Kontakt

Die Neuronenpopulationen im Rückenmark sind entscheidend für die Generierung von angeborenen und bewussten Verhaltensweisen, die es Tieren ermöglichen, die Umwelt zu erkunden, nach Nahrung zu suchen, Raubtieren zu entkommen und sich an schwierigen Situationen anzupassen. Sinnesempfindungen, wie die Wahrnehmung von Berührung, Schmerz, Temperatur, Bodenbeschaffenheit oder Körperhaltung werden von spezialisierten Rezeptoren in den Muskeln und der Haut aufgenommen. Diese peripheren Empfindungen erreichen das Hinterhorn des Rückenmarks über die Axone der sensorischen Neuronen, die sich in den Hinterwurzelganglien (DRGs) befinden.

Das Hinterhorn des Rückenmarks ist die erste Stelle, an der die unterschiedlichsten somatosensorischen Informationen aus dem gesamten Körper eintreffen und zunächst verarbeitet werden. Neuronen des Hinterhorns können entweder auf die lokalen Rückenmarkskreisläufe projizieren, um eine Reflexreaktion auszulösen, z.B. den Rückzugsreflex, oder sie projizieren auf übergeordnete Bereiche des Gehirns zur Wahrnehmung sensorischer Informationen. Die lokalen spinalen Schaltkreise, die für die Erzeugung motorischer Aktionen verantwortlich sind, bestehen aus motorischen Neuronen und sechs Interneuronenpopulationen, die zusammen als zentrale Mustergeneratoren (CPGs) bezeichnet werde. Die dorsalen sensorischen Neuronen und die ventralen motorischen Populationen sind eng miteinander verbunden und modulieren sich gegenseitig in ihrer Aktivität. Schließlich werden diese Schaltkreise durch absteigenden Input aus übergeordneten Hirnarealen für die Ausführung von Bewegungen weiter moduliert. 

Wir haben fortschrittliche genetische und virale Werkzeuge entwickelt und werden dies auch weiterhin tun, um bestimmte Neuronenpopulationen im Rückenmark und in den sensorischen Ganglien gezielt anzusprechen und ihre Funktion unter physiologischen Bedingungen und bei Krankheiten zu untersuchen. Zu verstehen, welche Rolle die einzelnen Neuronentypen bei der sensorischen Wahrnehmung und der motorischen Ausführung während ethologisch relevanter Verhaltensweisen spielen, ist entscheidend für das Verständnis der Ursachen für das Auftreten von Krankheiten und deren Prognose. Dieses Verständnis wird von grundlegender Bedeutung sein, um die Wege zu identifizieren, die zur Förderung der motorischen und sensorischen Erholung bei Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen oder Rückenmarkverletzungen erforderlich sind, und um das Auftreten von Nebenwirkungen wie chronischen Schmerzen, Juckreiz oder Krämpfen zu vermeiden.