Elektrophysiologische und anatomische Untersuchungen der kortikotektalen und -prätektalen Projektionsneurone am visuellen Kortex der Ratte

In dieser Arbeit werden Neuronenpopulationen im Großhirn der Ratte beschrieben, die an der Steuerung zweier unterschiedlicher Arten von Augenbewegungen beteiligt sind. Dabei handelt es sich zum einen um die Blickstabilisierung, zum anderen um Sakkadengenerierung. Die Mittelhirnseite bei diesen Steuerungsmechanismen ist schon recht gut bekannt, nicht aber der kortikale Einfluss darauf. Aus diesem Grund ist auch die genaue Aufgabe der hier untersuchten Nervenzellen bei diesen Augenbewegungen bisher nicht bekannt. Um einen Zugang zu ihrer Funktion zu finden, wird eine Untersuchung der Gestalt und der Elektrophysiologie der Neurone im Hirnschnittpräparat vorgenommen, um Aufschluss über grundlegende Eigenschaften der Zellen zu geben. Es gelingt, dabei eine Korrelation zwischen Morphologie, Elektrophysiologie und vermuteter Aufgabe der untersuchten Neuronen aufzustellen. Solche Korrelationen sind für Neurone der Großhirnrinde schon verschiedentlich versucht worden, mit insgesamt mäßigem Erfolg. Es zeigt sich auch in dieser Studie, dass klassische morphologische und elektrophysiologische Parameter keine Information für eine solche Korrelation, und mithin zur Klärung ihrer Funktion, beinhalten. Dagegen zeigt sich, dass die Einbindung der einzelnen Zellen in das sie umgebende neuronale Netzwerk von entscheidender Bedeutung für die Interpretation der Funktion der Neurone ist. Dies zu untersuchen und als Parameter zur Klassifizierung heranzuziehen wird in dieser Studie erstmalig und mit Erfolg durchgeführt. Die unterschiedliche Einbindung verschiedener Neuronenklassen in dem Netzwerk spiegelt sich sowohl in ihrer Gestalt als auch in ihrer Elektrophysiologie wider. In ihrer Morphologie zeigen sich Unterschiede vor allem in der Ausdehnung der axonalen und dendritischen Fortsätze und in der Zahl der Kontakte, die sie mit anderen Neuronen machen. In der Elektrophysiologie zeigen sich die Unterschiede in der elektrischen Erregbarkeit der Neurone aus unterschiedlich weit entfernten Reizorten. Die Wichtigkeit dieser Parameter für eine Klassifizierung der Neurone wird mit einer Principal Component Analyse als statistischer Datenanalysenmethode bestätigt. Vor dem Hintergrund dieser Ergebnisse scheinen die untersuchten neokortikalen Neurone sehr gut geeignet, den im Mittelhirn befindlichen Zielstrukturen für deren Aufgaben notwendige Informationen über die visuelle Umwelt zu übermitteln.