Universität Bonn

physiologie2

Neurogenetik des Verhaltens

Grunwald Kadow Labor

Der Forschungsfokus unserer Arbeitsgruppe liegt auf der Erforschung von Empfindungen und Bedürfnissen auf das individuelle Verhalten und die Entscheidungsfindung. Dabei betrachten wir nicht nur das sichtbare Verhalten, sondern auch neuronale Schaltkreise und Gene, die Empfindungen und Verhalten steuern. Hierzu verbinden wir Neurowissenschaften und Physiologie, um zu verstehen, wie Gehirn und Körper auf zellulärer und molekularer Ebene kommunizieren. Das Ziel unserer Forschung ist zu begreifen, wie neuronale Schaltkreise und genetische Aspekte es Mensch und Tier erlauben, in ihrer jeweiligen Umgebung überleben und gedeihen zu können – trotz ständig wechselnder extrinsischer und intrinsischer Einflüsse.

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Prof. Dr. Ilona Grunwald Kadow

Leiterin des Instituts für Physiologie II an der Medizinischen Fakultät

Institut für Physiologie II

Nussallee 11

53115 Bonn

Forschung

Neurogenetik des Verhaltens

Empfindungen und Entscheidungen basieren auf sensorischen Eindrücken, aber auch auf vorangegangenen Erfahrungen und dem inneren Zustand eines Tieres oder Menschen. Verhalten ist daher sehr adaptiv und flexibel. Zum Beispiel bewertet ein hungriges Tier den Geruch und Geschmack von Nahrung sehr viel positiver als ein sattes Tier. Gleichzeitig steigt die Risikobereitschaft, Nahrung zu finden und sich dabei potenziellen Gefahren auszusetzen. Welche Signale und Nervennetzwerke ermöglichen die Kommunikation zwischen Körper und Gehirn? Und wie verändern diese das Verhalten?

Wir untersuchen diese Fragen auf drei Ebenen

Verhalten. Neuronale Schaltkreise. Gene.

Dazu nutzen wir Modellorganismen wie die genetische Modellfliege Drosophila melanogaster und die Maus in Kombination mit modernen Methoden der Verhaltensanalyse, der (Opto)-genetik und in vivo Mikroskopie.

iBehave
© iBehave

iBehave Netzwerk

Menschen und Tiere leben in einer sich ständig verändernden Umwelt. Die Fähigkeit, das Verhalten flexibel an veränderte Anforderungen anzupassen, ist daher für alle Organismen entscheidend für ihr Gedeihen und Überleben. Darüber hinaus sind die neuronalen Netzwerke für adaptives Verhalten Ziel häufiger neurologischer Erkrankungen. iBehave bringt WissenschaftlerInnen zusammen, die disziplin- und artenübergreifend arbeiten werden, um überlebenswichtige Verhaltensweisen und die ihnen zugrunde liegenden neuronalen Netzwerke zu untersuchen.

Eine Wissenschaftlerin und ein Wissenschaftler arbeiten hinter einer Glasfassade und mischen Chemikalien mit Großgeräten.
© MPI of Neurobiology/ Friedrich

Einfluss von physiologischem Zustand auf Verhalten und neuronale Schaltkreise

Erfahren Sie, wie unser physiologischer Zustand und unsere Bedürfnisse Einfluss auf Verhalten und neuronale Schaltkreise ausüben.

Eine Wissenschaftlerin und ein Wissenschaftler arbeiten hinter einer Glasfassade und mischen Chemikalien mit Großgeräten.
© Sophie Aimon

Einfluss des Verhaltenszustandes auf Entscheidungsfindung und Wahrnehmung

Entdecken Sie den Einfluss unseres Verhaltenszustandes auf unsere Entscheidungsfindung und Wahrnehmung.

Eine Wissenschaftlerin und ein Wissenschaftler arbeiten hinter einer Glasfassade und mischen Chemikalien mit Großgeräten.
© Uni Bonn

Projektgruppe Dr. Annika Cichy –  Modulation der Sinne durch Hormone

Die Projektgruppe von Frau Dr. Annika Cichy erforscht die Modulation der Sinneswahrnehmung durch Hormone.

Riechen und schmecken, was gut ist

Dieses Forschungsprojekt untersucht, wie wichtige Nährstoffe, sogenannte Polyamine, durch den Geruchs- und Geschmackssinn erkannt werden.

Wie Schwangerschaft die Wahrnehmung verändert

Lesen Sie, wie sich in der Schwangerschaft die Wahrnehmung und Reaktionen auf bestimmte Gerüche und Geschmäcker verändert.

