Am 17. Juni 2025 erhielt Prof. Dr. Veronica Egger, Leiterin der Arbeitsgruppe Neurophysiologie an der Universität Regensburg, den prestigeträchtigen ERC Advanced Grant für ihr Projekt COLUMNET. Dieses Vorhaben wird über einen Zeitraum von fünf Jahren mit 3,5 Millionen Euro gefördert. Universitätspräsident Prof. Dr. Udo Hebel lobte die Entscheidung des Europäischen Forschungsrates (ERC) und würdigte die Forschungsarbeit von Egger, die sich auf die Verarbeitung von Gerüchen im Gehirn konzentriert.
Der menschliche Geruchssinn gilt als evolutionär alt, bleibt jedoch in vielerlei Hinsicht weniger gut verstanden als die Sinne des Sehens und Hörens. In den 1990er Jahren wurden die ersten Geruchsrezeptorproteine entdeckt, die es ermöglichen, dass jeder Duftstoff mehrere Geruchsrezeptortypen aktiviert, während Riechsinneszellen nur einen Rezeptortyp aufweisen. Diese Zellen leiten ihre Informationen an den Bulbus olfactorius weiter, wo sie mit Mitralzellen verbunden sind. Alle Riechsinneszellen, die denselben Rezeptor haben, sind zudem über spezielle Verbindungen mit den Mitralzellen verknüpft.
Forschung im Detail
Im Rahmen des COLUMNET-Projekts untersucht Egger die neuronalen Netzwerkmechanismen zur Repräsentation olfaktorischer Objekte. Geruchsobjekte unterscheiden sich grundlegend von denjenigen, die wir visuell wahrnehmen. Ein zentraler Fokus der Forschung liegt auf den reziproken Mikroschaltkreisen zwischen Mitralzellen und Körnerzellen, deren gleichzeitige Aktivierung entscheidend für die Signalverarbeitung ist. Neuartige Mechanismen der lokalen synaptischen Verarbeitung werden ebenfalls erforscht.
Wie die ice.mpg.de berichtet, nutzt die Forschungsgruppe auch Insekten wie die Essigfliege (Drosophila melanogaster) als Modellorganismus. Diese Insekten haben ein weniger komplexes neuronales Netzwerk, was ihre Untersuchung erleichtert. Bei der Verarbeitung von Gerüchen zeigt sich, dass unangenehme Düfte die Wahrnehmung angenehmer Gerüche verringern können. Das olfaktorische System spielt somit eine entscheidende Rolle in der Kodierung chemischer Informationen und in der neuronalen Repräsentation der Umgebung.
Das Ziel der Forscher ist es, die neuronalen Schaltkreise so zu verstehen, dass sie das Verhalten der Insekten steuern können. Für diese Studien nutzen sie eine Kombination aus neurogenetischen Werkzeugen sowie verschiedenen bildgebenden und anatomischen Techniken. Unter anderem wird ein in vivo 3D-Atlas des Fliegen-Antennenlappens erstellt, um die funktionalen Bildgebungsdaten besser analysieren zu können.
Technologische Ansätze und Weiterentwicklung
Ein weiterer wichtiger Aspekt der Forschung ist die Plastizität der olfaktorischen Schaltkreise, einschließlich der Modulation durch den inneren Zustand des Tieres und frühere Erfahrungen. Zudem werden auch verwandte Arten, wie Schwesterarten von D. melanogaster sowie Nicht-Modellorganismen, untersucht, um ein umfassenderes Verständnis von Geruchsmechanismen zu gewinnen.
Wie in der ice.mpg.de erwähnt, wird auch die neuronale Basis des Geruchsinns aus morphologischer und evolutionärer Perspektive analysiert. Die Forschung fokussiert sich auf die olfaktorischen Systeme von Drosphiliden und kleinen Coeleopteren. Verschiedene Schlüsseltechniken wie konfokale Mikroskopie, neuronale Tracer und Elektronenmikroskopie kommen zum Einsatz, um die neuronalen Schaltkreise im Gehirn von Arthropoden zu untersuchen.
Die Verwendung genetischer Werkzeuge zur Identifikation von Zellen sowie die Anwendung modernster Methoden zur Entschlüsselung der synaptischen Mikroschaltkreise ermöglichen es den Wissenschaftlern, realistische Modelle des Nervensystems zu erstellen. So gelingt es, die Auswirkungen der Miniaturisierung des Gehirns auf die neuronale Architektur zu untersuchen, besonders bei bestimmten Käferarten.
Der ERC Advanced Grant ist Teil des EU-Programms Horizon Europe und zählt zu den angesehensten Auszeichnungen in der europäischen Forschungsförderung. Er richtet sich an etablierte Spitzenforscher und ist ein Beleg für die hohe Qualität der wissenschaftlichen Arbeit, die an der Universität Regensburg geleistet wird.
