Note: Die Etablierung genetisch kodierter Marker neuronaler Zellpopulationen und die damit einhergehende rasante Entwicklung neuartiger Bildgebungsmodalitäten offenbarten eine beispiellose Komplexität neuronaler Netzwerke, sowohl auf funktioneller als auch morphologischer Ebene. Klassische elektrische Methoden der Detektion und Stimulation neuronaler Aktivität können dieser Komplexität nicht gerecht werden. Hier beantragen wir die Finanzierung einer 2-Photonenplattform, die es sich zum Ziel setzt, sowohl die optische Detektion neuronaler Aktivität, als auch eine optische, zelltypspezifische Stimulation/Inhibition in sich zu vereinen. Dazu werden die beantragten 2-Photonensysteme eine bislang unerreichte Integration optogenetischer Stimulations-/Inhibitionstechniken durch den Einsatz jeweils zweier unabhängiger Scanspiegel aufweisen. Dabei ist allein die 2-Photonenmikroskopie in der Lage, in der lebenden, wachen Maus neuronale Aktivitätsmuster mit Einzelzellauflösung zu detektieren. Zudem soll dies mit einer virtuellen Umgebung kombiniert werden, um in einem kausalen Ansatz den Zusammenhang zwischen den räumlichen und zeitlichen Mustern aberranter neuronaler Netzwerkaktivität und höheren kognitiven Funktionen zu verstehen. In Tiermodellen neurologischer und neuropsychiatrischer Erkrankungen kann damit die Basis für die Entwicklung neuer translationaler Therapiestrategien gelegt werden, die auf der Wiederherstellung der funktionellen Homöostase beruhen, und somit für die translationalen Neurowissenschaften von zentraler Bedeutung sind.
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