Hunger beeinflusst Entscheidungen 

Erfahren Sie, wie Hunger unsere Entscheidungen und unser Risikoempfinden beeinflusst. Ein gewisser Hunger macht risikofreudig.

Ausgewogene Entscheidungen treffen

Lesen Sie über die Bedeutung von Dopamin und wie es unsere Entscheidungen und unser Verhalten steuert. 

Das Geheimnis der Motivation in Neuronen

Aufgeben oder Weitermachen? Wie regulieren neuronale Schaltkreise die Motivation? Neuromodulation spielt eine entscheidende Rolle.

Entscheidungen in Konfliktsituationen

Häufig müssen Entscheidungen trotz widersprüchlicher Informationen getroffen werden. Spezifische Neurone helfen beim Abwägen.

Videos und Berichte

Sind wir die Opfer unserer Sinne?

Ilona Grunwald Kadow | TEDxTUM

TEDx Talk: Sind wir die Opfer unserer Sinne?

Der Mensch glaubt gerne, dass er sich von anderen Tieren unterscheidet, dass er rationale Entscheidungen auf der Grundlage harter Fakten trifft. Aber wie gelangen diese Fakten in unser Gehirn? Über unsere sehr objektiven fünf Sinne. Unsere täglichen Entscheidungen werden von unseren inneren Zuständen, unseren Emotionen und sogar unseren Hormonen beeinflusst. Ilona Grunwald Kadow nimmt uns mit auf eine Reise, um zu verstehen, wie leicht unsere Entscheidungen von unseren Gefühlen beeinflusst werden.

Aufgeben oder Weitermachen? Wie neuronale Schaltkreise Motivation regulieren.

Wir haben kürzlich einen neuronalen Schaltkreis im Lernzentrum der Fliege identifiziert, der die Motivation bei der Futtersuche reguliert. Satte Fliegen geben schnell auf. Hungrige Fliegen sind hoch motiviert und strengen sich immer weiter und stärker an, um an das ersehnte Futter zu kommen. Dieses Verhalten haben wir als Modell genommen, um zu erforschen, wie Motivation im Gehirn produziert und reguliert wird. Wann macht man weiter? Wann ist es besser aufzugeben?

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Ilona Grunwald Kadow

Leiterin

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AG Gruppenfoto
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Assistenz

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Riccarda Rieker

Sekretariat, Administrative Assistentin

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Stephanie Schwartz

Technische Assistentin

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Natalie Lindenberg

Technische Assistentin

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Anke Krämer

Administrative Assistenz iBehave

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Dr. Sarah Imtiaz

Koordinatorin iBehave

+49 228 287 53256

IT und Technik, Datenanalyse

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Stephan Krüger

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Detlef Forst

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Subhadarshini Parhi

Wissenschaftliche Mitarbeitende / PostdoktorandInnen

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Dr. Annika Cichy

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Dr. Jean-Francois De Backer

+49 228 287 53237

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Dr. Karen Cheng

+49 228 287 53237 (Office 119)

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PD Dr. Seifollah Ahmadi

+49 228 287 53248 (Office: 105)

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Dr. Aurelie Muria

+49 228 12345

DoktorandInnen

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Yujie Wang

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Ishrat Jahan

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Utsab Majumder

+49 228 287 53253 (office120)

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Jana Marie Sleeboom

+49 228 28753250

Alumni

  • Johanna Kobler
  • Ariane Böhm
  • Marina Wosniack
  • Irina Petcu
  • Sercan Sayin
  • Aleksandar Janjic
  • Catherine-Marie Blais
  • Julia Claussen
  • Nicolás Fuenzalida Uribe
  • Ashiq Hussain
  • Mo Zhang
  • Habibe Ücpunar
  • Laura Loschek
  • Laurence Lewis
  • Lasse Bräcker
  • Christiane Knappmeyer
  • Cristina Organisti
  • Irina Hein
  • Ramona Gerhards
  • Kacey (Ketura) Berry
  • Marion Hartl
  • Juhi Sardana
  • Daniel Stephan
  • Verena Kurz
  • Lauren Corona
  • Yukiko Yamada-Ho
  • Marion Dorsch
  • Ana Catalan

Publikationen

  • Aimon S, Cheng KY, Gjorgjieva J, Grunwald Kadow IC. Walking elicits global brain activity in Drosophila. BioRxiv. doi: [link]
     
  • Ariane C Boehm, Anja B Friedrich, Sydney Hunt, Paul Bandow, K.P. Siju, Jean-Francois De Backer, Julia Claussen, Marie-Helen Link, Thomas F Hofmann, Corinna Dawid, Ilona C Grunwald Kadow. A distributed dopamine-gated circuit underpins reproductive state-dependent behavior in Drosophila females. [link]
     
