McKnight Scholar Awards 2023

Der Vorstand des McKnight Endowment Fund for Neuroscience gibt mit Freude bekannt, dass er zehn Neurowissenschaftler für den McKnight Scholar Award 2023 ausgewählt hat. Dies ist das erste Jahr, in dem McKnight diese Auszeichnungen im Rahmen der neuen Richtlinien des Programms vergibt, die einen zusätzlichen Schwerpunkt auf die Steigerung von Vielfalt, Gerechtigkeit und Inklusion legen, um die Exzellenz und Wirkung unserer Arbeit zu steigern.

Die McKnight Scholar Awards werden an junge Wissenschaftler verliehen, die sich in der Anfangsphase des Aufbaus eigener unabhängiger Labore und Forschungskarrieren befinden und ein Engagement für die Neurowissenschaften gezeigt haben. Seit der Einführung des Preises im Jahr 1977 hat dieser prestigeträchtige Nachwuchspreis mehr als 260 innovative Forscher gefördert und Hunderte bahnbrechende Entdeckungen vorangetrieben.

„Das Komitee freut sich, einer Reihe großartiger neuer Wissenschaftler zu gratulieren“, sagte Richard Mooney, PhD, Vorsitzender des Preiskomitees und George Barth Geller Professor für Neurobiologie an der Duke University School of Medicine. „Jeder setzt sich dafür ein, die grundlegendsten Probleme der Neurowissenschaften zu lösen, von der Identifizierung der Moleküle, die ein Nervensystem aufbauen, bis hin zur Entschlüsselung der neuronalen Berechnungen, die es uns ermöglichen, zu sehen, neue Fähigkeiten zu erlernen und sogar soziale Bindungen zu knüpfen.“

Jeder der folgenden McKnight Scholar Award-Empfänger erhält drei Jahre lang $75.000 pro Jahr.

Für die diesjährigen McKnight Scholar Awards gab es 56 Bewerber, die die beste junge neurowissenschaftliche Fakultät des Landes repräsentieren. Fakultätsmitglieder sind für die Auszeichnung berechtigt, wenn sie in den ersten vier Jahren eine Vollzeitstelle als Fakultätsmitglied ausüben. Dem Auswahlkomitee für die Scholar Awards gehörten neben Mooney auch Gordon Fishell, Ph.D., Harvard University; Mark Goldman, Ph.D., University of California, Davis; Kelsey Martin, MD, Ph.D., Simons Foundation; Jennifer Raymond, Ph.D., Stanford University; Vanessa Ruta, Ph.D., Rockefeller University; und Michael Shadlen, MD, Ph.D., Columbia University.

Der Zeitplan für die Bewerbungen für die Auszeichnungen im nächsten Jahr wird im August verfügbar sein. Weitere Informationen zu den neurowissenschaftlichen Preisprogrammen von McKnight finden Sie unter Website des Stiftungsfonds.

Über den McKnight-Stiftungsfonds für Neurowissenschaften

Der McKnight Endowment Fund for Neuroscience ist eine unabhängige Organisation, die ausschließlich von der McKnight Foundation aus Minneapolis, Minnesota, finanziert wird und von einem Vorstand prominenter Neurowissenschaftler aus dem ganzen Land geleitet wird. Die McKnight Foundation unterstützt seit 1977 die neurowissenschaftliche Forschung. Die Stiftung gründete 1986 den Endowment Fund, um eine der Absichten des Gründers William L. McKnight (1887-1979) umzusetzen. Als einer der frühen Leiter der 3M Company interessierte er sich persönlich für Gedächtnis- und Gehirnkrankheiten und wollte, dass ein Teil seines Erbes bei der Suche nach Heilmitteln zum Einsatz kommt. Zusätzlich zu den Scholar Awards vergibt der Endowment Fund im Rahmen der McKnight Neurobiology of Brain Disorders Awards Zuschüsse an Wissenschaftler, die daran arbeiten, das durch translationale und klinische Forschung gewonnene Wissen auf Erkrankungen des menschlichen Gehirns anzuwenden.

