Forschungsthemen

Die Forschungsgruppe "Optophysiologie" setzt neuartige optische und elektrophysiologische Techniken ein, um die neuronalen Schaltkreise der Entscheidungsfindung in der virtuellen Realität bei Mäusen aufzudecken.

Schwerpunkt Forschung

Wie entscheiden wir, ob wir links oder rechts abbiegen? Unser Gehirn muss ständig frühere Erfahrungen mit aktuellen Sinneseindrücken verknüpfen, um über unseren nächsten Schritt zu entscheiden. An diesem komplexen Verhalten sind viele Gehirnregionen und auch viele unterschiedliche Strategien beteiligt. Um die zugrunde liegenden neuronalen Schaltkreise zu verstehen, ist es daher wichtig, sich auf eine klar definierte Aufgabe und Frage zu konzentrieren. Das Labor für Optophysiologie untersucht die neuronalen Schaltkreise der Entscheidungsfindung bei Mäusen, die in der virtuellen Realität navigieren. Der Ansatz unseres Teams umfasst eine Kombination aus Elektrophysiologie, Zwei-Photonen-Bildgebung und Optogenetik bei verhaltensgestörten Tieren.

Verwendete Methoden und Infrastrukturen

- Multiphotonen-Bildgebung und Optogenetik in vitro & in vivo

- Ganzzell-Patch-Clamp in vitro und in vivo

- Visuelle, taktile und auditive multisensorische Verarbeitung

- Verhaltensversuche in Touchscreen-Kammern und virtueller Realität

Projekte

RTG2416 Multisenses-Multiscales: PI on Project about Multisensory Integration in Mouse Cortex

RTG2610 Innoretvision: PI on Project about Colorvision in Mouse

NRW-Netzwerk ibehave: PI on Project about Novelty Detection in Mice, Flies and Humans

Veröffentlichungen

Ciganok-Hückels N, Jehasse K, Kricsfalussy-Hrabár L, Ritter M, Rüland T, Kampa BM (2022) Postnatal development of electrophysiological and morphological properties in layer 2/3 and layer 5 pyramidal neurons in the mouse primary visual cortex. Cerebral Cortex (in print)

Musall S, Sun XR, Mohan H, An X, Gluf S, Li S, Drewes R, Cravo E, Lenzi I, Yin C, Kampa BM, Churchland AK (2022) Pyramidal cell types drive functionally distinct cortical activity patterns during decision-making. Nature Neuroscience (in print). https://doi.org/10.1101/2021.09.27.461599

Wiesbrock, C, Musall, S, Kampa, BM (2022) A flexible python-based touchscreen chamber for operant conditioning reveals improved visual perception of cardinal orientations in mice. Front. Cell. Neurosci. doi: 10.3389/fncel.2022.866109.

Srikantharajah, K, Medinaceli Quintela, R, Doerenkamp, K. Kampa, BM, Musall, S, Rothermel, M, & Offenhäusser, A (2021) Minimally-invasive insertion strategy and in vivo evaluation of multi-shank flexible intracortical probes. Scientific reports, 11(1), 1-11.

Keller AJ, Houlton R, Kampa BM, Lesica NA, Mrsic-Flogel TD, Keller GB, Helmchen F (2017) Stimulus relevance modulates contrast adaptation in visual cortex. Elife 6, 151.

Research Software or other Community Services

A flexible python-based touchscreen chamber for operant conditioning in mice

MazeMaster: an open-source Python-based software package for controlling virtual reality experiments

Code and information available on our website www.brain.rwth-aachen.de