Research

Funding: PhD-fellowship to WK (Konrad-Adenauer-Stiftung)

Project Details:
About 90% of humans are right handed. This asymmetry is based on a predominance of the left hemisphere (i.e. laterality) for manual functions. The left hemisphere was also found to be predominant in the perception of speech. These findings lead to the hypothesis that manual functions and speech perception coevolved in humans, a hypothesis that has recently been addressed in primates. To gain a better understanding on how asymmetries of hemispheric functions might have evolved, it is important to also look at non-primate species. Contrary to primate research, several issues regarding asymmetric functions have not yet been addressed in non-primate mammals, such as the domestic cat, an established non-primate model species in medical and physiological research. Cats show skilled paw-movements for capturing and holding prey and have a high auditory sensitivity and an elaborated vocal repertoire. Studies on paw preferences revealed contradictory results concerning lateralization of manual functions, most likely because of a lack of standardized tasks. Although the domestic cat has been a model species in auditory research for many years, only little is known on how cats perceive species-specific communication calls. Yet, nothing is known about potential asymmetries in the processing of auditory stimuli. The major aim of the project is to investigate if paw usage and auditory perception are lateralized and linked to each other in the domestic cat. Therefore behavioural tests established for laterality research in primates will be adjusted to the domestic cat, to allow direct comparison. Supplementary, neurophysiological analyses (e.g. EEG) will be used to link them to the behavioural results.

Results:

e.g.

Konerding, W.; Zimmermann, E.; Bleich, E.; Hedrich, H.-J.; Scheumann, M. (2017): The head turn paradigm to assess auditory laterality in cats: influence of ear position and repeated sound presentation. PeerJ 5:e3925

 

Konerding, W.; Zimmermann, E.; Bleich, E.; Hedrich, H.-J.; Scheumann, M. (2016): Female, cats, but not males, adjust responsiveness to arousal in the voice of kittens. BMC Evol. Biol. 16: 157

 

Zimmermann, E.; Leliveld, L.M.C.; Schehka, S. (2013): Toward the evolutionary roots of affective prosody in human acoustic communication: a comparative approach to mammalian voices. In: Altenmüller, E.; Schmidt, S.; Zimmermann, E. (eds.): Evolution of Emotional Communication: from Sounds in Nonhuman Mammals to Speech and Music in Man. Oxford University Press, Oxford, pp. 116-132.

 

Scheumann M, Roser A-E, Konerding W, Bleich E, Hedrich HJ, Zimmermann E (2012): Vocal correlates of sender-identity and arousal in the isolation calls of domestic kitten (Felis silvestris catus). Frontiers in Zoology 9:36 doi:10.1186/1742-9994-9-36

 

Konerding, W., Hedrich, H.-H., Bleich, E., Zimmermann, E. (2012): Paw preference is not affected by postural demand in a nonprimate mammal (Felis silvestris catus). Journal of Comparative Psychology, Vol 126(1), Feb 2012, 15-22 Doi: 10.1037/a0024638

Cooperation Partners:

Dr.rer.nat. Wiebke Konderding, Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde der Medizinischen Hochschule Hannover

Univ.-Prof. A. Bleich, Univ.-Prof. H.-J. Hedrich, Institut für Versuchstierkunde und Zentrales Tierlaboratorium der Medizinischen Hochschule Hannover

Prof. Dr. A. Kral, VIANNA, Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde der Medizinischen Hochschule Hannover

Funding: Niedersächsisches Ministerium für Wissenschaft und Kultur, Promotionsprogramm "Hören" - Georg-Christoph-Lichtenberg-stipend, external

Project Details:
Each communicating animal is confronted with the problem of noise. Many different stimuli in the environment can interfere with the communication signal so that it blurs with the background. The problem of noise has especially been investigated in acoustic communication. In particular on human speech, bird song and marine mammal communication a lot of research has been done. Compared to that, the knowledge concerning the effects of noise on acoustic communication in primates and other terrestrial mammals is relatively poor. That is surprising considering the many studies on vocal communication especially in primates. The goal of this project is to explore for the first time the influence of noise on vocal communication of the gray mouse lemur (Microcebus murinus), to get first insight into vocal plasticity in basal primates. We conduced playback experiments in a sound attenuated room to test the influence of accurately defined noise on hearing and sound production. Furthermore the hearing sensitivity of mouse lemurs was measured by auditory evoked potentials.

Results:

e.g.

