Der Beitrag des kortikalen Neuron-Glia-Netzwerks zur Gedächtnisbildung im Schlaf

Das Erlernen komplexer motorischer Aufgaben verändert die lokale Netzwerkaktivität im primären motorischen Kortex (M1), wird während des nachfolgenden Schlafes verstärkt und geht mit einer interregionalen (d.h. cortico-striato-hippocampalen) Reorganisation der Gedächtnisspur einher. Auf kortikaler Ebene hängt dieser Prozess neben der neuronalen Aktivität entscheidend von der astrozytären Kalziumsignalgebung ab. Die neuro-glialen Aktivitätsmuster, die während des Lernens bzw. während des nachfolgenden Schlafes an der Gedächtnisbildung beteiligt sind, sind jedoch unbekannt und damit Gegenstand des vorliegenden Forschungsvorhabens. Mit Hilfe der longitudinalen in vivo Bildgebung sollen neuronale und astrozytäre Kalziumsignale in M1 vor, während und unmittelbar nach dem Erlernen komplexer motorischer Aufgaben sowie während des vorrausgehenden und nachfolgenden Schlafes gemessen werden. Darüber hinaus soll geklärt werden (i) wie die Lernleistung, (ii) die zugrundeliegenden aufgabenspezifischen Aktivitätsmuster und (iii) die interregionalen lokalen Feldpotenziale (LFPs) durch akuten Schlafmangel beeinflusst werden. Desweiteren soll ermittelt werden (iv) wie die lernbezogenen Aktivitätsmuster in einer ähnlichen, aber nicht identischen Aufgabe, die einen Generalisierungsprozess, d.h. die Gistabstraktion erfordert, reaktiviert werden. Insgesamt sollen die in dem vorliegenden Antrag erhobenen Daten einen Ersteinblick in die in vivo Neuron-Glia Interaktionen, die dem komplexen motorischen Lernen und dessen Verstärkung im Schlaf zugrunde liegen, ermöglichen.