Kurzfassung

In den frühesten Entwicklungsstadien kann spontane korrelierte neuronale Aktivität in verschiedenen neuronalen Strukturen beobachtet werden. Diese Aktivität synchronisiert große Populationen von Neuronen in ein oszillierendes Netzwerk und scheint für die Entstehung von synaptischer Konnektivitäten Schaffung sowie kortikaler Karten von entscheidender Bedeutung zu sein. Im unreifen Neokortex sind die frühesten oszillierenden Entladungen nicht synaptisch vermittelt, wenngleich deren Aktivierung...
In den frühesten Entwicklungsstadien kann spontane korrelierte neuronale Aktivität in verschiedenen neuronalen Strukturen beobachtet werden. Diese Aktivität synchronisiert große Populationen von Neuronen in ein oszillierendes Netzwerk und scheint für die Entstehung von synaptischer Konnektivitäten Schaffung sowie kortikaler Karten von entscheidender Bedeutung zu sein. Im unreifen Neokortex sind die frühesten oszillierenden Entladungen nicht synaptisch vermittelt, wenngleich deren Aktivierung von Glutamat- und/oder GABA-Rezeptoren abhängt. Diese frühe Aktivität hat ihren Ursprung in der transienten Subplatte, der tiefsten neokortikalen Schicht, und wird durch endogenes GABA stark potenziert. Demzufolge beeinflussen die lokalen Glutamat- und GABA-Konzentrationen die Erregbarkeit des unreifen neuronalen Netzwerks maßgeblich.
Die genaue Kontrolle der extrazellulären Transmitter-Konzentration ist für diverse physiologische Prozesse wie z. B. synaptische Plastizität unabdingbar, da z.B. Glutamat potenziell exzitotoxisch wirkt. Die extrazellulären Glutamat-/GABA-Konzentrationen werden vor allem durch die Aktivität von Na+-abhängigen Transportern bestimmt. Diese Transporter sind schon in frühen Stadien funktionsfähig, in denen nur wenige synaptische Verbindungen bestehen.
Perinatal sind Glutamat-Transporter (EAAT-1 und EAAT-2) am stärksten in Zellen der Subplatte exprimiert. Letztere werden bei Nagern selektiv durch genetische Ablation der EAATs eliminiert. Auch bei Frühgeborenen schädigt eine neonatale Hypoxie-Ischämie selektiv die Subplatte, was häufig eine periventrikuläre Leukomalazie und abnorme Entwicklung des Nervensystems bedingt. Eine Störung der Glutamat-Transporter und der daraus resultierende Überschuss von Glutamat sind zentrale pathophysiologische Mechanismen der Gehirnschädigung nach perinataler Hypoxie-Ischämie. Bisher wurden jedoch weder die Rolle der Glutamat-Transporter in den frühen Netzwerkoszillationen, noch die möglichen Wechselwirkungen zwischen GABA- und Glutamat-Transportern während der perinatalen Entwicklung untersucht.
Im Rahmen des hier beantragten Vorhabens soll die Beziehung zwischen (1) Hypoxie-Ischämie-induzierten und (2) Glutamat-/GABA-Transporter-vermittelten Veränderungen in der kortikalen Aktivität während der perinatalen Entwicklung untersucht werden.


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