McKnight Scholar Awards 2023

Ishmail Abdus-Saboor, Ph.D., Assistenzprofessor für Biowissenschaften und Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Columbia University, New York, NY

Haut-Gehirn-Achse zur Belohnung von Berührungsverhalten

Soziale Berührung ist ein wichtiger Reiz, der die Grundlage für menschliche Erfahrungen bildet, von der Pflege anderer über den Aufbau sozialer Bindungen bis hin zur sexuellen Empfänglichkeit. Mithilfe eines Mausmodells und der Optogenetik hat Abdus-Saboors frühere Forschung gezeigt, dass es direkte Verbindungen zwischen Nervenzellen der Haut und dem Gehirn gibt und dass spezielle Zellen speziell auf bestimmte Berührungsreize abgestimmt sind. Diese Zellen sind notwendig und ausreichend, um spezifische physische Reaktionen hervorzurufen – die Aktivierung der Zellen führte dazu, dass Mäuse reagierten, als ob sie eine Berührung im Zusammenhang mit der Paarung erhalten hätten, auch wenn keine andere Maus anwesend war; und ihre Deaktivierung führte zu einer Verringerung der Reaktion, selbst wenn sie mit einer sozialen Interaktion gepaart war.

In seiner neuen Forschung wollen Abdus-Saboor und sein Team definieren, wie Neuronen in der Haut einzigartige positive Signale im Gehirn auslösen und wie das Gehirn diese Signale empfängt und als belohnend verarbeitet, sowie Berührungsneuronen identifizieren, die für verschiedene Zwecke benötigt werden Berührungsszenarien (Welpen pflegen vs. Fellpflege oder Spielen). Ein drittes Ziel besteht darin, herauszufinden, welcher Sensor auf diesen Zellen Berührungen erkennt. Die Forschung wird mehr über die Haut-Gehirn-Verbindung aufdecken und potenzielle Anwendungen für Forscher ermöglichen, die soziale Störungen untersuchen.

Yasmine El-Shamayleh, Ph.D., Assistenzprofessor, Abteilung für Neurowissenschaften und Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Columbia University, New York City, NY

Kortikale Schaltkreise zur Wahrnehmung visueller Form

Bei Primaten sind etwa 30% der Großhirnrinde für die Verarbeitung visueller Informationen zuständig. Mit neuen Techniken arbeitet Dr. El-Shamayleh daran, ein detailliertes mechanistisches Verständnis dafür zu entwickeln, wie das Gehirn die Objekte erkennt, die wir sehen. El-Shamaylehs Forschung konzentriert sich auf den kortikalen Bereich V4 und zeigt, wie verschiedene Arten von Neuronen in dieser Gehirnregion unsere Fähigkeit unterstützen, die Form visueller Objekte wahrzunehmen.

Der kortikale Bereich V4 ist stark auf die Form von Objekten in der Welt abgestimmt. Einzelne Neuronen in diesem Bereich sind darauf spezialisiert, verschiedene gekrümmte Segmente entlang der Kontur eines Objekts zu erkennen: konvexe Vorsprünge oder konkave Vertiefungen. Verschiedene Ensembles dieser konvex und konkav bevorzugenden Neuronen können unterschiedliche Objekte erkennen, je nachdem, welche Kombination aus konvexen und konkaven Konturen sie enthalten. Beispielsweise könnte ein Neuronenensemble eine Banane erkennen, während ein anderes eine Ananas erkennen könnte. Aufbauend auf diesen wichtigen Erkenntnissen und unter Verwendung neuartiger Anwendungen der auf viralen Vektoren basierenden Optogenetik in einem Primatenmodell zeichnet El-Shamayleh die Aktivität bestimmter Gruppen von V4-Neuronen mit beispielloser Präzision auf und manipuliert sie. Diese Forschung identifiziert, wie verschiedene Arten von Neuronen im kortikalen Bereich V4 interagieren, um die Form eines Objekts zu verarbeiten, und wie die neuronale Aktivität in diesem Bereich mit unserer Wahrnehmung konvexer und konkaver Teile von Objekten verknüpft ist. Das Verständnis dieser Prozesse wird Details darüber enthüllen, wie das Gehirn von Primaten visuelle Informationen verarbeitet. Darüber hinaus werden die in dieser Forschung etablierten technischen Innovationen auch zukünftige mechanistische Studien der Gehirnfunktion und des primatenspezifischen Verhaltens von Primaten erleichtern.

