Prof. Dr. Michael Brecht

Die Forschung konzentriert sich auf die zellulären und systemischen Grundlagen der Kognition, insbesondere im somatosensorischen Kortex und Hippocampus, unter Verwendung fortschrittlicher elektrophysiologischer und bildgebender Verfahren. Ein zentrales Thema ist die neuronale Verarbeitung taktiler Reize, räumlicher Orientierung und sozialer Interaktionen bei Nagetieren sowie die vergleichende Neuroanatomie großer Gehirne wie des Elefanten. Die Arbeit verbindet grundlegende physiologische Mechanismen mit verhaltenswissenschaftlichen Fragestellungen, einschließlich der Rolle von Geschlechtshormonen und der Entwicklung biomimetischer Sensortechnologien. Dabei werden interdisziplinäre Ansätze verfolgt, die von der molekularen Ebene bis zur systemischen Dynamik neuronaler Netzwerke reichen, stets mit dem Ziel, die Brücke von der neuronalen Aktivität zum komplexen Verhalten zu schlagen.

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• Centre for Computational Neuroscience Berlin - Teilprojekt A 1: Investigating sub-millisecond dynamics through single-spike probabilities

  Quelle ↗

  Förderer: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt Zeitraum: 09/2004 - 08/2009 Projektleitung: Prof. Dr. Michael Brecht

• Bernstein Centre for Computational Neuroscience Berlin

  Quelle ↗

  Förderer: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt Zeitraum: 09/2004 - 09/2011 Projektleitung: Prof. Dr. Michael Brecht

• Spike choreographie: Role of neuronal dynamics in sensory-motor encoding and decoding

  Quelle ↗

  Zeitraum: 10/2006 - 10/2008 Projektleitung: Prof. Dr. Michael Brecht

• Map Plasticity in Somatosensory Cortex

  2005

  Science · DOI

  Sensory maps in neocortex are adaptively altered to reflect recent experience and learning. In somatosensory cortex, distinct patterns of sensory use or disuse elicit multiple, functionally distinct forms of map plasticity. Diverse approaches-genetics, synaptic and in vivo physiology, optical imaging, and ultrastructural analysis-suggest a distributed model in which plasticity occurs at multiple sites in the cortical circuit with multiple cellular/synaptic mechanisms and multiple likely learning rules for plasticity. This view contrasts with the classical model in which the map plasticity reflects a single Hebbian process acting at a small set of cortical synapses.

• In vivo, low-resistance, whole-cell recordings from neurons in the anaesthetized and awake mammalian brain

  2002

  Pflügers Archiv - European Journal of Physiology · DOI

• Lentivirus-based genetic manipulations of cortical neurons and their optical and electrophysiological monitoring <i>in vivo</i>

  2004

  Proceedings of the National Academy of Sciences · DOI

  It is becoming increasingly clear that single cortical neurons encode complex and behaviorally relevant signals, but efficient means to study gene functions in small networks and single neurons in vivo are still lacking. Here, we establish a method for genetic manipulation and subsequent phenotypic analysis of individual cortical neurons in vivo. First, lentiviral vectors are used for neuron-specific gene delivery from alpha-calcium/calmodulin-dependent protein kinase II or Synapsin I promoters, optionally in combination with gene knockdown by means of U6 promoter-driven expression of short-interfering RNAs. Second, the phenotypic analysis at the level of single cortical cells is carried out by using two-photon microscopy-based techniques: high-resolution two-photon time-lapse imaging is used to monitor structural dynamics of dendritic spines and axonal projections, whereas cellular response properties are analyzed electrophysiologically by two-photon microscopy directed whole-cell recordings. This approach is ideally suited for analysis of gene functions in individual neurons in the intact brain.