Bereich: Grundlagenforschung Neurowissenschaften und Erkrankungen des Nervensystems

Dr. Thomas Nevian Universität  Bern		Dr. Matthew E. Larkum Universität Bern

Jedes der 14 Milliarden kortikalen Neuronen besitzt einen ausgeklügelten dendritischen Baum, welcher den Grossteil seiner Membran aufnimmt und die Eingangsregion für elektrische Signale darstellt. In unseren Experimenten wurde die Rolle der sehr feinen basalen Dendriten bei der Signalintegration von grossen Pyramidenneuronen untersucht, welche die wichtigsten Ausgabezellen des Kortex sind, die eine Verhaltensantwort direkt beeinflussen können. Die basalen Dendriten konnten bis anhin nicht mit elektrischen Aufzeichnungsmethoden untersucht werden, da sie wegen ihrer geringen Grösse in einem herkömmlichen Mikroskop unsichtbar sind. Unsere Entwicklung eines neuen bildgebenden Verfahrens zur Sichtbarmachung dieser kleinsten, aber zahlenmässig wichtigsten Strukturen machte es uns möglich, an diesen Dendriten feinste Pipetten anzubringen und auf diese Weise deren Rechenfunktion aufzuklären. Es ergaben sich zwei unerwartete Erkenntnisse: Die basalen Dendriten, welche den Hauptteil der Eingaben aufnehmen, übermitteln diese den Axonen, also den Ausgaben erzeugenden Regionen, nicht sehr gut. Allerdings haben sich diese Regionen beim Rechenprozess als unglaublich aktive Komponenten herausgestellt, die eine ganze Vielfalt von nicht-linearen elektrischen Ereignissen erzeugen. Dies stellt die herkömmliche Vorstellung, wie Neuronen Eingaben in Ausgaben umwandeln, auf den Kopf und bedeutet, dass die wichtigsten Neuronen des Gehirns zu einer weit grösseren Rechenkomplexität fähig sind als bisher angenommen wurde.

Properties of basal dendrites of layer 5 pyramidal neurons: a direct patch-clamp recording study. Thomas Nevian, Matthew E. Larkum, Alon Polsky, Jackie Schiller; Nat. Neurosci.10:206-214 (2007)

Die Forschungsarbeit
GF Neuro Nevian Larkum.pdf	227 Kb