Die Kommunikation zwischen Nervenzellen in neuronalen Netzwerken basiert auf der Erregbarkeit der Nervenzelle und ihrer synaptischen Verbindungen untereinander.
Über multiple synaptische Kontakte (bis zu 30.000 für kortikale Neuronen) erhält jede Nervenzelle verschiedenste Informationen, die verarbeitet und in ein spezifisches Muster von Aktionspotentialen übersetzt werden. Entscheidend dafür sind die Organisation/Anordnung sowie kinetischen Eigenschaften membranständiger spannungsabhängiger Ionenkanäle und Rezeptoren. Dies gilt ganz speziell für Synapsen, die durch ihre Übertragungseigenschaften die zeitliche Präzision des Informationsaustauschs zwischen Nervenzellen bestimmen. Hier wollen wir erforschen, wie schnelle lokale Änderungen der molekularen Organisation die Übertragungseigenschaften der Synapse beeinflussen, sowie welche molekularen Intraktionen daran beteiligt sind.
Im Mittelpunkt stehen spannungsabhängige Kalziumkanäle, synaptische Adhesionsmoleküle und post-synaptische Rezeptoren.
Die Nutzung von superauflösenden Mikroskopen erlaubt es uns, kleinste Änderungen der Verteilung von Einzelmolekülen über die Zeit darzustellen und mit der Aktivität von Synapsen zu korrelieren.
Unsere derzeitigen Forschungsthemen sind
- Dynamik von Kalziumkanälen innerhalb der neuronalen Membrane
- Dynamik von Adhesionsmolekülen in der Synapse
- Wechselwirkungen zwischen Kanaluntereinheiten
- Übertragungen, Integration und Speicherung von Informationen in neuronalen Netzwerken