Neurophysiology Lab

PD Dr. Conny Kopp-Scheinpflug

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Dr. Conny Kopp-Scheinpflug

Raum B03.026

Conny Kopp-Scheinpflug in der GSN

Neurophysiologie der Gehirnplastizität

Wir erforschen, wie Sinneseindrücke – insbesondere Geräusche – die neuronale Aktivität in Echtzeit aus neurophysiologischer Perspektive formen. Unser Fokus liegt darauf, wie Neuromodulatoren als kontextabhängige Botenstoffe die synaptische Verarbeitung beeinflussen und die Erregbarkeit einzelner Neurone sowie ganzer Schaltkreise steuern. Mit einer Kombination aus neurophysiologischen, anatomischen und verhaltensbiologischen Methoden decken wir die dynamischen Mechanismen auf, die Wahrnehmung ermöglichen, die Anpassungsfähigkeit des Gehirns sichern und seine Funktion erhalten. Ein besseres Verständnis dieser Prozesse hilft uns, die neuronalen Grundlagen funktioneller Veränderungen zu entschlüsseln und neue Ansatzpunkte für die Behandlung neurologischer Erkrankungen zu entdecken.

Projekte:

Wie das Gehirn seine Leitungen mit Klang abstimmt.

Unser Gehirn passt die Geschwindigkeit von Nervensignalen durch Myelin an, die isolierende Schicht um Axone. Sinneseindrücke formen Myelin lokal und optimieren neuronale Schaltkreise für präzise Signalübertragung. Diese adaptive Myelinisierung ist entscheidend für Wahrnehmung, Lernen und gesunde Hörfunktion ein Leben lang.

Die Wahrnehmung des Endes von Geräuschen.

Spezialisierte Neurone im Hirnstamm erkennen, wann ein Geräusch endet – entscheidend für Sprache und Lautmuster. Inhibitorische Eingänge lösen präzise Spike-Bursts bei Geräuschende aus, und der Schaltkreis passt sich schnell nach Lärmbelastung an, um die zeitliche Genauigkeit zu erhalten. So zeigt das auditorische System, wie Lücken und Geräuschdauer hochpräzise kodiert werden.

Von Ionenkanälen zu Hör- und Bewegungsstörungen.

Mutationen im Kv3.3-Kaliumkanal stören die Hochfrequenzaktivität von auditorischen und zerebellären Neuronen und verursachen bei SCA13 Defizite in der Schalllokalisation sowie motorische Beeinträchtigungen. Unser CRISPR-Cas9-Mausmodell zeigt, wie diese Mutationen Aktionspotenziale verbreitern, die neuronale Timingpräzision beeinträchtigen und Purkinje-Neuronen degenerieren lassen – und damit die Mechanismen der sensorischen und motorischen Defizite aufdecken.

Veröffentlichungen

Ausgewählte Veröffentlichungen:

• Stancu M, Wohlfrom H, Hess M, Grothe B, Leibold C & Kopp-Scheinpflug C. (2024). Ambient sound stimulation tunes axonal conduction velocity by regulating radial growth of myelin on an individual, axon-by-axon basis. Proc Natl Acad Sci U S A 121, e2316439121.

• Sinclair JL, Fischl MJ, Alexandrova O, Hebeta M, Grothe B, Leibold C & Kopp-Scheinpflug C. (2017). Sound-Evoked Activity Influences Myelination of Brainstem Axons in the Trapezoid Body. J Neurosci 37, 8239-8255.

• Kopp-Scheinpflug C, Tozer AJ, Robinson SW, Tempel BL, Hennig MH & Forsythe ID. (2011). The sound of silence: ionic mechanisms encoding sound termination. Neuron 71, 911-925.

• Kopp-Scheinpflug C, Sinclair JL & Linden JF. (2018). When Sound Stops: Offset Responses in the Auditory System. Trends Neurosci 41, 712-728.

• Richardson A, Ciampani V, Stancu M, Bondarenko K, Newton S, Steinert JR, Pilati N, Graham BP, Kopp-Scheinpflug C & Forsythe ID. (2022). Kv3.3 subunits control presynaptic action potential waveform and neurotransmitter release at a central excitatory synapse. Elife 11.

Vollständige Liste aller Publikationen hier: