Social and sexual representation in the primary somatosensory cortex
Creators: name: Lenschow, Constanze
Publisher: name: Humboldt-Universität zu Berlin, Lebenswissenschaftliche Fakultät
Year: 2017
Subjects: subject: Verhalten
subject: Somatosensorischer Kortex
subject: Membran Potential
subject: Genital Kortex
subject: somatosensory cortex
subject: membrane potential
subject: genital cortex
subject: behavior
subject: 570 Biowissenschaften, Biologie
subject: 32 Biologie
subject: WW 2238

description: Die Arbeit untersucht die Neurophysiologie von zwei relevanten Berührungen: Die Vibrissenberührung von Artgenossen und die Berührung der Genitalien. Im ersten Teil, habe ich durch in vivo Ganzzellableitungen vom Barrel Kortex in kopf-fixierten Ratten untersucht, wie die Membranpotentialaktivität durch das Berühren einer Ratte aussieht. Während der Berührung von Artgenossen waren die Vibrissenbewegungen mit starken Membranpotentialänderungen assoziiert. Bei der spontanen Vibrissenbewegung wurden die Korrelationen nicht beobachtet. Weiterhin traten die Membranpotenzialfluktuationen bereits auf, bevor die Tiere sich berührten. Dies wurde allerdings nicht in anesthetisierten Ratten beobachtet. Zusätzlich waren die mit der Vibrissenberührung korrelierten Membranpotenzialfluktuationen größer, wenn die Tiere einen Artgenossen berührten verglichen zu Nichtartgenossen. Zusammenfassend, löst eine Berührung durch einen Artgenossen, sehr unterschiedlichere neuronale Antworten im Barrel Kortex aus, als konventionelle taktile Stimuli. Der zweite Teil untersucht den Genital Kortex. Die Charakterisierung der rezeptiven Felder demonstrierte eine robuste Repräsentation der Genitalien im sensorischen Kortex. Neuronale Antworten waren häufiger im Genital Kortex von Männchen als von Weibchen zu finden. Neurone zeigten diskontinuierliche und sexuell dimorphe rezeptive Felder. In Männchen, waren Neurone durch die taktile Stimulation des Vorderarms co-aktiviert, die Neurone in Weibchen eher durch die taktile Stimulation des Rumpfs. Diese mit den Genitalien ko-repräsentierten Körperteile, kommen während der Kopulation von Männchen und Weibchen in Berührung. Cytochrom Oxidase Färbungen von Schicht 4 zeigen einen Monomorphismus von kortikaler Penis und Klitoris Repräsentation. Dies ist in Hinsicht auf den Dimorphismus der externen Genitalien ein überraschendes Ergebnis. Zusätzlich wurde ein massives Wachstum des Genital Kortex während der Pubertät gefunden.
description: This thesis explores the neurophysiology of two forms of relevant touch: facial touch and genital touch. In the first part, I investigated, how subthreshold activity is altered during whisking in a social context using in vivo whole-cell recordings in the barrel cortex of head-restrained rats. Whisking was associated with strong membrane potential (Vm) fluctuations during facial touch, but not during free whisking. Strong whisking related Vm fluctuations could be seen even prior to contact and differed from those observed in free whisking episodes. Remarkably, such a pre-depolarization prior to touch was not observed in anaesthetized animals. The Vm fluctuations locked to the rat’s whisking observed in interactions with awake conspecifics were larger than those seen for whisking onto different objects and a stuffed rat. In summary, social facial touch induces responses in the barrel cortex that are remarkably different from responses evoked with conventional tactile stimuli. The second part of the thesis characterized the anatomy and physiology of the rat genital cortex. Mapping experiments revealed a robust representation of the genitals in rat primary somatosensory cortex. Genital responses were more frequent in males than in females. Neurons showed discontinuous and sexually dimorphic receptive fields. In males, genital neurons were mostly co-activated by tactile stimulation of the forearm; female genital neurons were co-activated by tactile stimulation of the trunk area. Hence, body parts co-represented with genitalia are those parts contacted in males and females during mounting. In contrast to the physiological sexual dimorphism, cytochrome oxidase staining of layer 4 revealed a monomorphism of the cortical penis and clitoris representation. This is a surprising finding given the pronounced dimorphism of external genitals. We also found a massive size increase of genital cortex during puberty.