Dr. Senckenbergische Anatomie

Circadiane Systeme, Melatonin, Pars tuberalis, neurogenerative Erkrankungen

Die Morphologie und Funktion des Gehirns und der Sinnesorgane bei Säugetieren

Biosonar der Delphine

Hier handelt es sich um das Verständnis der strukturellen Grundlagen sowie der Generation, Emission und Perzeption von Ultraschall bei Zahnwalen (Biosonar). Dabei wird das Gehirn mit seinen walspezifischen Charakteristika als ein natürliches Interface zwischen den afferenten Sinnessystemen und der efferenten Motorik (Navigation) bzw. der Kommunikation einbezogen. In diesem Zusammenhang ist die Erforschung der Nasenregion (Sender) sowie der Ohrregion (Empfänger) von Zahnwalen von besonderer Bedeutung. Für die Rekonstruktion der Evolutionstrends bei der Anpassung an den Lebensraum Wasser ist auch die vergleichende Untersuchung der Huftiere („Vorfahrenkonstruktion“) wichtig. Dabei werden makroskopische, histologische, embryologische und moderne bildgebende Verfahren (CT, MRT) eingesetzt. Sie dienen der Grundlagenforschung, wobei ein besseres Verständnis des Sonarsystems der Zahnwale auch einen Beitrag zum Schutz derselben leisten kann. Umfangreiche Forschungsergebnisse zu diesem Themenkreis wurden in Buchpublikationen zusammengefasst (Cozzi et al. 2017, Huggenberger et al. 2018).

Neokortex der Zahnwale 

Unsere Untersuchungen des Neocortex (Hirnrinde) bei Zahnwalen und anderen Säugetieren dienen der Analyse der primären Projektionsfelder sowie deren Neuronendichten mit modernen stereologischen Methoden. Ein wesentlicher Aspekt dieser internationalen Kooperation ist die Korrelation der qualitativen und quantitativen Neuroanatomie der Hirnrinde mit der Funktion sowie der Evolution von Sinnessystemen bei Säugetieren. Dabei steht die Synthese eigener Ergebnisse mit aktuellen Daten anderer naturwissenschaftlicher Disziplinen im Vordergrund.

Magnetfeld- Perzeption bei Säugetieren

Ein herausragender Aspekt ist die experimentelle Forschung zur Neuroanatomie und Neuroethologie der Magnetfeld- Perzeption bei unterirdisch lebenden sambischen Graumullen (Fukomys anselli, Rodentia). Diese Nagetiere stehen in der Körpergröße zwischen Maus und Ratte. Sie sind bis jetzt die einzigen Säugetiere, bei denen eine spontan auftretende, auf einem inneren Magnetkompass beruhende Himmelsrichtungspräferenz eindeutig und reproduzierbar nachgewiesen ist. Dieser Magnetsinn wurde auch ethologisch charakterisiert. Graumulle sind von Natur aus mikrophthalmisch und „blind“ (kein Bild- bzw. Bewegungssehen) und setzen ihren Magnetsinn auch für die Orientierung unter Laborbedingungen und während des ganzen Jahres ein. Daher sind sie als Paradigma für die Untersuchung von sensorischen und neuronalen Mechanismen der Magnetfeldwahrnehmung einzigartig geeignet (Nĕmec et al. 2001. Science, 294: 366-368).