Vikram Gadagkar, Ph.D., Assistenzprofessor, Abteilung für Neurowissenschaften und Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Columbia University, New York City, NY

Neuronale Mechanismen der Werbung und Monogamie

Während umfangreiche Untersuchungen darüber durchgeführt wurden, wie Tiere Verhaltensweisen erlernen und ausführen, wurde der Frage, wie ein Tier die Leistung eines anderen Tieres bei sozialen Interaktionen bewertet, weniger Aufmerksamkeit geschenkt. Bei Singvögeln wurde in den meisten Untersuchungen untersucht, was im Gehirn von Männchen passiert, die einen Gesang aufführen, um einen Partner anzulocken, nicht jedoch, was im Gehirn des Weibchens passiert, wenn es dem Gesang des Männchens lauscht. Dr. Gadagkars neue Forschung zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen und ein vollständigeres Bild dieser komplexen Balzinteraktionen zu erstellen und dazu beizutragen, die neuronale Forschung auf die oft vernachlässigten weiblichen Gehirne auszudehnen.

Dr. Gadagkars Arbeit wird sich mit einem Teil des Gehirns namens HVC befassen, einem sensomotorischen Kern, von dem bekannt ist, dass er bei Männern aktiv ist, um den Takt zu halten, während sie ihren Gesang lernen und vortragen. Zum ersten Mal zeichnen er und sein Labor auf, was bei weiblichen HVC passiert, wenn sie männlichen Gesang hört und auswertet, um zu testen, ob diese Neuronen eine Darstellung des männlichen Gesangs in ihrem Gehirn kodieren. Zweitens wird Dr. Gadagkar untersuchen, wie Weibchen ihre Bewertung vornehmen, ob sie die aktuelle Leistung mit früheren Leistungen vergleicht und was Neuronen tun, wenn Fehler erkannt werden. Schließlich wird die Forschung das Dopaminsystem untersuchen, um herauszufinden, wie das Gehirn eine Präferenz für die attraktivste Leistung zeigt. Dies wird auch Einblicke in die Gehirnmechanismen der Monogamie liefern, da sich diese Singvögel ein Leben lang paaren und Gesang verwenden, um ihre Bindungen zu knüpfen und aufrechtzuerhalten.

Hidehiko Inagaki, Ph.D., Max-Planck-Florida-Institut für Neurowissenschaften, Jupiter, FL

Synaptische Mechanismen und Netzwerkdynamik, die dem motorischen Lernen zugrunde liegen

Das Erlernen einer neuen Fähigkeit erfordert, dass das Gehirn Änderungen an seinen Schaltkreisen vornimmt, ein Prozess, der als Plastizität bekannt ist. Während umfangreiche Untersuchungen durchgeführt wurden, um herauszufinden, wie Gehirnnetzwerke die Fertigkeit ausführen, ist noch wenig über die Mechanismen des Erlernens neuer Fertigkeiten bekannt. Dr. Inagaki und sein Team arbeiten daran, die Zellen und Prozesse zu untersuchen, die am Lernprozess beteiligt sind. Untersuchungen haben gezeigt, dass geplante Bewegungen über Gehirnbereiche hinweg gesteuert werden und dass erfahrene Tiere andere Verbindungen haben als unerfahrene Tiere. Aber wie kamen diese Verbindungen dorthin?

