Timing-abhängige Valenzumkehr: DANs, Schock, und darüber hinaus

Belohnungen zu erhalten und Bestrafung zu vermeiden sind wirkmächtige Verhaltensziele, und passenderweise haben sich evolutionär konservierte Prozesse entwickelt, um Prädiktoren für ihr Auftreten zu erlernen. Diese werden bei vielen Spezies, einschließlich des Menschen, im Detail untersucht. Bei Insekten ist die Rolle des Pilzkörpers in dieser Hinsicht gut dokumentiert. Im Gegensatz dazu konzentriert sich das vorliegende Projekt auf den viel weniger beachteten aber ebenso wichtigen Prozess des Lernens durch die Beendigung von Belohnung und Bestrafung. In der Tat fühlt es sich gut an, eine Belohnung zu erhalten (Gewinn), aber es fühlt sich schlecht an, wenn die Belohnung entfällt (Verlust). Diese Erfahrungen führen zu einer appetitiven bzw. aversiven Erinnerung an mit diesen Erfahrungen verbundene Reize. Umgekehrt führt der Erhalt einer Bestrafung (Schmerz) und deren Aussetzen (Erleichterung) zu aversiven und appetitiven Erinnerungen. Diese sogenannte timing-abhängige Valenzumkehr definiert somit, bei Tier und Mensch, eine 2x2-Matrix von Erinnerungen an Belohnungen und Bestrafungen (Gerber et al Curr Op Behav Sci 2019).Das vorliegende Projekt konzentriert sich speziell auf die timing-abhängige Valenzumkehr bei Drosophila melanogaster, einem einfachen experimentellen System welches es ermöglicht allgemeine Prinzipien der Verhaltensneurogenetik aufzudecken. Wir i) untersuchen die Organisation der timing-abhängigen Valenzumkehr auf der Ebene einzelner dopaminerger Neuronen, die den Pilzkörper innervieren; ii) untersuchen die genetische Architektur der timing-abhängigen Valenzumkehr mit einem Schwerpunkt hinsichtlich der molekularen Kaskaden die funktionell auf die Aktivierung von Dopaminrezeptoren im Pilzkörper folgen; iii) und erforschen die Rolle der timing-abhängigen Valenzumkehr für höheren Formen des Lernens.