Universität zu Köln

Bedeutung des Vorderhirns für die audiomotorische Integration bei Froschlurchen (Anura)

Roden, Katja (2002) Bedeutung des Vorderhirns für die audiomotorische Integration bei Froschlurchen (Anura). PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, welche Bedeutung der Thalamus, das Striatum und verschiedene septale Kerne für das akustisch gesteuerte Verhalten der Anuren haben. Dabei stand die Frage nach audiomotorischen Integrationsprozessen im Vordergrund. Die Untersuchungen wurden in vitro an einem isolierten Ganzhirnpräparat des Grauen Laubfroschs (Hyla versicolor) und der Chinesischen Rotbauchunke (Bombina orientalis) durchgeführt. Akustische Signale wurden durch eine elektrische Stimulation des posterioren Astes des Nervus stato-acusticus (N. VIII) simuliert. Bei einigen Experimenten im Striatum wurde außerdem der Nervus opticus (N. II) gereizt. Anhand der extrazellulären Registrierung evozierter Potentiale im Diencephalon wurde untersucht, welche thalamischen Kerne auditorische Eingänge erhalten. Es konnte gezeigt werden, dass neben dem posterioren, centralen und anterioren Kern des dorsalen Thalamus auch der ventromediale Thalamus an der Verarbeitung auditorischer Informationen beteiligt ist. Extrazelluläre Tracingstudien mit dem neuronalen Marker Neurobiotin belegten Eingänge des ventromedialen Thalamus aus vorgeschalteten Hörbahnstationen. Die physiologischen und anatomischen Befunde erlaubten eine Erweiterung des bisherigen Modells der aufsteigenden Hörbahn der Anuren. Die extrazellulären Tracingstudien zeigten außerdem, dass die vier untersuchten thalamischen Kerne unterschiedlich starke deszendierende Projektionen zu prämotorischen Zentren und endokrinen Regulationszentren aufweisen. Die Funktion dieser thalamischen Kerne bei der audiomotorischen Integration wird diskutiert. Extrazellulär- und Intrazellulärableitungen im Telencephalon belegten, dass das Striatum auditorische und visuelle Informationen verarbeitet. Dabei wurde erstmals gezeigt, dass bimodale Eingänge auf der zellulären Ebene konvergieren. Extrazelluläre Tracingstudien und Einzelzellanfärbungen mit Neurobiotin wiesen weitreichende deszendierende Projektionen des Striatum zu prämotorischen Zentren und endokrinen Regulationszentren nach, welche das akustisch gesteuerte Verhalten der Anuren direkt und indirekt beeinflussen können. Das Striatum stellt somit eine wichtige sensomotorische Interfacestruktur im Telencephalon der Anuren dar. Bei erstmals durchgeführten Tracingstudien im Septum laterale und im Septum mediale wurden hingegen keine Projektionen zu prämotorischen Zentren nachgewiesen. Es wird diskutiert, inwiefern das Septum das akustisch gesteuerte Verhalten von Anuren indirekt beeinflussen könnte. Ein Vergleich der Verbindungen des Striatum der Anuren mit den Basalganglien der Amnioten unterstützt die Hypothese, dass das bei Anuren ein dorsales striatopallidales System existiert, welches große Ähnlichkeiten mit dem der Amnioten aufweist.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    The aim of this study was to investigate the role of the thalamus, striatum, and different septal nuclei for the acoustically guided behaviour in anurans, with a focus on the mechanisms of audiomotor integration. Experiments were performed in vitro, using an isolated brain preparation of the grey tree frog (Hyla versicolor) and the Chinese fire-bellied toad (Bombina orientalis). Acoustic signals were simulated by electrical stimulation of the posterior branchelet of the vestibular-auditory nerve (N.VIII). In some experiments in the striatum, the optical nerve (N.II) was electrically stimulated as well. Using extracellular recording of evoked potentials, dorsal and ventral thalamic nuclei were mapped according to their responses after auditory nerve stimulation. It could be shown that, additional to the posterior, central, and anterior thalamic nuclei, also the ventromedial thalamus processes auditory information. Extracellular tracing studies with the neuronal marker Neurobiotin revealed afferents of the ventromedial thalamus from lower auditory nuclei. The physiological and anatomical data add a new component to the current model of the ascending auditory system. Furthermore, extracellular tracing studies demonstrated that the four thalamic nuclei send descending projections of different strengths to premotor and endocrine regulatory nuclei. The role of these thalamic nuclei for audiomotor integration is discussed. Extracellular and intracellular recordings in the telencephalon revealed that the striatum processes auditory and visual information. It was demonstrated for the first time that auditory and visual inputs converge on the same striatal neurons. Extracellular and intracellular labeling studies with neurobiotin in the striatum yielded far-reaching descending projections to nuclei which may modify acoustically guided behavior directly or indirectly. Thus the anuran striatum represents an important sensomotor interface n the anuran telencephalon. In contrast, tracing studies conducted for the first time in the lateral and medial septum showed that these nuclei do not project to premotor areas. The possibility of an indirect influence of septal nuclei on the acoustically guided behaviour is discussed A comparison of connections of the anuran striatum with those of the aminiote basal ganglia supports the hypothesis that a dorsal striatopallidal system exists in anurans, which is similar to its amniote counterpart.English
    Creators:
    CreatorsEmail
    Roden, Katjakatja.roden@web.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-9914
    Subjects: Life sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Neurobiotin, Tracing, Striatum, Septum, ThalamusGerman
    neurobiotin, tracing, striatum, septum, thalamusEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Zoologisches Institut
    Language: German
    Date: 2002
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 16 February 2003
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 16 Oct 2003 10:25:15
    Referee
    NameAcademic Title
    Prof. Dr. Wolfgang Walkowiak,
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/991

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