Mithilfe von In-vivo-2-Photonen-Bildgebung und groß angelegter Elektrophysiologie in einem Mausmodell können Dr. Inagaki und sein Team nun auf zellulärer Ebene beobachten, welche Veränderungen passieren, wenn eine neue Fähigkeit erlernt wird – in diesem Fall das Erlernen eines neuen Timings die Aktion. Sie haben beobachtet, dass sich die Aktivität im Gehirn verändert, wenn Tiere lernen, sich nach einem Signal zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu bewegen, und wenn man sieht, wie diese Veränderungen auftreten, kann man viel über die Mechanismen des Lernprozesses erfahren. Mithilfe genetischer Manipulation können die Forscher Proteine aktivieren oder hemmen, die mit Plastizität in Zusammenhang stehen. Ziel ist es, nicht nur herauszufinden, welche Veränderungen im Gehirn auftreten, sondern auch, wie diese Veränderungen initiiert und gefestigt werden. Die Beobachtung von Verhaltensänderungen bei den Tieren wird es dem Team ermöglichen, die Vorgänge auf zellulärer Ebene mit unserer erstaunlichen Fähigkeit zu verknüpfen, Fähigkeiten zu erlernen und aufrechtzuerhalten. Ein besseres Verständnis darüber, wie Lernen funktioniert, könnte Auswirkungen auf die Erforschung von Lernbehinderungen haben.

Peri Kurshan, Ph.D., Assistenzprofessor am Albert Einstein College of Medicine, Bronx, NY

Entschlüsselung der Mechanismen der Synapsenentwicklung, von Molekülen bis zum Verhalten

Synapsen, die Orte, an denen Signale zwischen Neuronen gesendet und empfangen werden, sind der Schlüssel zur Funktion neuronaler Schaltkreise, die dem Verhalten zugrunde liegen. Ziel von Dr. Kurshans Forschung ist es zu verstehen, wie sich Synapsen auf molekularer Ebene entwickeln und wie die synaptische Entwicklung das Verhalten beeinflusst. Das vorherrschende Modell geht davon aus, dass eine Klasse von Proteinen, sogenannte synaptische Zelladhäsionsmoleküle (sCAMs), den Prozess initiieren, wobei eine Familie von sCAMs, Neurexine genannt, besonders indiziert ist und in hohem Maße mit neurologischen Entwicklungsstörungen wie Autismus in Verbindung gebracht wird. In-vivo-Untersuchungen zeigen jedoch, dass das Ausschalten von Neurexinen nicht zur Zerstörung von Synapsen führt. Wie funktioniert der Prozess?

Dr. Kurshan verwendet den Spulwurm C. elegans als Modellsystem, um dies herauszufinden. Ihre Arbeit weist darauf hin, dass präsynaptische zytosolische Gerüstproteine sich selbst mit der Zellmembran assoziieren und anschließend Neurexine rekrutieren können, um Synapsen zu stabilisieren. In ihrer neuen Forschung, die Bildgebung, Proteomik, Computermodellierung und transgene Manipulation nutzt, wollen sie und ihr Labor herausfinden, welche Proteine und Zellmembrankomponenten beteiligt sind und wie sie interagieren. Ein weiteres Ziel besteht darin, verschiedene Varianten von Neurexin (kurz und lang) zu untersuchen, um herauszufinden, welche Rolle sie spielen und wie ihr Verlust zu Schaltkreis- und Verhaltensstörungen führt. Die Forschung hat Auswirkungen auf eine Reihe neurologischer Störungen, die mit synaptischen Defekten verbunden sind.

