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Funktion neuronaler Netzwerke für die Bewegungskontrolle

Die zentrale Fragestellung unserer Forschung betrifft die Aufklärung von Funktionsweise, Entwicklung und Plastizität der neuronalen Netzwerke, welche die Bewegungen unseres Körpers kontrollieren.

Eine wichtige Funktion des Nervensystems ist die Erzeugung verschiedener Bewegungsabläufe. Bewegung wird durch Absicht und zahlreiche auf uns einwirkende Reize erzeugt. Komplexe neuronale Netzwerke leiten dabei die Instruktionen zur Ausführung von Bewegungen vom Gehirn über das Rückenmark zur Muskulatur weiter und bestimmen so das Verhalten von Tieren.

Organisation und Funktion neuronaler Netzwerke
Die präzise Verschaltung von Nervenzellen über synaptische Verbindungen spielt eine wichtige Rolle für die Funktion von neuronalen Netzwerken. Zentrale Fragen unserer Forschung sind, wie die Nervenzellnetzwerke zur Bewegungssteuerung organisiert sind, wie sie ihre Funktion erfüllen, wie sie während der Entwicklung gebildet werden, und welchen plastischen Veränderungen sie durch Lernprozesse unterliegen.

Verschaltung neuronaler Netzwerke im motorischen System
Um zu verstehen, wie motorische neuronale Netzwerke funktionieren, nutzen wir vielfältige Strategien und unterschiedlichste Technologien. Dazu gehören modernste Methoden auf dem Gebiet der Mausgenetik, die Anwendung und Weiterentwicklung von virusbasierten Methoden zur Verfolgung synaptisch verbundener Neuronen sowie die funktionelle Manipulierung mithilfe opto- und pharmakogenetischer Methoden. Darüber hinaus kommen Elektrophysiologie, Verhaltensanalysen und Technologien zur Erstellung von Genexpressionsprofilen einzelner Nervenzell-Subpopulationen zum Einsatz.

Präzision und Fehlfunktion neuronaler Netzwerke
Unsere Arbeiten zeigen, dass Module motorischer Netzwerke im Nervensystem über Synapsen präzise miteinander interagieren und wie sich diese Interaktionen sich auf die Funktion im Bewegungsablauf auswirken. Krankheiten des Nervensystems führen oft zu motorischen Netzwerkdefekten und Verletzungen am Rückenmark bewirken Immobilität. Detailliertes Wissen über Funktionsprinzipien dieser Netzwerke ist entscheidend für zukünftige Eingriffe.

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