Elektrophysiologische Untersuchungen zur Gesangsdifferenzierung

Die neuronalen Pfade, die dem Gesang und dem Gesangslernen unterliegen, laufen im Vorderhirnkern (RA = Nucleus robustus arcopallii) zusammen und von dort zu den Motoneuronen im Nucleus Hypoglossus im Stammhirn. Neurone im RA und HVC (Eigenname) antworten bei anästhesierten oder schlafenden Tieren auf den vogeleigenen Gesang (birds own song – BOS). Bei wiederholter Präsentation des vogeleigenen Gesangs steigt ein Teil der RA-Neurone in diese Wiederholungen ein. Wir vermuten daher, dass der RA-Schaltkreis oszillatorische Eigenschaften besitzt. Auf der Basis elektrophysiologischer Untersuchungen wollen wir daher herausfinden, ob der RA oder HVC Sitz eines zentralen Mustergenerators ist, der für die zeitlichen Eigenschaften des Vogelgesangs verantwortlich ist. Weiterhin untersuchen wir den Einfluss von Hormonen wie Melatonin und Testosteron auf das Antwortmuster der RA- und HVC-Neurone, da der HVC und RA verschiedene Typen von Hormonrezeptoren besitzt. Verändern Hormone möglicherweise das "Feuern" der prämotorischen Neurone – also die Frequenz, mit der Aktionspotenziale ausgelöst werden – in Verbindung mit Änderungen im motorischen Output?

Zudem wollen wir die neuronale Basis des Vogelgesangs in Rückkopplung mit seiner sozialen Umgebung untersuchen. Neben dem bereits erwähnten Einfluss von sozialen Hierarchien, ist der Untersuchungsansatz durch folgende Beobachtung motiviert: Vor und während der Rufe von Weibchen ist das "Feuern" der RA-Neurone gehemmt. Zu unserer Überraschung setzt diese Inhibition ein bevor der weibliche Gesang das aufnehmende Mikrofon erreicht. Es ist daher anzunehmen, dass das Männchen nicht auf den Ruf des Weibchens, sondern auf andere Verhaltensmerkmale reagiert. Möglicherweise können die RA-Neurone verschiedene sensorische Modalitäten integrieren.