Scott Linderman, Ph.D., Assistenzprofessor, Statistik und Wu Tsai Neurosciences Institute, Stanford University, Stanford, CA

Methoden des maschinellen Lernens zur Entdeckung der Struktur in neuronalen und Verhaltensdaten

Dr. Lindermans Beiträge zur Neurowissenschaft liegen nicht in Laborexperimenten oder neuronalen Aufzeichnungen, sondern in der Entwicklung maschineller Lernmethoden, mit denen die enormen Datenmengen, die diese Art von Forschung produziert, verwaltet und Erkenntnisse daraus gewonnen werden können. Mit moderner Technologie erfassen Forscher hochauflösende Aufzeichnungen einer großen Anzahl von Neuronen im gesamten Gehirn und beobachten gleichzeitig das Verhalten frei verhaltender Tiere über lange Zeiträume. Linderman und sein Team arbeiten mit Forschungslabors zusammen, um probabilistische Methoden des maschinellen Lernens zu entwickeln, um Muster in all diesen Daten zu finden.

Lindermans Labor konzentriert sich speziell auf rechnergestützte Neuroethologie und probabilistische Modellierung – im Wesentlichen darauf, herauszufinden, wie man statistische Modelle erstellt und an die Art von Daten anpasst, die Forscher heute produzieren. Seine laufenden und zukünftigen Projekte zeigen, wie vielfältig maschinelles Lernen auf die neuronale Forschung angewendet werden kann: Ein Projekt befasst sich mit den Auswirkungen der Dopaminfreisetzung auf das Verhalten, ein anderes mit dem Vergleich der neuronalen und verhaltensbezogenen Auswirkungen des Neuromodulators Serotonin und ein drittes mit der Erforschung lebenslanger Studien Videoaufzeichnungen von sich frei bewegenden afrikanischen Türkis-Killifischen – die Art von Daten, die Forscher aufgrund ihres Umfangs und ihrer Komplexität mit herkömmlichen Methoden nicht effektiv analysieren können. Linderman geht die Arbeit als integrierter Partner mit experimentellen Mitarbeitern an und trägt durch die Entwicklung von Methoden zur Lösung der Probleme der Neurobiologie auch dazu bei, die Bereiche Statistik und maschinelles Lernen voranzutreiben.

Swetha Murthy, Ph.D., Assistenzprofessor, Vollum Institute, Oregon Health and Science University, Portland, OR

Mechanosensorik zur Steuerung der Zellmorphologie

Mechanosensation – oder die Erkennung physikalischer Kraft durch eine Zelle oder ein Neuron – ist eine überraschend subtile und vielseitige Funktion, die durch bestimmte Ionenkanäle (neben anderen Proteinen) auf der Zellmembran vermittelt wird. Ein offensichtliches Beispiel ist der Tastsinn – Neuronen können Druck, Dehnung und mehr erkennen. Dr. Murthys Labor befasst sich mit einem viel kleineren Fall von Mechanosensation mit tiefgreifenden Auswirkungen auf die neurale Gesundheit: dem Prozess der Myelinisierung, bei dem spezialisierte Zellen, sogenannte Oligodendrozyten (OLs), eine Hülle um einen Nerv bilden, um die Reizleitung zu verbessern.

Es wird vermutet, dass mechanische Signale (neben anderen Faktoren) die OL-Morphologie und Myelinisierung steuern können, die zugrunde liegenden Mechanismen sind jedoch unbekannt. Murthys Labor untersucht den mechanisch aktivierten Ionenkanal TMEM63A, der in OLs exprimiert wird, um aufzudecken, wie diese Kanäle die Myelinisierung vermitteln könnten, und um wiederum Aufschluss darüber zu geben, wie mechanische Signale den Prozess steuern. Mithilfe von In-vitro-Patch-Clamp-Techniken und genetischer Manipulation wird Murthy die OL-Mechanosensitivität bestätigen und prüfen, ob sie durch TMEM63A vermittelt wird. Anschließend wird die Abhängigkeit der Myelinisierung von TMEM63A bewertet, indem Mausgehirne zu verschiedenen Zeitpunkten ihrer Entwicklung verglichen werden, die über TMEM63A-Gene verfügen oder nicht zum Schweigen gebracht. Schließlich werden In-vivo-Experimente mit Zebrafischen die Myelinisierung in Echtzeit beobachten und dokumentieren und die Abhängigkeit dieses Prozesses von TMEM63A bestimmen. Zu verstehen, wie Myelinisierung funktionieren kann – und wie sie scheitern kann – wird für Forscher hilfreich sein, die eine Reihe von Erkrankungen untersuchen, die mit Myelinisierung in Zusammenhang stehen, etwa hypomeylinisierende Leukodystrophien, und außerdem das Verständnis der Mechanosensation erweitern.