Schopf C., Zimmermann E., Tünsmeyer J., Kästner S.B.R., Hubka P., Kral A.: Hearing and Age-Related Changes in the Gray Mouse Lemur. Journal of the Association for Research in Otolaryngology; DOI 10.1007/s10162-014-0478-4;

F. Schütter, J. Tünsmeyer, C. Schopf, E. Zimmermann, A. Kral, S.B.R. Kästner Vergleich der kardiopulmonalen und anästhetische Merkmale einer Sevoflurananästhesie bei jungen und geriatrischen Mausmakis (Microcebus murinus) DVG Vet Congress Berlin, Germany 12.-14.11. 2015, ISBN 978-3-86345-280-3. FG VAINS p63.;

Cooperation Partners:

Prof. Dr. A. Kral, Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde der Medizinischen Hochschule Hannover

Funding: Gesellschaft für kynologische Forschung, Industrie, 17.000 EUR

Project Details:
Die Herzfrequenzvariabilitätanalyse wird in einer Vielzahl von Disziplinen als nicht invasive Methode zur Beurteilung des Funktionszustandes des autonomen Nervensystems verwendet. Das Auftreten von autonomen Reflexen ist in der Beurteilung der Anästhesietiefe beim Tier häufiger ein besserer Indikator für die Anästhesietiefe als EEG Veränderungen. Unter standardisierten Anästhesiebedingungen sollen gegeignete Parameter der HRV Analyse bezüglich der Anästhesietiefenverändeurngen im Vergleich zum verarbeiteten EEG selektiert und evaluiert werden.

Results:

A. M. Kulka, K. A. Otto, C. Bergfeld, M. Beyerbach, S. B. R. Kästner (2012) Effects of isoflurane anesthesia with and without dexmedetomidine or remifentanil on quantitative electroencephalographic variables before and after nociceptive stimulation in dogs. Am J Vet Res 73(5):602-609

 

A. M. Voigt, C. Bergfeld, M. Beyerbach, S. B. R. Kästner (2013) Effects of isoflurane with and without dexmedetomidine or remifentanil on heart rate variability before and after nociceptive stimulation at different multiples of minimum alveolar concentration in dogs. Am J Vet Res 74: 665

 

C. Bergfeld, M. Beyerbach, A. M. Voigt , S. B. R. Kästner (2015) Evaluation der Herzratenvariabilität als Narkosetiefenmonitoring beim Hund - Untersuchung anhand total intravenöser Anästhesie mit Propofol, Dexmedetomidin und Remifentanil. Tierärztliche Praxis (K), 43: 5-14. ISSN 1434-1220

Cooperation Partners:

Prof. K. Otto Medizinische Hochschule Hannover

Project Details:
Bei gesunden adulten Pferden sollen verschiedene Opioide mithilfe einer ansteigenden Kontakthitzestimulation bezüglich Grad der Wirksamkeit und Wirkdauer untersucht werden, um darauf aufbauned Protokolle zur Schmerztherapie mit Dosierung und Dosierungsintervallen zu entwickeln.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Polly Taylor, Cambridge

Dr. M. Dixon, Cambridge

Prof. H. Potschka, LMU München

Project Details:
Störungen der Blutgerinnung machen einen erheblichen Teil der Kreislauferkrankungen aus. Zur Blutgerinnung des Vogels liegen wenig valide Informationen vor. Dieses Projekt soll einen ersten klinisch diagnostischen Zugang zu möglichen Störungen der Blutgerinnung bei Zier- und Wildvögeln bereiten.

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft Industrie Milchförderungsfonds, 80.000 EUR

Project Details:
Das Forschungsvorhaben hat zum Ziel, ein Verfahren zu entwickeln, das die Selektion auf Langlebigkeit und Lebensleistung beim Milchrind ermöglicht. Für diesen Zweck wurden große Stichproben von Kühen mit hoher Lebensleistung und/oder langer Nutzungsdauer ermittelt. Von diesen Tieren stehen Probenmaterial, ein umfangreicher Bericht zu Gesundheit und Mangament sowie Produktionsdaten zur Verfügung. Die Suche nach genomweit assoziierten SNPs (single nucleotide polymorphisms) erfolgt über bovine Genomchip-Analysen. Ein SNP-Markerset wird momentan entwickelt, um die für Langlebigkeit und Lebensleistung entscheidenden Genloci über die genomische Selektion erfassen zu können. Es wird erwartet, dass über die genomische Selektion ein Beitrag zur Lösung des Problems der immer kürzer werdenden Lebens- und Nutzungsdauer geliefert werden kann.

