Mechanismen neuronaler Plastizität im Nanometerbereich

Die Beziehung zwischen nano-struktureller Morphologie und neuronaler Funktion ist eine zentrale Fragestellung der modernen Neurobiologie. Das Nägerl-Team untersucht, wie nanoskalige Veränderungen dendritischer Dornen (Spines) und glialer Fortsätze die elektrische und biochemische Signalverarbeitung in Neuronen und Astrozyten beeinflussen. 

Dank 3D-STED ist es möglich, diese Strukturen in lebenden Hippocampus-Gewebeschnitten mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung zu verfolgen. Langfristige Bildgebung in vivo erlaubt es, dynamische Veränderungen der Spine-Struktur während Lern- und Gedächtnisprozessen zu beobachten und diese mit Verhalten und neuronaler Aktivität zu korrelieren. Kausale Experimente mit Optogenetik und Pharmakogenetik sollen aufklären, wie synaptische Umbauten die Gedächtnisbildung steuern. Durch die zusätzliche Visualisierung präsynaptischer Mechanismen und der transsynaptischen Koordination kommen wir zu einer umfassenden Analyse neuronaler Plastizität von der sub-molekularen Ebene bis zur Gedächtnisbildung.