Karthik Shekhar, Ph.D., Chemische und biomolekulare Technik/Helen Wills Neuroscience Institute, University of California, Berkeley, Berkeley, CA

Entwicklung der neuronalen Vielfalt und Musterung im visuellen System

Dr. Shekhars Labor möchte verstehen, wie sich verschiedene neuronale Typen und ihre Organisation entwickelt haben, um den Bedürfnissen verschiedener Tiere gerecht zu werden. Seine Forschung konzentriert sich auf das visuelle System des Gehirns, insbesondere auf die Netzhaut und den primären visuellen Kortex, die bei verschiedenen Arten, die durch Hunderte Millionen Jahre Evolution voneinander getrennt sind, bemerkenswert gut konserviert sind. Durch das Verständnis der neuronalen Zusammensetzung in der Netzhaut verschiedener Arten und der Organisation dieser Neuronen hofft er herauszufinden, wie die Evolution dazu beigetragen hat, unterschiedliche visuelle Anforderungen zu erfüllen – und darüber hinaus die genetischen Grundlagen des neuronalen Netzwerks und der Gehirnentwicklung aufzudecken.

Shekhars Forschung wird die evolutionäre Erhaltung und Divergenz neuronaler Typen in der Netzhaut mehrerer Wirbeltierarten untersuchen, von Fischen über Vögel bis hin zu Säugetieren, und rechnerische Ansätze verwenden, um die Entwicklung der neuronalen Diversität zu rekonstruieren. Er wird untersuchen, ob die Evolution zur Entstehung neuer Typen oder zur Modifikation bestehender Typen geführt hat, einschließlich Änderungen in der Morphologie, Funktion oder Konnektivität. Eine gleichzeitige Anstrengung wird den visuellen Kortex untersuchen, eine Struktur, die allen Säugetieren gemeinsam ist, und sich darauf konzentrieren, die Ursprünge früher Entwicklungsepochen, bekannt als „kritische Perioden“, aufzuspüren, in denen neuronale Netzwerke im Gehirn eine außerordentliche Plastizität gegenüber Sinneserfahrungen zeigen. Die Forschung wird dazu beitragen, zu zeigen, wie evolutionäre Anpassungen im visuellen System stattgefunden haben, was auch den Weg für weitere Forschungen darüber weisen wird, wie sich andere Teile des Gehirns entwickelt haben. Ein Leitprinzip, das Shekhars Ansatz zugrunde liegt, ist, dass interdisziplinäre Zusammenarbeit – mit Ingenieuren, Neurowissenschaftlern, Klinikern und Computerwissenschaftlern – neue Ansätze zur Bewältigung einiger der großen Fragen der Neurowissenschaften hervorbringen kann.

Tanya Sippy, Ph.D., Assistenzprofessor, Grossman School of Medicine der New York University, New York City, NY

Modulation striataler Zellen und Synapsen durch Dopamin-Bewegungssignale

Dopamin ist vielleicht der bekannteste Neuromodulator, vor allem aufgrund seiner Rolle bei der Signalisierung von Belohnungen. Allerdings spielt Dopamin auch bei der Bewegung eine Schlüsselrolle, was sich deutlich an der Unfähigkeit von Patienten mit Parkinson-Krankheit, einer Dopaminstörung, zeigt, Bewegungen zu initiieren. Ziel von Dr. Sippy ist es, durch sehr präzise In-vivo-Messungen von Dopaminschwankungen gleichzeitig mit dem Membranpotential in Zielneuronen mehr darüber zu erfahren, wie Dopamin an der Bewegung beteiligt ist.