  • K.P. Siju, Vilim Stih, Sophie Aimon, Julijana Gjorgjieva, Ruben Portugues, Ilona C. Grunwald Kadow. Valence and state-dependent population coding in dopaminergic neurons in the fly mushroom body. doi: [link]
  • Grunwald Kadow IC, Owald D (2022) Decision making: Dopaminergic neurons for better or worse. Current Biology. 2022 Nov 7;32(21):R1237-R1240. doi: 10.1016/j.cub.2022.09.043

  • Boehm AC, Friedrich AB, Hunt S, Bandow P, Siju KP, De Backer JF, Claussen J, Link MH, Hofmann TF, Dawid C, Grunwald Kadow IC (2022). A dopamine-gated learning circuit underpins reproductive state-dependent odor preference in Drosophila females. eLife 2022; Sep 21;11:e77643. doi: 10.7554/eLife.77643.

  • Asahina K, de Bivort BL, Grunwald Kadow IC, Yapici N. Editorial: Revisiting Behavioral Variability: What It Reveals About Neural Circuit Structure and Function. Front Behav Neurosci. 2022 Jun 15;16:956388. doi: 10.3389/fnbeh.2022.956388

  • De Backer JF and Grunwald Kadow IC (2022). A role for glia in cellular and systemic metabolism: insights from the fly. Current Opinion in Insect Science, Curr Opin Insect Sci. 2022 Oct;53:100947. doi:10.1016/j.cois.2022.100947.

  • Louis M and Grunwald Kadow IC (2022). Action selection: Neuropeptidergic gates of behavior. Current Biology 2022 Jan 10;32(1):R39-R42. doi: 10.1016/j.cub.2021.11.037
  • Üçpunar HK and Grunwald Kadow IC (2021). Flies avoid current atmospheric CO2 concentrations. Frontiers in Physiology 13 April 2021. [link]

  • Siju KP, De Backer JF, Grunwald Kadow IC (2021). Dopamine modulation of sensory processing and adaptive behavior in flies, Cell and Tissue Research, Special Issue on Olfactory Coding and Circuitries, online Jan 30. [link]
  • Kobler J, Rodriguez FJ, Petcu I, Grunwald Kadow IC (2020). Immune receptor signaling and the mushroom body mediate post-ingestion pathogen avoidance. Current Biology 30(23):4693-4709 [link]

  • Woller, A., Bandow, P., Aimon, S., Grunwald Kadow, I.C (2020). Preparing Adult Drosophila melanogaster for Whole Brain Imaging during Behavior and Stimuli Responses. J. Vis. Exp. (), e61876 [link]

  • Grunwald Kadow, IC and Gompel N (2020). Sensory Evolution: Making Sense of the Noni Scent (Dispatch). Current Biology 30, Issue 12. [link]

  • K.P. Siju, Vilim Stih, Sophie Aimon, Julijana Gjorgjieva, Ruben Portugues, Ilona C. Grunwald Kadow. Valence and state-dependent population coding in dopaminergic neurons in the fly mushroom body (2020). Current Biology 30(11):2104-2115 [link]

  • Aimon, S and Grunwald Kadow, IC. Studying complex brain dynamics using Drosophila (2020). Journal of Neurogenetics 34(1):171-177 [link]
  • Sayin S, De Backer JF, Wosniack ME, Lewis L, Siju KP, Frisch LM, Schlegel P, Edmondson-Stait A, Sharifi N, Fisher CB, Calle-Schuler S, Lauritzen S, Bock D, Costa M, Jefferis GSXE, Gjorgjieva J, Grunwald Kadow IC (2019). A neural circuit arbitrates between perseverance and withdrawal in hungry Drosophila. Neuron 104, 544–558, online Aug 27 2019. [link]
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  • Quarta, C, Fisette, A, Xu, Y, Colldén, G, Legutko, B, Tseng, Y, Reim, A, Wierer, M, De Rosa, MC, Klaus, V, Rausch, R, Thaker, VV, Graf, E, Strom, TM,Poher, LM, Gruber, T, Le Thuc, O, Cebrian-Serrano, A, Kabra, D, Bellocchio, L, Woods, SC, Pflugfelder, GO, Nogueiras, R, Zeltser, L, Grunwald Kadow, IC, Moon, A, García-Cáceres, C, Mann, M, Treier, M, Doege, CA, and Tschöp MH (2019). Functional identity of hypothalamic melanocortin neurons depends on Tbx3. Nature Metabolism, 1, 222–235 [link]
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  • Hussain, A, Pooryasin, A, Zhang, M, Loschek, LF, La Fortezza, M, Friedrich, AB, Blais, CM, Üçpunar, HK, Yépez, YA, Lehmann, M, Gompel, N, Gagneur, J, Sigrist, SJ and Grunwald Kadow IC (2018). Inhibition of oxidative stress in cholinergic projection neurons fully rescues aging-associated olfactory circuit degeneration in Drosophila.
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  • Organisti C, Hein I, Grunwald Kadow IC*, Suzuki T* (2015).
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2014

