Arbeitsgruppe Therpurakal

Unsere AG gehört zur Klinik für Neurologie am Universitätsklinikum Münster unter der Leitung von Prof. Dr. Sven G. Meuth.
Mit unserer Forschung möchten wir helfen zu verstehen, wie sich Neuroinflammation und Hirnverletzungen auf die neuronale Funktion auswirken und die Reparatur- und Regenerationsfähigkeit des Gehirns beeinflussen, insbesondere im Zusammenhang mit dem Altern und Begleiterkrankungen. Die Projekte ermöglichen es die Frage zu klären: Warum passt sich sich das Gehirn in manchen Fällen erfolgreich an und erholt sich, aber in anderen Fällen scheitern Reparaturmechanismen? Wir untersuchen, wie entzündliche Prozesse im zentralen Nervensystem mit neuronalen Schaltkreisen interagieren und so die funktionellen Ergebnisse bei Erkrankungen wie Multipler Sklerose und Schlaganfall beeinflussen.
Daneben ist ein Schwerpunkt des Labors, zu verstehen, wie Alterung und Komorbiditäten die Anfälligkeit des Gehirns beeinflussen - indem sie zum Beispiel die Netzwerkdynamik und die oszillatorische Aktivität stören und die Regenerationsfähigkeit einschränken. Durch die Kombination von Modellen chronischer Neuroinflammation und akuter Hirnverletzungen wollen wir gemeinsame Mechanismen identifizieren, die neuronale Dysfunktion, Netzwerkanpassung und Reparatur steuern.

  • Neuroinflammation und Funktion neuronaler Schaltkreise

    Wir untersuchen, wie Immun- und Gliazellreaktionen neuronale Schaltkreise bei entzündlichen Erkrankungen des Nervensystems wie Multipler Sklerose beeinflussen. Dabei interessieren uns

    • Wechselwirkungen zwischen Mikroglia, Astrozyten, Neuronen und Oligodendrozyten
    • Entzündungsbedingte Modulation der Erregbarkeit
    • Auswirkungen auf die Synchronisation und Funktion von Netzwerken 

  • Netzwerkdynamik und oszillatorische Aktivität

    Ein Schwerpunkt des Labors liegt darauf, zu verstehen, wie sich neuronale Netzwerke unter pathologischen Bedingungen anpassen oder versagen. Dabei berücksichtigen wir besonders

    • Netzwerkschwingungen und Synchronisation
    • Dynamik der thalamokortikalen Schicht 6 (L6) Schaltung
    • Erregbarkeit und funktionelle Netzwerkzustände 

  • HIrnverletzung und -reparatur

    Wir untersuchen, wie neuronale Schaltkreise auf Verletzungen reagieren und welche Faktoren über eine erfolgreiche oder fehlgeschlagene Regeneration entscheiden. Dabei konzentrieren wir uns auf

    • hyperlokalisierte Schlaganfallmodelle und die Reorganisation des Netzwerks im Bereich um den Infarkt herum
    • Mechanismen der neuronalen Regeneration
    • Auswirkungen von Alterung und Begleiterkrankungen auf die Regenerationsfähigkeit
       

  • Experimentelle Ansätze

    Wir kombinieren experimentelle Ansätze auf verschiedenen Ebenen, um zelluläre Mechanismen mit funktionellen Ergebnissen zu verknüpfen, darunter:

    • Mikroelektroden-Arrays mit hoher Dichte (HD-MEA) 
    • Patch-Clamp-Elektrophysiologie 
    • Optogenetische Schaltkreismanipulation 
    • Räumliche Transkriptomik (10x Xenium) 
    • Fortschrittliche Bildgebung und Immunhistochemie 
    • In-vivo-Modelle für Neuroinflammation (EAE) und hyperlokalisierten Schlaganfall 

  • Institutionelles Umfeld

    Das Labor ist Teil eines dynamischen und kooperativen Umfelds für translationale Forschung am Institut für Neurologie des Universitätsklinikums Münster und am Body & Brain Institute Münster (BBIM). Die enge Verzahnung von klinischer und experimenteller Forschung bietet hervorragende Rahmenbedingungen, um mechanistische Erkenntnisse in klinisch relevantes Wissen zu neuroinflammatorischen und neurologischen Erkrankungen umzusetzen.
    Wir arbeiten aktiv mit Forschern aus den Bereichen Neuroimmunologie, Systemneurobiologie, Neuropathologie und translationale Neurowissenschaften zusammen. Unser besonderes Interesse gilt Kooperationen, die Immunprofilierung mit funktioneller Schaltkreisanalyse verbinden.

Ausgewählte Publikationen

Bast A, Guest JM, Fruengel R, Narayanan T, de Kock CPJ, Oberlaender M. Thalamus enables active dendritic coupling of inputs arriving at different cortical layers. Nat Commun. 2025;16(1):8327.

Messore F* , Narayanan Therpurakal R*, Dufour JP, Hoerder-Suabedissen A, Guidi L, Korrell K, Mueller M, Abuelem M, Lak A, Bannerman DM, Mann EO, Molnár Z. An orexin-sensitive subpopulation of layer 6 neurons regulates cortical excitability and anxiety behaviour. Transl Psychiatry. 2025;15(1):147. (*Equally shared first authors).

Fazio L, Naik VN, Therpurakal RN*, Gomez Osorio FM, Rychlik N, Ladewig J, et al. Retigabine, a potassium channel opener, restores thalamocortical neuron functionality in a murine model of autoimmune encephalomyelitis. Brain Behav Immun. 2024;122:202-15.

Vadisiute A, Meijer E, Therpurakal RN, Mueller M, Szabo F, Messore F, Jursenas A, Bredemeyer O, Krone LB, Mann E, Vyazovskiy V, Hoerder-Suabedissen A, Molnár Z. Glial cells undergo rapid changes following acute chemogenetic manipulation of cortical layer 5 projection neurons. Commun Biol. 2024;7(1):1286.

Egger R*, Naranayan RT*, Guest JM, Bast A, Udvary D, Messore LF, Das S, Kock CP, Oberlaender M. Cortical Output Is Gated by Horizontally Projecting Neurons in the Deep Layers. Neuron. 2020;105(1):122-37 e8.(*Equally shared first authors).

Narayanan RT, Udvary D, Oberlaender M. Cell Type-Specific Structural Organization of the Six Layers in Rat Barrel Cortex. Front Neuroanat. 2017;11:91.

Egger R, Narayanan Therpurakal R, Svara F,  Oberlaender M, Denk W, Long MA. EM connectomics reveals axonal target variation in a sequence-generating network. Elife. 2017;6.

*= gleichberechtigte Autorenschaft

Die vollständie Literaturliste von Dr. Rajeevan Naranayan Therpurakal finden Sie hier.

Werde Teil unseres Teams

Wir unterstützen motivierte Bewerber bei der Bewerbung um wettbewerbsorientierte Stipendienprogramme wie DAAD, EMBO, DFG, ERC und andere internationale Förderprogramme und bieten ihnen während des gesamten Bewerbungsprozesses eine engagierte Betreuung an.