Mammalian cortical neurons compute sensory information that arrives through numerous synaptic inputs located on their dendrites. Single neurons integrate these functional inputs into one functional output which is more or less tuned to sensory stimulation. How does a neuron compute all these functional inputs? How does a functional neuronal network compute? These two questions are fundamental to neuroscience and other fields as they could represent the starting point for reconstructing brain function. In order to better understand this process, we have combined in vivo two photon calcium imaging and electrophysiology in order to look at the inputs and the outputs of layer 3 cortical neurons in the mouse auditory cortex at the same time. Sound-evoked dendritic events could be observed also in the absence of firing as well as preceding the firing output. Furthermore, population imaging in unanesthetized mice revealed the tonotopy in deep cortical layers. Together with my colleagues, I have established the method of targeted multi-cell electroporation (TMTE) which allowed us to explore tonotopy in deeper cortical layers as well as single cell electroporation combined with cell-attached recordings which allowed us to explore the connection between spine and dendrite signaling in vivo together with the cell's output.      «

Mammalian cortical neurons compute sensory information that arrives through numerous synaptic inputs located on their dendrites. Single neurons integrate these functional inputs into one functional output which is more or less tuned to sensory stimulation. How does a neuron compute all these functional inputs? How does a functional neuronal network compute? These two questions are fundamental to neuroscience and other fields as they could represent the starting point for...     »

Kortikale Neurone in Säugetieren verarbeiten sensorische Informationen, die sie durch unzählige Synapsen entlang ihrer Dendriten empfangen. Einzelne Neuronen integrieren diese funktionellen Eingangssignale zu einem funktionellen Ausgangssignal, das mehr oder weniger spezifisch an die sensorische Stimulation angepasst ist. Wie kann ein Neuron diese funktionellen Inputs verarbeiten? Wie kann ein funktionelles neuronales Netzwerk Informationen verarbeiten? Diese zwei Fragen sind fundamental in den Neurowissenschaften und in anderen Bereichen, da sie einen Startpunkt darstellen könnten, um Funktionen des Gehirns zu rekonstruieren. Um diesen Prozess besser zu verstehen, haben wir in vivo Zweiphotonen-Kalzium-Bildgebung mit Elektrophysiologie kombiniert, um gleichzeitig die Eingangs- und Ausgangssignale kortikaler Neurone in Schicht drei des auditorischen Kortex der Maus zu sehen. Toninduzierte dendritische Signale wurden sowohl in Abwesenheit somatischer Aktivität gesehen, als auch dieser vorausgehend. Darüber hinaus wurde in tiefen kortikalen Schichten der unanästhesierten Maus eine tonotopische Ordnung festgestellt. Zusammen mit meinen Kollegen, habe ich sowohl eine Methode der Multi-Zellen Elektroporation (TMTE) entwickelt, die es erlaubt die Tonotopie in tiefer liegenden kortikalen Schichten zu untersuchen, als auch Einzelzell-Elektroporation in Kombination mit Patch-Clamp Messungen in der Cell-attached Konfiguration, die es ermöglichten die eine Verbindung zwischen Spine Signalen bzw. dendritischen Signalen und den somatischen Ausgangssignalen in vivo herzustellen.      «

Kortikale Neurone in Säugetieren verarbeiten sensorische Informationen, die sie durch unzählige Synapsen entlang ihrer Dendriten empfangen. Einzelne Neuronen integrieren diese funktionellen Eingangssignale zu einem funktionellen Ausgangssignal, das mehr oder weniger spezifisch an die sensorische Stimulation angepasst ist. Wie kann ein Neuron diese funktionellen Inputs verarbeiten? Wie kann ein funktionelles neuronales Netzwerk Informationen verarbeiten? Diese zwei Fragen sind fundamental in den...     »