Results:

Ziel der vorliegenden Arbeit ist der Vergleich von Deutschen Holstein Kühen mit

extremer Lebensleistung mit ihren zeitgleichen Herdengefährtinnen mit besonderer

Berücksichtigung der tatsächlichen Lebensdauer, Lebensleistung und

Lebenseffektivität. Die Datenerfassung erfolgte an 65.269 Kühen, die zwischen 1986

und 1997 geboren wurden. Diese unterteilten sich in 1.561 Extremtiere und 63.708

zeitgleiche Herdengefährtinnen. Nach Varianzanalysen mit zwei verschiedenen

Modellen, sind die Extremtiere ihren zeitgleichen Herdengefährtinnen weiterhin in

allen Leistungsparametern deutlich überlegen, mit Ausnahme der Leistungen pro

Futtertag, die nahezu identisch zwischen den beiden Gruppen sind. Die hohen

Residualkorrelationen zwischen Milchleistung pro Lebenstag mit Nutzungsdauer,

Lebensdauer und Lebensleistungen für alle Tiere von re=0,84-0,91 zeigen sich nicht

für die Extremtiere, bei denen re=0,27-0,31 für die Nutzungsdauer und Lebensdauer

beträgt. Damit stellt die Lebenseffektivität keinen zuverlässigen Parameter für

Nutzungs- und Lebensdauer sowie Lebensleistung dar. Extrem langlebige Deutsche

Holstein Kühe besitzen daher vermutlich seltene Haplotyp- und Allelkombinationen,

die diese extreme Leistung ermöglichen.

Des Weiteren vergleicht diese Studie die Zuchtwerte (EBV), die Relativzuchtwerte

(RBV) sowie die umweltkorrigierten Leistungsabweichungen (DYD) von Kühen mit

überdurchschnittlicher Lebenspanne mit denen von ihren zeitgleichen

Herdengefährtinnen. Zusätzlich werden die Relativzuchtwerte der Väter der beiden

Gruppen verglichen, sowie die der Väter von Extremtieren mit deren Töchteranteil.

Die Daten umfasste 5.037 Bullen, die zwischen 1963 und 1996 geboren wurden und

insgesamt 61.988 Töchter hatten. 486 Bullen haben Töchter gezeugt, die mehr als

neun Laktationen abgeschlossen hatten (Extremtiere) und 4.957 die zeitgleichen

Herdengefährtinnen.

Die Extremtiere hatten im Mittel signifikant niedrigere Zuchtwerte für die Milch-, Fettund

Proteinmenge, signifikant niedrigere DYDs für Milch- und Proteinmenge in den

ersten drei Laktationen, einen signifikant niedrigeren Relativzuchtwert für

Milchleistung und Exterieur, aber einen signifikant höheren Relativzuchtwert für die

somatische Zellzahl und die funktionale Nutzungsdauer. Die Väter der Extremtiere

hatten im Vergleich mit den Vätern der zeitgleichen Herdengefährtinnen signifikant

höhere Relativzuchtwerte für die somatische Zellzahl (RZS), die funktionale

Nutzungsdauer (RZN) sowie für die Fitness (RZFit). Die Korrelationen zwischen dem

Anteil an Extremtieren pro Bulle und RZN, RZS sowie RZFit waren positiv,

wohingegen sich für den RZM eine negative Korrelation zeigte. Eine Erhöhung des

Anteils an Kühen mit extremer Lebensdauer ist möglicherweise durch einen

Gesamtrelativzuchtwert mit hoher positiver Gewichtung auf den RZN, RZS sowie

RZFit und negativer Gewichtung des RZM und RZE denkbar.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. W. Brade, LWK Niedersachsen

Dr. R. Reents, VIT Verden/Aller

Dr. Van Tassell, USDA, USA

Project Details:
Die Antikonvulsivam Gabapentin und Pregabalin haben beim Menschen in einer Reihe von Untersuchungen Wirksamkeit in der Therapie von Schmerzzuständen neuropatischen Ursprungs gezeigt. In 2 kontrollierten Doppelblindstudie wird an Hand von klinischen Patienten die Auswirkung einer, zusätzlich zu einer opiatbasierten Schmerztherapie angewendeten Gabapentin oder Pregabalinmedikation, auf den postoperativen Verlauf des Schmerzgrades und der neurologischen Funktion untersucht. Die analgetische Effektivität wird mithilfe verschiedener evaluierter verhaltensbasierter Schmerzbeurteilungssysteme und mechanischer Analgesiometrie untersucht.
Weiterhin werden anhand pharmakokinetischer Untersuchungen am Hund sinnvolle und umsetzbare Dosierungastrategien für den Hund erarbeitet.

