Schmidt Lab

Forschungsschwerpunkt

Die Orientierung im Raum ist eine wichtige Fähigkeit des Gehirns, an der Neurowissenschaftler seit Jahrzehnten forschen. Es wurde ein Vielzahl von Zelltypen entdeckt, die unterschiedliche Orientierungsmerkmale aufweisen. Die beiden bekanntesten dieser Zelltypen wurden im Hippocampus und im medialen enthorinalen Kortex identifiziert: Es wurden ortsmodulierte Hippocampus-Neuronen gefunden, die nur dann aktiv sind, wenn sich ein Tier durch einen bestimmten Ort im Raum bewegt („Ortszellen“). Im medialen entorhinalen Kortex wurden Nervenzellen entdeckt, die die Umgebung des Individuums in einer gitterartigen Anordnung repräsentieren („Gitterzellen“). Beide Hirnregionen sind stark miteinander vernetzt, was auf eine Wechselwirkung zwischen Orts- und Gitterzellen hindeutet. Trotz umfangreicher anatomischer und funktioneller Experimente sind die Schaltkreise zwischen Gitter- und Ortszellen, sowie der Beitrag lokaler und langreichender Hemmkreise noch ungelöst.

Unser Ziel ist es, die Netzwerke zu verstehen, die räumlichen Navigationsaufgaben zugrunde liegen. Insbesondere schauen wir uns das Zusammenspiel von Neuronen im Hippocampus und medialen entorhinalen Kortex bei Säugetieren auf Einzelzell– und Synapsenebene an, also die genaue Abbildung aller Punkt zu Punkt Verbindungen zwischen allen beteiligten Nervenzellen an ihren chemischen Synapsen. Wir verwenden moderne 3D–Elektronenmikroskopie Methoden für die hochauflösende Kartierung neuronaler Schaltkreise.

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Ausgewählte Publikationen

Schmidt H, Gour A, Straehle J, Boergens KM, Brecht M, Helmstaedter M (2017). Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex. Nature 549, 469–475. https://doi.org/10.1038/nature24005

Ray S, Naumann R, Burgalossi A, Tang Q, Schmidt H*, Brecht M (2014). Grid-layout and theta-modulation of layer 2 pyramidal neurons in medial entorhinal cortex. Science 343(6173), 891-896. https://doi.org/10.1126/science.1243028

*equally contributing