dc.contributor.author
Garthe, Alexander
dc.date.accessioned
2018-06-08T01:02:31Z
dc.date.available
2008-06-25T14:59:06.058Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/12861
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-17059
dc.description.abstract
Im Gyrus dentatus (dentate gyrus, DG) des Hippokampus (HC) entstehen auch im
Erwachsenenalter fortwährend neue Neurone, welche sich zu funktionsfähigen
Körnerzellen differenzieren und in die bestehenden Schaltkreise funktional
integrieren. Zwischen der Anzahl adult generierter Körnerzellen und der
Leistungsfähigkeit in der Akquisitionsphase hippokampusabhängiger
Verhaltenstests besteht eine positive Korrelation . Die spezifische
funktionale Relevanz adult generierter Neurone im Kontext hippokampaler
Informationsprozessierung ist jedoch nicht bekannt. Ein Modell nach legt eine
Rolle des DG bei der Enkodierung für eine Speicherung in CA3 bestimmter
Informationen nahe und postuliert die Notwendigkeit einer Adaptation des
Enkodierungsmechanismus bei Veränderungen der Stimuluskonfigurationen in der
Umwelt des jeweiligen Organismus. Im Zuge einer solchen Adaptation tritt das
Problem einer katastrophalen Interferenz zwischen bereits erlernten und neuen
Aktivitätsmustern im DG auf, welches im Modell durch das Hinzufügen neuer
Neurone effektiv vermieden werden kann. Das Auftreten einer katastrophalen
Interferenz im Kontext veränderlicher Stimuluskonfigurationen in der Umwelt
bei gleichzeitiger Suppression adulter Neurogenese stellt eine Prädiktion der
o.g. Hypothese dar und wurde in der vorliegenden Arbeit experimentell
überprüft. Zur effektiven Suppression adulter Neurogenese konnte die
systemische Applikation des Zytostatikums Temozolomid (TMZ) als Methode ohne
das Auftreten negativer Nebenwirkungen erfolgreich etabliert werden. Als
Paradigma zur Testung hippokampusabhängigen räumlichen Lernens diente die
Morris Water Maze (MWM) unter Verwendung eines Umkehrlernprotokolls, wodurch
auch die in der o.g. Hypothese enthaltene Veränderung relevanter
Stimuluskonfigurationen berücksichtigt wurde. Hinsichtlich des allgemeinen
physiologischen Zustands sowie der grundsätzlichen Fähigkeit die MWM zu
erlernen, unterschieden sich Kontrollen und TMZ behandelte Tiere nicht
voneinander. Erst nach dem Wechsel der Plattformposition wurde ein
signifikanter Unterschied beobachtet: Unbehandelte Tiere adaptierten effektiv
innerhalb weniger Versuche an die neue Situation, wohingegen die behandelten
Tiere eine perseverierende Präferenz für die vorige Zielposition zeigten.
Weitere Gruppenunterschiede traten hinsichtlich qualitativer Parameter des
Akquisitionsprozesses auf. Die erhobenen Daten bestätigen somit die auf dem
o.g. Modell beruhende Prädiktion, wonach die Möglichkeit eines flexiblen
Umgangs mit einer sich hinsichtlich verhaltensrelevanter Stimuli verändernden
Umwelt nach erfolgter Suppression adulter Neurogenese signifikant
beeinträchtigt ist. Auf der Grundlage dieser Befunde wurde eine allgemeine
Hypothese zur funktionalen Relevanz adulter Neurogenese entwickelt und
erfolgreich zur Interpretation der Ergebnisse anderer Autoren und
Testparadigmen verwendet, wodurch sich die gefundenen Effekte gut in die
Vorstellung verschiedener, zum Zwecke des Lernens und Erinnerns
interagierender Hirnareale einfügt.
de
dc.description.abstract
In the dentate gyrus (DG) of the hippocampus (HC) new neurons are born
throughout adulthood. The new neurons differentiate into granule cells and
become functionally integrated into the existing networks. Despite a clear
positive correlation between the number of adult borne neurons and the animals
abilities shown in the aquisition phase of hippocampus dependent learning
tasks, the specific functional relevance of adult neurogenesis for information
processing in the HC remains unknown . A model by suggests a role of the DG
for the encoding of information to be stored in region CA3 and proposes the
need for an adaptation of the encoding network in the context of changing
environmental stimulus configurations. Intimately related to such an
adaptation is the problem of catastrophic interference between old, already
learned patterns of activity in the DG with new ones. As a consequence
effective encoding of new activity patterns as well as retrieval of previously
stored information becomes severely impaired. In the model adding new neurons
through adult neurogenesis allow the network to avoid this problem by
providing plasticity to the encoding mechanism. Therefore refering to that
model the prediction can be derived that in mice with pharmacological ablated
adult neurogenesis changes of behaviorally relevant, spatial stimulus
configurations in the environment result in catastrophic interference. This
prediction was tested experimentally in this study. To effectively suppress
adult neurogenesis without confounding side effects the systemic application
of the cytostatic drug Temozolomide (TMZ) was established. The animals spatial
learning abilities were tested using the Morris water maze test paradigm (MWM)
running a protocol including a reversal learning to cover the changing
stimulus configurations mentioned in the hypothesis above. Regarding the
common physiological state and the animals general ability to learn the MWM
task no significant differences between controls TMZ treated mice were found.
Significant differences appeared only after platform reversal: control mice
adapt effectively to the new situation whereas the treated animals show a
perseverating preference for the previous goal position. Mice with ablated
adult neurogenesis need significantly more trials to adapt to the changed
platform position. Furthermore specific differences regarding qualitative
aspects of learning and effective compensation strategies were found during
the acquisition phase of the MWM task. Therefore the results of this study
strongly support the hypothesis that flexible adaptation to changes of
behaviorally relevant stimulus configurations in the environment is
significantly impaired in mice with suppressed adult neurogenesis. Finally a
functional hypothesis is postulated and used to interpret the data from other
authors fitting the observed effects nicely into the view of multiple
interconnected brain areas facilitating learning and memory.
en
dc.format.extent
[11], 183 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
adulte Neurogenese
dc.subject
Gyrus dentatus
dc.subject
Wasserlabyrinth
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::573 Einzelne physiologische Systeme bei Tieren
dc.title
Funktionale Relevanz adulter Neurogenese im Hippokampus der Maus
dc.contributor.contact
alexander.garthe@crt-dresden.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Gerd Kempermann
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Constance Scharff
dc.date.accepted
2008-06-19
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000003882-4
dc.title.translated
Functional relevance of adult neurogenesis in the murine hippocampus
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000003882
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000003838
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access