Zur Kurzanzeige

Gesangskontrolle durch Neurone des Zentralkomplexes: Physiologische und immunzytochemische Untersuchungen an primären Zellkulturen aus dem Feldheuschreckengehirn

dc.contributor.advisorHeinrich, Ralf Prof. Dr.de
dc.contributor.authorHeck, Christiande
dc.date.accessioned2012-05-16T12:09:45Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:50Zde
dc.date.issued2008-08-20de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B640-2de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-1327
dc.description.abstractAcridische Heuschrecken nutzen spezifische Gesangsmuster im Rahmen von Partnerfindung, Balz und Revierverhalten. Die Entscheidung ob Gesang ausgelöst wird und die Wahl des adäquaten Gesangsmusters unterliegt der Kontrolle des Gehirns, insbesondere dem Zentralkomplex und einer spezifischen Neuropilregion in der die Dendriten der Kommandoneurone verzweigen, welche die Ausführung der spezifischen Gesangsmuster steuern. Verhaltensrelevante sensorische Informationen werden zunächst analysiert und in den Zentralkomplex nachgeschaltet. Die dort generierte Erregung führt über die Kommandoneurone zur Ausführung eines Gesangsmusters, das der Verhaltenssituation angepasst ist.Verschiedene sensorische Systeme verschalten ihre Informationen in den Zentralkomplex und beeinflussen die Entscheidung ob es angemessen ist mit dem entsprechend Stridulationsmuster zu reagieren oder nicht. Verschiedene exzitatrorische und inhibitorische Transmitter des Zentralkomplexes (exzitatorische Transmitter/Second Messenger: ACh, Proktolin/cAMP. IP3/DAG: inhibitorische Transmitter: GABA, Glycin, NO/cGMP), sowie ihre Beteiligung an der Gesangskontrolle über ionotrope und metabotrope Rezeptoren konnte bereits gezeigt werden.Um die Neurone des Zentralkomplexes zu identifizieren, die die relevanten sensorischen Stimuli integrieren und an der Auswahl der Gesangsmuster beteiligt sind, wurde ein in vitro Ansatz verfolgt. Zunächst wurden die Heuschrecken in einem Versuchsaufbau platziert, dass die Druckinjektion kleiner Mengen gelöster Pharmaka ermöglicht. In bestimmten Regionen des Protocerebrums, an denen entweder spezifische Gesangsmuster pharmakologisch ausgelöst werden können oder pharmakologisch ausgelöster Gesang durch Inhibition der beteiligten Signalwege geblockt werden kann, wurde ein fluoreszenzgekoppeltes Dextran als vitaler Tracer coinjiziert. Dextrane werden von intakten Neuronen postsynaptisch aufgenommen und markierten somit die Neurone, die potentiell direkt von aktivierenden oder inhibierenden Substanzen beeinflusst wurden. Nach der Dissoziierung des Heuschreckengehirns und Primärkultivierung, konnten die zuvor markierten Neurone anhand ihrer Fluoreszenz identifiziert und ihre Reaktionen auf spezifische, das Gesangsverhalten beeinflussende Substanzen im Detail untersucht werden.Zusätzlich wurden die primären Zellkulturen für optische Ableitungen vorbereitet. Während Kalziumimaging wurden die kultivierten Neurone Substanzen ausgesetzt, von denen bekannt ist, dass sie an der Generierung der erregenden Potentiale zur Kontrolle der Gesangsmuster beteiligt sind. Die physiologischen Daten wurden durch nachfolgenden immunzytochemischen Nachweis von an der spezifischen Signaltransduktion beteiligter Transmitter und anderer zelluläre Komponenten ergänzt. Anhand ihres pharmakologischen Profils wurden die Neurone klassifiziert und ihr potentieller Beitrag an der Stridulationskontrolle des Zentralkomplexes auf der Basis des vorhandenen Wissens aus vorhergehenden pharmakologischen und Verhaltensstudien abgeschätzt.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/2.0/de/de
dc.titleGesangskontrolle durch Neurone des Zentralkomplexes: Physiologische und immunzytochemische Untersuchungen an primären Zellkulturen aus dem Feldheuschreckengehirnde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedControl of sound production by neurons of the central body complex: Physiological and immunocytochemical characterization of primary cultured neurons of the grasshopper brainde
