Single neurons, which represent the elementary units of brain function, organize into larger circuits that integrate external and internal brain signals. To understand the operation of these cortical circuits it is essential to identify the functional connections among the neurons. Recently, in vivo two-photon calcium imaging made it possible to identify the location of these connections by imaging dendrites and spines of single neurons. In this study, an improved procedure of two-photon imaging was applied to map the distribution of inputs on the dendrites of neurons in the whisker representation part of the primary somatosensory cortex of the mouse. This cortical region is widely used to study circuit functions because the functional representation of single whiskers is tightly linked to the anatomical structures of defined barrels. Thus, mapping the distribution of sensory stimulation-evoked inputs on the dendrites of the neurons located here allows studying the interaction of functional connections and anatomy. In this study, sensory stimulation-evoked inputs were mapped on the dendrites of neurons residing in the upper half of the vibrissal cortex. These neurons are responsible for the initial steps in the processing of sensory signals in the cortex, thereby determining the structure and timing of the incoming sensory information. Together, this study gives insight in sensory signal processing at the level of single synapses in anatomically organized cortical region.     «

Single neurons, which represent the elementary units of brain function, organize into larger circuits that integrate external and internal brain signals. To understand the operation of these cortical circuits it is essential to identify the functional connections among the neurons. Recently, in vivo two-photon calcium imaging made it possible to identify the location of these connections by imaging dendrites and spines of single neurons. In this study, an improved procedure of two-photon imaging...     »

Einzelne Neurone, die grundlegenden Verarbeitungs-Einheiten des Gehirns, sind in Netzwerken organisiert, welche externe und interne Signale im Gehirn integrieren. Um die Arbeitsweise dieser Nervenzell-Netzwerke zu verstehen, ist es wichtig, die funktionellen Verbindungen zwischen den einzelnen Neuronen zu verstehen. Seit kurzem ist es mittels Zwei-Photonen-Mikroskopie möglich, die Lage dieser Verbindungen zu identifizieren und Kalzium-Messungen an Dendriten und sogar dendritischen Dornfortsätzen einzelner Neurone durchzuführen. In der hier vorliegenden Dissertation wurde eine verbesserte Form der Zwei-Photonen-Bildgebung angewendet, um die räumliche Verteilung der synaptischen Eingänge an Nervenzell-Dendriten in dem Teil der primären somatosensorischen Großhirnrinde der Maus zu untersuchen, welche für die Repräsentation der Barthaare verantwortlich ist (Barrel-Kortex). Der Barrel-Kortex wird häufig für die Untersuchung der Netzwerkfunktion verwendet. Dies ist darauf zurückführen, dass die funktionelle Repräsentation einzelner Barthaare in diesem Kortexareal streng mit der anatomischen Aufteilung in Barrels korrespondiert. Dies erlaubt somit die Untersuchung der Wechselbeziehung zwischen funktionellen und anatomischen Verbindungen. In dieser Arbeit wurden nun durch sensorische Stimulation hervorgerufene synaptische Eingänge an Dendriten von Neuronen, welche sich in der oberen Hälfte des Barrel-Kortex befanden, identifiziert und ihre räumliche Verteilung untersucht. Diese Neuronen sind für die ersten Schritte der Verarbeitung sensorischer Signale im Kortex zuständig und bestimmen also die Struktur und den zeitlichen Verlauf der eingehenden sensorischen Information. Zusammenfassend gibt diese Studie Einblick in die sensorische Signalverarbeitung auf der Ebene einzelner Synapsen in einer anatomisch strikt organisierten Hirnregion.      «

Einzelne Neurone, die grundlegenden Verarbeitungs-Einheiten des Gehirns, sind in Netzwerken organisiert, welche externe und interne Signale im Gehirn integrieren. Um die Arbeitsweise dieser Nervenzell-Netzwerke zu verstehen, ist es wichtig, die funktionellen Verbindungen zwischen den einzelnen Neuronen zu verstehen. Seit kurzem ist es mittels Zwei-Photonen-Mikroskopie möglich, die Lage dieser Verbindungen zu identifizieren und Kalzium-Messungen an Dendriten und sogar dendritischen Dornfortsätzen...     »