Die funktionelle Bedeutung synchroner Calciumtransienten bei der Entwicklung kortikaler Netzwerke.

Während der frühen Entwicklung der zerebralen Großhirnrinde durchläuft die Mehrheit aller Nervenzellen eine zeitlich eng begrenzte Periode, in der ihre neuronale Aktivität mit der Ausbildung von oszillatorischen Calciumtransienten vollständig synchronisiert. Die funktionelle Bedeutung dieser synchronisierenden Calziumoszillationen ist zur Zeit noch ungeklärt. Wir vermuten, dass dieser Vorgang dazu dient, zeitliche Entwicklungsunterschiede innerhalb der verschiedenen kortikalen Areale auszugleichen. Eine solche Synchronisation der neuronalen Reifung ist die Voraussetzung für eine arealübergreifende funktionelle Verschaltung des Gehirns, die mit dem Auftreten sensorischer Eingangssignale nach der Geburt beginnt.
In diesem Antrag wollen wir diese Arbeitshypothese untersuchen, indem wir in dissoziierten kortikalen Nervenzellkulturen lokale Mini-Netzwerke erzeugen, die sich dann über einen Abstand von Millimetern untereinander synaptisch verschalten. Solche neuronalen Netzwerke entwickeln in der Kulturschale die gleiche synchrone Aktivität wie im intakten Gehirn. Durch gezielte Veränderung der Kultivierungsbedingungen können wir Netzwerke unterschiedlicher Reifung erzeugen, bei denen wir dann die Fähigkeit zur entwicklungsabhängigen Synchronisation und deren Einfluss auf die synaptische Reifung untersuchen wollen.