Die flexible Anwendung von Wissen in neuen Alltagssituationen ist eine notwendige kognitive Fähigkeit. Bisherige Studien betonen die zentrale Rolle des Hippocampus beim Lernen und Verknüpfen neuer Informationen mit bereits vorhandenem Wissen. Die funktionelle Integrität des Hippocampus ändert sich jedoch im Laufe des Lebens bzw. wird durch neuropsychiatrische Erkrankungen häufig beeinflusst. Die betroffenen Personen müssen deswegen adaptive Strategien entwickeln, um behaviorale Ziele weiter zu erreichen. Daher befasst sich meine Doktorarbeit mit Adaptationsprozessen im sich entwickelnden Gehirn und im vollständig entwickelten Gehirn mit einer hippocampalen Dysfunktion. Diese Synopsis umfasst dazu drei Studien: (1) zu behavioralen Strategien im sich entwickelnden Gehirn, (2) zu behavioralen Strategien im vollständig entwickelten Gehirn nach einer Läsion und (3) zu strukturellen Veränderungen im vollständig entwickelten Gehirn nach einer Läsion. Studie 1 zeigt einen altersgebundenen Wechsel beim assoziativen Gedächtnis: Kinder, Jugendliche und junge Erwachsene benutzen verschiedene Gedächtnisstrategien beim Integrieren von Gedächtnisinhalten. Studie 2 zeigt, dass die beobachteten Gedächtnisbeeinträchtigungen bei Patienten mit rechtsseitigen hippocampalen Läsionen sich nicht alleine durch ein Defizit des assoziativen Gedächtnisses erklären lassen, sondern auf einen zusätzlichen hippocampalen Beitrag zur Gedächtnisintegration zurückzuführen sind. Studie 3 zeigt, dass sich postoperative Adaptationsprozesse auf struktureller Ebene in überraschend kurzer Zeit ereignen und dass die strukturelle Reorganisation nicht nur im Hippocampus, sondern auch in entfernteren Hirnregionen, die mit dem Hippocampus verbunden sind, stattfindet. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse der drei Studien, dass Adaptationsprozesse im sich entwickelnden Gehirn sowie bei Erwachsenen mit einer hippocampalen Dysfunktion sowohl auf der behavioralen als auch auf der strukturellen Ebene auftreten. / Applying knowledge flexibly to new situations is a cognitive faculty that is necessary in every-day life. Previous findings emphasise the crucial role the hippocampus plays in learning and linking new information with pre-existing knowledge. However, the functional integrity of the hippocampus changes over the lifespan and is frequently affected by neuropsychiatric disorders. The affected subjects must, therefore, develop adaptive strategies to achieve behavioural goals. Thus, my doctoral thesis deals with adaptation processes in the developing brain and in adult brains with a hippocampal dysfunction. This synopsis encompasses three studies on: (1) behavioural strategies in the developing brain, (2) behavioural strategies in the lesioned fully developed brain, and (3) structural changes in the lesioned fully developed brain. Study 1 suggests an age-related shift in the associative memory: Children, adolescents, and young adults use different memory strategies when integrating information. Study 2 suggests that the memory deficits observed in patients with right-sided hippocampal lesions are not merely a consequence of an impaired associative memory but rather result from an additional hippocampal contribution to the memory integration. Study 3 suggests that postoperative structural adaptation processes occur on a surprisingly short time-scale, and this structural reorganisation happens not only in the hippocampus but also in distant brain areas connected to the hippocampus. In conclusion, findings from these three studies show that adaptation processes in the developing brain and in adult brains with hippocampal dysfunction occur on both the behavioural and the structural level.

Ciliary neurotrophic factor (CNTF) is produced by astrocytes which have been implicated in regulating stress responses. We found that CNTF in the medial amygdala (MeA) promotes despair or passive coping, i.e., immobility in an acute forced swim stress, in female mice, while having no effect in males. Neutralizing CNTF antibody injected into the MeA of wildtype females reduced activation of downstream STAT3 (Y705) 24 and 48 h later. In concert, the antibody reduced immobility in the swim test in females and only after MeA injection, but not when injected in the central or basolateral amygdala. Antibody injected into the male MeA did not affect immobility. These data reveal a unique role of CNTF in female MeA in promoting despair or passive coping behavior. Moreover, 4 weeks of chronic unpredictable stress (CUS) increased immobility in the swim test and reduced sucrose preference in wildtype CNTF+/+, but not CNTF-/- littermate, females. Following CUS, 10 min of restraint stress increased plasma corticosterone levels only in CNTF+/+ females. In males, the CUS effects were present in both genotypes. Further, CUS increased CNTF expression in the MeA of female, but not male, mice. CUS did not alter CNTF in the female hippocampus, hypothalamus and bed nucleus of stria terminalis. This suggests that MeA CNTF has a female-specific role in promoting CUS-induced despair or passive coping, behavioral anhedonia and neuroendocrine responses. Compared to CNTF+/+ mice, CNTF-/- mice did not show differences in CUS-induced anxiety-like behavior and sensorimotor gating function as measured by elevated T-Maze, open field and pre-pulse inhibition of the acoustic startle response. Together, this study reveals a novel CNTF-mediated female-specific mechanism in stress responses and points to opportunities for developing treatments for stress-related disorders in women.