The European Research Council (ERC) is funding Prof. Dr. Veronica Egger's COLUMNET project with an ERC Advanced Grant. The biophysicist heads the Neurophysiology working group in the Faculty of Biology and Preclinical Medicine at the University of Regensburg (UR). The project, which is endowed with 3.5 million euros, will run for five years and is dedicated to fundamental questions about the processing of odors in the brain.
"I am delighted about the ERC's decision and congratulate Prof. Dr. Egger on this great success. Her outstanding research on the neural coding of odors illustrates the innovative strength of neuroscience in Regensburg,” said University President Prof. Dr. Udo Hebel. ”The funding from the European Research Council once again underscores the international visibility and high scientific reputation of cutting-edge research at the University of Regensburg.”
The sense of smell is very old in evolutionary terms but is still poorly understood compared to the senses of sight and hearing. The large family of odor receptor proteins was only discovered in the 1990s. Each odor activates several types of odor receptors, with each olfactory sensory cell having only one type of odor receptor. The olfactory sensory cells transmit the information from the nose to the olfactory bulb, the first processing station for odors in the brain. All olfactory sensory cells with the same receptor are connected to a so-called odor receptor column of mitral cells in the bulb, which in turn transmits the information to higher areas.
“Olfactory objects – such as the smell of coffee – differ fundamentally from visual objects – such as a coffee cup. Neural circuits involved in olfactory processing therefore work completely differently from neural circuits in the visual system. The project aims to elucidate the neural network mechanisms that enable the representation of olfactory objects,” says Egger.
Her research focuses on so-called reciprocal microcircuits. These consist of interconnected mitral cells and granule cells, which have an inhibitory effect. This synaptic connection is called “reciprocal” because both cells can exchange signals – it is not a one-way street. Egger’s insight is that actually both cells have to be simultaneously active to allow for any signal output from the granule cells, based on a novel mechanism of local synaptic processing. This kind of neuronal networking could enable different odor receptor columns that are activated by the same smell to transmit their information synchronously. The activated odor receptor columns do not necessarily have to be topographically adjacent, different from the representation of continuous objects in the visual system. This could explain how our brain can form a coherent “smell object” from many individual smell components.
ERC Advanced Grants
The European Research Council's ERC Advanced Grants are part of the EU's Horizon Europe program and are aimed at established top researchers. The grant is one of the most prestigious and competitive scientific awards and instruments of EU research funding. The funding usually amounts to around 2.5 million euros over a period of five years. However, the sum can also be increased to up to 3.5 million euros.
Foto: Fotografie Rosin [Translate to English:]Auszeichnung für Neurowissenschaften an der UR
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„Ich freue mich außerordentlich über die Entscheidung des ERC und gratuliere Frau Prof. Dr. Egger ganz herzlich zu diesem großartigen Erfolg. Ihre herausragende Forschung zur neuronalen Codierung von Gerüchen unterstreicht die Innovationskraft der Neurowissenschaften am Standort Regensburg“, so Universitätspräsident Prof. Dr. Udo Hebel. „Die Förderung durch den Europäischen Forschungsrat verdeutlicht erneut die internationale Sichtbarkeit und wissenschaftliche Strahlkraft der Spitzenforschung an der Universität Regensburg.“
[Translate to English:]Riechsinn unterscheidet sich stark von Sehsinn
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Der Riechsinn ist entwicklungsgeschichtlich sehr alt, jedoch im Vergleich zu Sehsinn und Hörsinn noch unzureichend verstanden. Die große Familie der Geruchsrezeptorproteine wurde erst in den 1990er Jahren entdeckt. Jeder Duftstoff aktiviert mehrere Geruchsrezeptortypen, wobei jede Riechsinneszelle nur einen Geruchsrezeptortyp aufweist. Die Riechsinneszellen leiten die Information aus der Nase weiter in den Bulbus olfactorius, die erste Verarbeitungsstation für Gerüche im Gehirn. Alle Riechsinneszellen mit demselben Rezeptor sind mit einer sogenannten Kolumne aus Mitralzellen im Bulbus verschaltet, die ihrerseits die Information an höhere Areale weiterleitet.
„Olfaktorische Objekte – wie etwa der Duft von Kaffee – unterscheiden sich fundamental von visuellen Objekten – wie etwa einer Kaffeetasse. Neuronale Schaltkreise der olfaktorischen Verarbeitung arbeiten entsprechend völlig anders als neuronale Schaltkreise des Sehsystems. Das Projekt zielt darauf ab, neuronale Netzwerkmechanismen aufzuklären, die die Repräsentation olfaktorischer Objekte ermöglichen“, so Egger.
[Translate to English:]Neuartiger Mechanismus der synaptischen Verarbeitung
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Im Zentrum ihrer Forschung stehen sogenannte reziproke Mikroschaltkreise. Diese bestehen aus miteinander verschalteten Mitralzellen und Körnerzellen, die hemmend wirken. Diese Verschaltung wird als „reziprok“ bezeichnet, weil beide Zellen Signale austauschen können – es handelt sich also nicht um Einbahnstraßen. Eggers Erkenntnis ist, dass tatsächlich beide Zellen gleichzeitig aktiv sein müssen, um einen Signalausgang aus den Körnerzellen zu ermöglichen. Dies basiert auf einem neuartigen Mechanismus der lokalen synaptischen Verarbeitung. Diese Art von Vernetzung könnte ermöglichen, dass verschiedene Geruchsrezeptorkolumnen, die von einem Duft gleichzeitig aktiviert werden, ihre Informationen auch synchron weiterleiten. Anders als beim Sehsinn müssen die Rezeptorkolumnen des Geruchssinns für das gleichzeitige Feuern nicht notwendigerweise topografisch benachbart sein. Damit ließe sich erklären, wie unser Gehirn aus vielen einzelnen Geruchskomponenten ein zusammenhängendes „Geruchsobjekt“ formen kann.
[Translate to English:]ERC Advanced Grants
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Die ERC Advanced Grants des Europäischen Forschungsrates sind Teil des EU-Programms Horizon Europe und richten sich an etablierte Spitzenforscherinnen und Spitzenforscher. Der Grant gehört zu den prestigeträchtigsten und kompetitivsten wissenschaftlichen Auszeichnungen und Instrumenten der EU-Forschungsförderung. Die Förderung umfasst in der Regel rund 2,5 Millionen Euro, bei einer Laufzeit von fünf Jahren. Die Summe kann aber auch auf bis zu 3,5 Mio. Euro erhöht werden.
Contacts
Prof. Dr. Veronica Egger
Neurophysiology
Institute of Zoology
University of Regensburg
Tel: +49 (0) 941 943 3118
E-Mail: [email protected]