Forschungsgruppe Olfaktorische Kodierung

Forschungsgruppe Olfaktorische Kodierung

 

Unsere Gruppe untersucht die olfaktorischen Schaltkreise und die zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen, die an der Kodierung, Verarbeitung und Wahrnehmung von Gerüchen bei Insekten beteiligt sind.

Essigfliege auf schimmelnder Tomate. Essigfliegen verarbeiten gegensätzliche Düfte im Gehirn, indem ihre Wahrnehmung von schlechten Gerüchen die von guten vermindert.

Tiere nutzen sensorische Systeme, um sich in der Umwelt so zu orientieren, dass ihr Überleben und ihre Fortpflanzung optimiert werden. Das olfaktorische System spielt hier eine Schlüsselrolle bei der Kodierung chemischer Informationen und der Übersetzung der Außenwelt in eine neuronale Repräsentation im Gehirn, um einem Organismus das Gedeihen in seiner jeweiligen Umgebung zu ermöglichen. Unser Hauptziel ist es zu verstehen, wie neuronale Schaltkreise olfaktorische Eingaben organisieren, um das Verhalten in Insekten zu kontrollieren, wobei wir Drosophila melanogaster als Modellorganismus verwenden. Die Essigfliege stellt ein erstklassiges System zur Untersuchung der Geruchsverarbeitung dar, da sie eine stereotype Architektur aufweist, die ihrem Gegenstück bei Säugetieren ähnelt, aber weniger komplex und hochgradig lenkbar sowie anfällig für genetische Manipulationen ist. Wir kombinieren neurogenetische Werkzeuge mit fortschrittlichen Techniken, wie z.B. in vivo Zwei-Photonen-Mikroskopie, anatomisches Tracing, neuronale Rekonstruktionen, Optogenetik, sowie eine Vielzahl von Verhaltensassays. Wir arbeiten mit Bioinformatikern bei der Analyse von Bildgebungsdaten und der computergestützten Modellierung zusammen. Um interindividuelle Vergleiche von funktionellen Bildgebungsdaten zu ermöglichen, haben wir den ersten in vivo 3D-Atlas des Fliegen-Antennenlappens erstellt (für Details siehe hier).

Olfaktorischer Kreislauf im Fliegenhirn.

Neben der Untersuchung der Geruchscodierung im Fliegenhirn untersuchen wir derzeit, ob die olfaktorischen Schaltkreise plastisch sind und durch den inneren Zustand des Tieres, frühere Erfahrungen und assoziatives Lernen moduliert werden. Wir studieren auch den Geruchscode in Nicht-Modellorganismen wie Schwesterarten von D. melanogaster, die verschiedene ökologische Nischen ausnutzen, sowie der Wüstenheuschrecke. Darüber hinaus interessieren wir uns für die multimodale sensorische Verarbeitung und Integration.

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