Jahrbuchbeiträge des Instituts

Nervenzellen im visuellen Cortex antworten auf einfache Lichtreize, z.B. Linien oder Kanten einer bestimmten Orientierung im Raum. Dabei ändert sich die von einer Zelle bevorzugte Orientierung überraschenderweise im Lauf der Zeit, es kommt zur „Drift“. Unsere Experimente zeigen nicht nur die Eigenschaften dieses Phänomens im visuellen Cortex, sondern sie liefern auch Hinweise darauf, was seine Ursache ist und welche Mechanismen der Drift entgegenwirken.

Jahreszeitliche und witterungsbedingte Veränderungen der Umweltbedingungen sind in fast allen Regionen der Erde normal. Sie beeinflussen die Nahrungsverfügbarkeit und den Energieverbrauch der Tiere auf meist vorhersehbare Weise. Allerdings erleben wir derzeit einen deutlichen Anstieg der Jahrestemperaturen und vor allem der Häufigkeit extremer Wetterereignisse. Wir wollen verstehen, wie die internen Prozesse im Körper auf Umweltveränderungen reagieren und die Anpassung der Tiere steuern, um abschätzen zu können, ob Arten damit zurechtkommen oder aussterben werden.

Tiere verlassen sich auf ihren Geschmackssinn, um Nahrung zu erkennen und Giftstoffe zu vermeiden. Was Menschen als süß schmecken, nehmen Katzen und Vögel ganz anders wahr. Im evolutionären Stammbaum der Tiere kommt es zu Umstellungen der Ernährung, etwa von omnivor zu fleischfressend, was mit Veränderungen in der Anzahl oder Funktion von Geschmacksrezeptoren einhergehen kann. Wir untersuchen, wie und wann sich diese Rezeptoren verändern. So erhalten wir Einblicke in die Entstehung neuer Verhaltensweisen, die Entwicklung neuer Proteinfunktionen, und letztlich in den Evolutionsprozess selbst.

Wir nehmen Gerüche nicht immer gleich wahr. Stattdessen bestimmen frühere Erfahrungen, Umstände und innere Zustände wie Hunger oder Stress unsere Geruchswahrnehmung– und damit gegebenenfalls auch, mit welcher Verhaltensäußerung wir reagieren. Was dabei im Gehirn geschieht, untersucht unsere Arbeitsgruppe am Modell des Zebrafisches. Im transparenten Gehirn der Tiere können wir die sensorischen, assoziativen und motorischen Schaltkreise untersuchen, die zusammenwirken, um geruchsgesteuertes Verhalten hervorzubringen.

Innerhalb vieler Tierarten findet man eine ausgeprägte Diversität von Körper-  und Verhaltensmerkmalen. Bei
Kampfläufern beruht ein bedeutender Teil dieser Vielfalt auf genetischen Varianten, welche unterschiedliche Auswirkungen auf Männchen und Weibchen haben.

Depression ist eine psychische Erkrankung, die unsere Gedanken, Stimmung und Fähigkeit zu simplen Handlungen beeinträchtigen kann. Daher scheint sie ein Netzwerk von Hirnregionen zu beeinflussen, die an der Handlungsmotivation beteiligt sind. Wir am Max-Planck-Institut für Neurobiologie untersuchen, welcher Teil des Gehirns aktiv ist, wenn Mäuse spontan handeln. Wir nutzen eine neue Methode, welche die Aktivität des gesamten Gehirns misst. Unser Ziel ist es zu verstehen, welche Hirnschaltkreise den Handlungsdrang steuern und inwiefern diese bei psychiatrischen Erkrankungen verändert sind.