dc.contributor.refereeStumpner, Andreas Prof. Dr.de
dc.date.examination2008-03-03de
dc.subject.dnb590 Tiere (Zoologie)de
dc.description.abstractengAcridid grasshoppers communicate with specific song patterns in the context of attracting partners for reproduction, courting and agonistic behavior. When to sing and which song pattern to perform is determined by the brain, particularly by the central body complex and a distinct neuropil that contains the dendrites of command neurons, each of which controls the performance of a particular stridulatory pattern. Sensory information related to acoustic communication behavior is first analyzed by specific neural circuits and then relayed to the central body to generate arousal that promotes the production of specific sound patterns.Various sensory systems relay information to the central nervous system, about whether it appears appropriate to stridulate with a particular pattern or not. Accordingly, multiple signaling pathways (excitatory transmitters/second messengers: ACh, proctolin/cAMP, IP3/DAG; inhibitory transmitters/second messengers: GABA, glycine, NO/cGMP) have been demonstrated to converge in the central body and to contribute to the control of stridulation by mediating both fast ionotropic and prolonged metabotropic excitatory and inhibitory effects respectively.In order to identify central body neurons that integrate signals associated with sensory stimuli relevant for stridulation and mediate the decision about when to produce which sound pattern, we followed an in vitro approach. Initially, intact grasshoppers were placed in an experimental setup suitable for pressure injections of small volumes of dissolved drugs into the brain. At particular locations within the protocerebrum, where either specific singing behavior could be pharmacologically stimulated or pharmacologically stimulated stridulation could be suppressed by interfering with a particular signaling pathway, small fluorescent dextrans were co-injected as vital tracers. The dextrans were incorporated by intact neurons via their postsynaptic sites, thereby labeling those neurons that potentially were directly affected by the stimulating or inhibiting drug. After taking whole grasshopper brains into dissociated cell culture, these neurons could be recognized by their dextran-related fluorescence and their responses to the particular neuroactive drug used in the preceding physiological experiment.Additional the primary cultured neurons were prepared for optical imaging. During calcium imaging, the cultured neurons were subjected to drugs, known to interfere with the generation of excitation during song control in the central body neuropil. The physiological data were complemented by subsequent immunocytochemical detection of transmitters and other cellular components indicative for the functional presence of specific signal transduction mechanisms. According to their characteristics, the cultured neurons were classified and their potential contribution to the control of stridulation by the central body was estimated on the basis of the existing knowledge from previous behavioral and pharmacological studies.de
dc.contributor.coRefereeWimmer, Ernst A. Prof. Dr.de
dc.contributor.thirdRefereeBrockmöller, Jürgen Prof. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerHeuschreckende
dc.subject.gerZentralkomplexde
dc.subject.gerAcetylcholin Rezeptorende
dc.subject.gerSecond Messenger Signalwegede
dc.subject.gerKalzium Imagingde
dc.subject.gerGesangsverhaltende
dc.subject.engGrasshopperde
dc.subject.engCentral Body Complexde
dc.subject.engAcetycholin Receptorsde
dc.subject.engSecond Messenger Pathwaysde
dc.subject.engCalcium Imagingde
dc.subject.engStridulatory behaviorde
dc.subject.bk42.63 Tierphysiologiede
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1871-6de
dc.identifier.purlwebdoc-1871de
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät inkl. Psychologiede
dc.subject.gokfullW Biologiede
dc.identifier.ppn596070179de


Dateien

Thumbnail

Das Dokument erscheint in:

Zur Kurzanzeige