Membranpotenzialaufzeichnungen ermöglichen es Dr. Sippys Labormitarbeitern, zwei Eigenschaften von Neuronen zu messen, von denen bekannt ist, dass sie von der Neuromodulation beeinflusst werden: 1) die Stärke synaptischer Eingaben und 2) die Erregbarkeit der Neuronen, die bestimmt, wie sie auf diese Eingaben reagieren. Es ist jedoch sehr schwierig, sowohl die Dopaminschwankungen als auch das Membranpotential in einer Zelle zu messen. Sippys Arbeit basiert auf der Entdeckung, dass sich die Dopaminaktivität in den beiden Hemisphären des Gehirns widerspiegelt, sodass Messungen von Dopamin und Membranpotential auf gegenüberliegenden Seiten durchgeführt werden können und dennoch stark korrelierte Ergebnisse liefern. Mit diesen Aufnahmen wird Sippy das Dopaminsystem optogenetisch manipulieren und sehen, wie sich die Aktivierung oder Unterdrückung von Dopamin auf die Eigenschaften von Zielneuronen auswirkt und wie sich dies auf die Aktionen des Tieres auswirkt.

Moriel Zelikowsky, Ph.D., Assistenzprofessor, University of Utah, Salt Lake City, UT

Neuropeptiderge kortikale Kontrolle der sozialen Isolation

Eine längere soziale Isolation kann sich negativ auf das Leben von Säugetieren auswirken – was zu kognitivem Verfall, Herzerkrankungen und Verhaltensänderungen, einschließlich eines starken Anstiegs der Aggression, führt. Während sich viele Studien mit der subkortikalen Kontrolle natürlicher Formen der Aggression befassten, wie sie beispielsweise die Territorialverteidigung oder den Schutz von Nachkommen charakterisieren, haben sich nur wenige mit pathologischen Formen der Aggression oder deren Kontrolle von oben befasst. Ziel von Dr. Zelikowsky ist es, die Mechanismen und kortikalen Schaltkreise besser zu verstehen, die an der Entstehung von Aggression als Folge chronischer sozialer Isolation beteiligt sind.

Erste Forschungen unter Verwendung eines Mausmodells identifizierten eine Rolle für das Neuropeptid Tachykinin 2 (Tac2) als subkortikaler Neuromodulator von isolationsbedingter Angst und Aggression – wenn die Tac2-Signalisierung zum Schweigen gebracht wurde, wurde die Aggression bei isolierten Mäusen reduziert; Bei Aktivierung nahm die Aggression sogar bei nicht isolierten Mäusen zu. Entscheidend ist, dass Tac2 nach sozialer Isolation auch im medialen präfrontalen Kortex (mPFC) hochreguliert ist, seine Funktion im Kortex bleibt jedoch unbekannt. Weitere Forschungen werden nun genau untersuchen, wie Tac2-Interneuronen im mPFC Aggression bei sozial isolierten Tieren vermitteln. Die Forschung nutzt zelltypspezifische Störungen bei Mäusen, die soziale Isolation erlebt haben und in ihrem Raum Begegnungen mit gleichgeschlechtlichen „Eindringlingsmäusen“ ausgesetzt sind. Maschinelles Lernen wird verwendet, um Verhaltenscluster zu identifizieren, die der abgebildeten Gehirnaktivität zugeordnet werden. Durch das Verständnis, wie Isolation das Gehirn von Säugetieren verändern kann, können zukünftige Forscher möglicherweise die Auswirkungen längerer sozialer Deprivation beim Menschen besser verstehen – und wie man ihnen begegnen kann.