Results:

S.A. Aghighi, A. Tipold, M. Piechotta, P. Lewczuk, S.B.R. Kästner (2012) Effects of gabapentin as add-on medication on pain after intervertebral disc surgery in dogs. Vet Anaesth Analg, 39(6):636-646. DOI: 10.1111/j.1467-2995.2012.00769.x

Cooperation Partners:

Prof.P. Lewczuk, Labor für klinische Neurochemie, Universitätsklinikum Erlangen

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft; Heisenberg-Professur (bis 10/2012) und DFG-Sachbeihilfe BE 2333/2-1 und BE 2333/2-2, 1.260.000 EUR

Project Details:
Genetische Veränderungen von Viren beeinflussen maßgeblich ihre biologischen Eigenschaften, einschließlich Virulenz und Anpassung an neue Wirte, und können zur Entstehung neuer Infektionskrankheiten führen. RNA-Viren sind Erreger zahlreicher wichtiger Krankheiten wie AIDS, Hepatitis C, SARS, Influenza sowie der durch Pestiviren bedingten Tierseuchen Klassische Schweinepest und Bovine Virusdiarrhö/Mucosal Disease. Die Variabilität von RNA-Viren ist hauptsächlich auf Punktmutationen und RNA-Rekombination zurückzuführen. Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens ist ein besseres Verständnis der molekularen Grundlagen und der biologischen Bedeutung der genetischen Variabilität von RNA-Viren, wobei Pestiviren als Modell dienen. Ein besonders interessantes Ergebnis unserer bisherigen Arbeiten ist die Beobachtung, dass RNA-Rekombination auch unabhängig von der viralen Replikation auftritt. Ein Schwerpunkt des Projektes sind Arbeiten zu den Mechanismen der RNA-Rekombination, die die Identifizierung und Charakterisierung von daran beteiligten RNA-Signalen sowie von zellulären und viralen Faktoren einschließen. Weiterhin sollen die Mechanismen der Genomreparatur sowie die molekularen Grundlagen von Änderungen der Zytopathogenität und Virulenz untersucht werden.

Cooperation Partners:

Georg Kochs (Universität Heidelberg)

Robert Silverman (Lerner Research Institute, Cleveland, USA)

Norbert Tautz (Universität Lübeck)

Project Details:
Untersuchungen zur Expression und Lokalisation von MIF in Plazenten mit unterschiedlicher Invasivität des Trophoblasten mittels Immunhistochemie, Western blot und RT-PCR

Cooperation Partners:

Prof. Dr. V. Dantzer, Universität Kopenhagen, Dänemark

Prof. Dr. L. Paulesu, Universität Siena, Italien

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 250.000 EUR

Project Details:
Das Forschungsvorhaben hat zum Ziel, die für das Auftreten von linksseitiger Labmagenverlagerung bei Kühen kausalen Gene aufzuklären. Für diesen Zweck werden 10 Halbgeschwisterfamilien mit je 14-20 von linksseitiger Labmagenverlagerung betroffenen Kühen für eine genomweite Suche mit einem hochpolymorphen Mikrosatellitenmarkerset herangezogen. Da das Markerset das gesamte Genom in einem Abstand von ca. 15-20 cM abdeckt, bestehen sehr gute Chancen im ersten Schritt der Analysen Genomregionen zu identifizieren, in denen die für Labmagenverlagerung kausalen Gene liegen. In den nachfolgenden Analysen wird in diesen Genomregionen die Markerdichte auf 2-3 cM erhöht, um die Lokalisation der entsprechenden Genorte weiter einzugrenzen. Danach sollen mittels Next-Generation-Sequencing und einer systematischen SNP (single nucleotide polymorphism) Analyse der Gene in den für Labmagenverlagerung identifizierten Genomregionen und anschließenden Assoziationsstudien sowie mittels Expressionsstudien die dafür verantwortlichen Gene mit ihren kausalen Mutationen identifiziert werden. Ein SNP-Markerset wird momentan entwickelt, um die wichtigsten Genloci für Labmagenverlagerung zu charakterisieren.

Results:

Genetics of bovine abomasal displacement.

Zerbin I, Lehner S, Distl O.

Vet J. 2015 Apr;204(1):17-22. doi: 10.1016/j.tvjl.2015.02.013.

 

Genome-wide association analysis identifies loci for left-sided displacement of the abomasum in German Holstein cattle.

Mömke S, Sickinger M, Lichtner P, Doll K, Rehage J, Distl O.

J Dairy Sci. 2013 Jun;96(6):3959-64. doi: 10.3168/jds.2012-5679.

 

Transcription factor binding site polymorphism in the motilin gene associated with left-sided displacement of the abomasum in German Holstein cattle.

Mömke S, Sickinger M, Rehage J, Doll K, Distl O.

PLoS One. 2012;7(4):e35562. doi: 10.1371/journal.pone.0035562

 

Mapping quantitative trait Loci for left-sided displacement of the abomasum in German Holstein dairy cows.

Mömke S, Scholz H, Doll K, Rehage J, Distl O.

J Dairy Sci. 2008 Nov;91(11):4383-92. doi: 10.3168/jds.2008-1260.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Klaus Doll, Universität Gießen