Struktur, Funktion und Plastizität von Mikroschaltkreisen des Gyrus dentatus des Hippocampus

Der Hippocampus vermittelt mehrere höhere Hirnfunktionen wie Lernen, Gedächtnis und räumliche Codierung. Die Eingangsregion des Hippocampus, der Gyrus dentatus, spielt bei diesen Prozessen eine entscheidende Rolle. Die Körnerzellen des Gyrus dentatus erhalten einen erregenden Neuroneneingang aus dem entorhinalen Kortex und senden einen erregenden Ausgang über die Moosfasern in die CA3-Region des Hippocampus. Darüber hinaus gibt es in dieser Region mehrere Arten von GABA-ergen Interneuronen, die die Aktivität der Körnerzellen über Rückkopplung und Feedforward-Hemmung hemmen. Schließlich vermitteln hilarische Mooszellen eine weitere Erregungsschleife in diesem Schaltkreis. Im gesamten Gehirn ist der Gyrus dentatus einzigartig, da in dieser Region die adulte Neurogenese stattfindet. So werden während des gesamten Lebens neue Neuronen gebildet und funktionell integriert.
Es wird angenommen, dass im Gyrus dentatus eine Reihe von Rechenoperationen höherer Ordnung stattfinden. So ist der Gyrus dentatus beispielsweise an der Mustertrennung beteiligt, indem er relativ ähnliche Eingaben in wesentlich unterschiedliche Ausgaben umwandelt. Somit könnte der Gyrus dentatus als Vorverarbeitungsprozessor für eingehende Informationen fungieren, der diese für eine effiziente Speicherung in der CA3-Region des Hippocampus vorbereitet. Wie diese komplexen Funktionen auf zellulärer und synaptischer Ebene zustande kommen, ist noch weitgehend unklar. In dieser Reihe von Beiträgen wollen wir eine Datenbank über Struktur, Funktion und Plastizität der Zellen und Synapsen im neuronalen Netzwerk des Gyrus dentatus erstellen. Wir werden die Neurowissenschaften auf molekularer, zellulärer, systemischer und computergestützter Ebene abdecken. Wir planen, Originalveröffentlichungen und Übersichtsarbeiten zu den folgenden Themen vorzustellen:
– Konnektivität im Gyrus dentatus.
– Struktur von Synapsen im Gyrus dentatus.
– Funktion der glutamatergen Synapsen im Schaltkreis.
– Funktion der GABA-ergen Synapsen im Schaltkreis (Gyrus dentatus Interneuronen).
– Mechanismen der synaptischen Plastizität im Gyrus dentatus.
– Funktionelle Bedeutung der adulten Neurogenese.
– Netzwerkaktivität im Gyrus dentatus in vitro und in vivo.
– Netzwerk-Oszillationen im Gyrus dentatus.
– Netzwerkmodelle des Gyrus dentatus.

Wichtiger Hinweis: Alle Beiträge zu diesem Forschungsthema müssen in den Bereich der Sektion und der Zeitschrift fallen, für die sie eingereicht werden, wie in den jeweiligen Leitbildern definiert. Frontiers behält sich das Recht vor, ein Manuskript, das nicht in den Geltungsbereich fällt, in jeder Phase der Begutachtung an eine geeignetere Sektion oder Zeitschrift weiterzuleiten.