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2013

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    New roles for ‘old’ microRNAs in nervous system function and disease.
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  • Bräcker LB*, Siju KP*, Varela N, Zhang M, Aso Y, Vasconcelos ML, Grunwald Kadow IC (2013).
    Essential role of the mushroom body in context-dependent CO₂avoidance in Drososphila.
    Current Biololgy 23(13):1228-34. doi: 10.1016/j.cub.2013.05.029. Epub 2013 Jun 13 * equal contribution
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  • Hein I, Suzuki T, Grunwald Kadow IC (2013).
    Gogo receptor contributes to retinotopic map formation and prevents R1- photoreceptor axon bundling.
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2012

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  • Otranto D, Cantacessi C, Lia RP, Grunwald Kadow IC, Siju KP, Dantas-Torres F, Máca J (2012).
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2011

  • Hartl M, Loschek LF, Stephan D, Siju KP, Knappmeyer C, Grunwald Kadow IC (2011).
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2008

  • Cayirlioglu P*, Grunwald Kadow I*, Zhan X, Okamura K, Gunning D, Lai EC, Zipursky SL (2008).
    Hybrid Neurons in a microRNA mutant are putative evolutionary intermediates in insect CO2 sensory systems.
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2007

  • Jones WD, Cayirlioglu P, Grunwald Kadow I, Vosshall LB (2007).
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    Nature 445: 86-90
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2001-2004

  • Grunwald IC*, Korte M*, Adelmann G, Plueck A, Kullander K, Adams RH, Frotscher M, Bonhoeffer T, Klein R (2004).
    Hippocampal plasticity requires postsynaptic ephrinBs.
    Nature Neuroscience 7: 33-40 * equal contribution
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  • Zorner B, Wolfer DP, Brandis D, Kretz O, Zacher C, Madani R, Grunwald I, Lipp HP, Klein R, Henn FA, Gass P (2003).
    Forebrain-specific trkB-receptor knockout mice: behaviorally more hyperactive than "depressive".
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  • Grunwald IC, Klein R (2002).
    Axon guidance: receptor complexes and signaling mechanisms.
    Current Opinion Neurobiology 12: 250-259
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  • Grunwald IC*, Korte M*, Wolfer D, Wilkinson GA, Unsicker K, Lipp HP, Bonhoeffer T, Klein R (2001)
    Kinase-independent requirement of EphB2 receptors in hippocampal synaptic plasticity.
    Neuron 32: 1027-1040 * equal contribution
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Reviews

  • Siju KP, De Backer JF, Grunwald Kadow IC. Dopamine modulation of sensory processing and adaptive behavior in flies, Cell and Tissue Research, Special Issue on Olfactory Coding and Circuitries, in press.

  • Grunwald Kadow, IC (2018). State-dependent plasticity of innate behavior in fruit flies. Current Opinion in Neurobiology Volume 54, online [link]

  • Sayın, S*, Boehm, AC*, Kobler, J*, De Backer, JF, and Grunwald Kadow, IC (2018).
    Internal state dependent odor processing and perception - the role of neuromodulation in the fly olfactory system.
    Frontiers of Cellular Neuroscience, in press. * equal contribution [link]

  • Gaspar Jekely, Sarah Melzer, Isabel Beets, Ilona C. Grunwald Kadow, Joris Koene, Sara Haddad, and Lindy Holden-Dye.
    The long and the short of it: A perspective on peptidergic regulation of circuits and behaviour.
    Journal of Experimental Biology  2018  221: jeb166710 doi: 10.1242/jeb.166710  Published 8 February 2018 [download]

  • Siju KP, Bräcker LB, Grunwald Kadow IC (2014).
    Neural mechanisms of context-dependent modification of CO2 avoidance behavior in fruit flies.
    Fly 8:68-74. doi: 10.4161/fly.28000 [download]

  • Hartl M, Grunwald-Kadow IC (2013).
    New roles for ‘old’ microRNAs in nervous system function and disease.
    Frontiers in Molecular Neuroscience doi: 10.3389/fnmol.2013.00051
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  • Grunwald IC, Klein R (2002).
    Axon guidance: receptor complexes and signaling mechanisms.
    Current Opinion Neurobiology 12: 250-259
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