). Indem er die Erregbarkeit und Plastizität von Nervenzellverbindungen mitreguliert, ist der Locus Caeruleus an komplexen Gedächtnisleistungen beteiligt, wie der Entscheidungsfindung, der Verarbeitung neuer Erfahrungen und dem Speichern und Abrufen von Gedächtnisinhalten. Jedoch wissen wir sehr wenig darüber, wie genau sich die Beeinträchtigung des Locus Caeruleus auf die Symptome des Gedächtnisverlusts auswirkt. Wir erforschen die Rolle des Locus Caeruleus bei hippokampus-abhängigen Gedächtnisprozessen und untersuchen dessen Beeinträchtigung in Bezug auf die Alzheimer Krankheit.
Um diese Veränderungen auf struktureller und funktioneller Ebene zu untersuchen, nutzen wir modernste Intravitalmikroskopietechniken, kombiniert mit Methoden zur Steuerung der Nervenzellaktivität (Opto- und Chemogenetik) in transgenen Mäusen. Zusätzlich wenden wir Lern- und Gedächtnistest an, um die Bedeutung verschiedener Hirnregionen für Erinnerungsprozesse zu erforschen. Diese Methoden erlauben es uns die Aktivität von Nervenzellen zu beobachten und mit Gedächtnisverlust in Zusammenhang zu bringen. Damit versuchen wir ihre Bedeutung für Gedächtnisstörungen im Kontext der Alzheimer Krankheit zu entschlüsseln.