Efficient neuronal processing mechanisms in the olfactory system & insights into impaired brain function in autism spectrum disorder using SHANK3 mice

Le-Jahns, Thi Kim Chi; Rothermel, Markus (Thesis advisor); Spehr, Marc (Thesis advisor); Lampert, Angelika (Thesis advisor)

Aachen : RWTH Aachen University (2022, 2023)
Doktorarbeit

Dissertation, RWTH Aachen University, 2022

Kurzfassung

Der Geruchssinn ist essenziell für grundlegende Funktionen. Darüber hinaus hat der Geruchssinn einen starken Einfluss auf Emotionen und die Gedächtnisleistung und ist essenziell für komplexe Verhaltensweisen. Bisher ist noch nicht verstanden, wie das Gehirn olfaktorische Reize verarbeitet - weder im gesunden noch im krankheitsveränderten Gehirn. 1) In dieser Doktorarbeit wurde Zwei-Photonen-Kalzium Bildgebung mit durch Adeno-assoziiertem Virus vermittelten retrogradem Tracing kombiniert, um neuronale Aktivität von definierten Projektionsneuronen im olfaktorischen Bulbus aufzunehmen. Diese Arbeit zeigt zum ersten Mal, dass parallele Verarbeitungsmechanismen im olfaktorischen Bulbus verwendet werden und gibt neue Einblicke in die Komplexität und Vielschichtigkeit der neuronalen Kodierungseffizienz. 2) Unter Verwendung der Shank3 Mauslinie, eines genetischen Mausmodells für Autismus, wurden olfaktorische Assays entwickelt, um Autismus-assoziierte Veränderungen im olfaktorischen Verhalten zu untersuchen. Des Weiteren wurden chronische Zwei-Photonen-Kalzium Bildgebungsverfahren von GABAergen Interneuronen in Shank3 Mäusen etabliert, während diese in eine olfaktorische Diskriminierungsaufgabe involviert wurden. Diese präliminären Daten zeigen, dass GABAerge Interneurone potenziell zu einer veränderten Verarbeitung im olfaktorischen Bulbus beitragen könnten, welche mit dem Autismus-Risikogen, Shank3, zusammenhängen könnten. Zusammenfassend bildet diese Studie eine vielversprechende Grundlage, um die neurobiologische Ursache von Autismus-Spektrum-Störungen zu untersuchen.

Einrichtungen

• Fachgruppe Biologie [160000]
• Lehrstuhl für Chemosensorik [163310]