A Multimodal and Cross-Species Framework for Understanding Mammalian Claustrum Organization: Integrating Circuit Properties, Comparative Gene Expression and Large-Brain Anatomy

Das Claustrum ist eine subkortikale Struktur, die für ihre umfangreichen kortikalen Verbindungen und ihre mögliche Rolle im Bewusstsein bekannt ist. Diese Arbeit erarbeitet ein umfassendes Rahmenwerk für seine Anatomie, Konnektivität und Funktion über verschiedene Spezies hinweg, von Nagetieren bis hin zu Elefanten. Unter Verwendung von Oprk1-cre-Ratten und viraler Tracing-Techniken habe ich claustrumähnliche kortikale (CLC) Neuronen mit Claustrum-Neuronen verglichen. Diese Populationen zeigen ähnliche, jedoch komplementäre Projektionsmuster sowie eine erhöhte Aktivität in neuen Umgebungen und synchronisierte Aktivität unter Anästhesie, was darauf hindeutet, dass CLC-Neuronen eine erweiterte anatomische Komponente des Claustrums bei Nagetieren darstellen könnten. Durch die Analyse molekularer Marker bei Ratten und chinesischen Spitzhörnchen konnte ich die subregionale Kartierung des Claustrumkomplexes verfeinern und zeigen, dass der dorsale endopiriforme Kern (DEn) in zwei unterschiedliche Teile unterteilt werden kann. Darüber hinaus weist das Claustrum der Spitzhörnchen eine diskontinuierliche Organisation in seinem dorsalen Abschnitt auf, was darauf hindeutet, dass eine solche Diskontinuität auch in größeren Gehirnen vorhanden sein könnte. Im nächsten Schritt erweiterte ich die Untersuchung auf afrikanische und asiatische Elefanten mittels Histologie und hochauflösender Mikro-CT. Dabei identifizierte ich weit verbreitete „Claustrum-Inseln“ und schätzte deren Volumen sowie die Gesamtzahl der Neuronen (7,61 Millionen pro Hemisphäre). Zusammengenommen liefern diese Ergebnisse ein verfeinertes anatomisches und funktionelles Rahmenwerk für das Claustrum. Durch die Identifizierung neuer Subregionen und die Charakterisierung der Struktur bei großhirnigen Säugetieren unterstützt diese Arbeit die Entwicklung eines allgemeinen Modells des Claustrums über verschiedene Säugetierspezies hinweg.