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Nach der Geburt machen die verschiedenen Hirnareale noch wesentliche Entwicklungsprozesse durch, wie zum Beispiel die Bildung und Elimination überschüssiger Synapsen, den Kommunikationsstellen der Nervenzellen, die für die korrekte Verschaltung innerhalb einer und zwischen verschiedenen Gehirnregionen und deren Funktion essenziell sind. Im präfrontalen Cortex (PFC) finden diese Prozesse im Vergleich zu anderen Gehirnregionen während der Adoleszenz bis zum frühen Erwachsenenalter statt. Der PFC ist eine zentrale Schaltstelle des Gehirns, dessen Funktionen in psychiatrischen Erkrankungen, die ihren Beginn in der späten Adoleszenz und im frühem Erwachsenalter haben (z.B. Schizophrenie und bipolarer Störung), beeinträchtigt sind. Zudem weisen Patienten eine geringere Dichte von Synapsen in dieser Gehirnregion auf. Es wird daher vermutet, dass eine erhöhte Eliminierung von Synapsen in der Entstehung dieser Erkrankungen eine zentrale Rolle spielt. Die genauen Mechanismen und zellulären Komponenten der synaptischen Eliminierung im PFC sind jedoch bis heute weitgehend unbekannt. Durch Studien in anderen Gehirnregionen ist bekannt, dass sich Astrozyten – eine Art von Gliazellen des Gehirns – aktiv an der synaptischen Eliminierung beteiligen.
Das Hauptziel dieses Projekts ist es daher, die Rolle von Astrozyten in der synaptischen Eliminierung im PFC zu untersuchen und damit deren mögliche Beteiligung an den pathophysiologischen Prozessen von psychiatrischen Krankheiten zu untersuchen. Zu diesem Zweck wird eine multimodale experimentelle Strategie im Mausmodell eingesetzt, in der die zellspezifische Manipulation der Astrozytenaktivität im präfrontalen Kortex während dessen Entwicklung mit herausragender Bildgebung, zellulären Experimenten und Verhaltensphänotypisierung kombiniert wird.
Die Erforschung dieser Fragen wird erstmals die funktionelle Rolle von Astrozyten in den Entwicklungsprozessen des PFC definieren. Darüber hinaus erweitert sie unser Verständnis über die pathophysiologischen Mechanismen psychiatrischer Erkrankungen.