eMB: New Approaches for Interpreting Neural Responses to Behaviorally-Relevant Sensory Stimuli

eMB:解释对行为相关感官刺激的神经反应的新方法

基本信息

  • 批准号:
    2324962
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 43.43万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-09-01 至 2026-08-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Neural information is encoded in spike trains that describe the timing of electrical impulses in neurons. In neural sensory systems, information about the presence and type of stimulus is encoded this way, both at the level of individual neurons and at the level of neural ensembles. Neural spike trains have been studied for many years using various mathematical and statistical techniques. However, there has been a recent explosion of new techniques developed for the analysis of data sets and networks that have potential application to the analysis of neural spike trains. This project will develop new methodology for analyzing neural spike trains using recently developed mathematical techniques. The techniques will be developed for the interpretation of spike trains recorded from the part of the brain responsible for coding information about taste. However, the methodology can be broadly applied to spike trains from other neural sensory systems. The team members of this highly interdisciplinary project include senior investigators with expertise in chemosensory neural processing, computational neuroscience, and data science. They will work together with undergraduate and graduate students on all aspects of the project. Senior team members also participate in workshops such as computer coding boot camps that share their expertise at the interface of mathematics and biology with students and others interested in learning new approaches to data analysis.Extracting information about input stimuli from a neuron's spike train is extremely challenging. This project has two aims that describe approaches for doing this using new mathematical techniques. The focus of Aim 1 is at the single-neuron level, with the goal of determining which neurons code information about the stimulant, and how they code that information. It employs Bayesian analysis, in combination with techniques developed recently from optimal transport and topological analysis of burst dendrograms. The focus of Aim 2 is at the neural ensemble level, taking advantage of experimental technology that allows for the simultaneous recording from tens of neurons in the behaving animal. An analysis of this network-level data will build on techniques used in the first aim and will also use network science techniques such as community detection along with topological data analysis to characterize how stimuli are coded in neural ensembles.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
神经信息被编码在尖峰序列中,描述神经元中电脉冲的时间。在神经感觉系统中,有关刺激的存在和类型的信息以这种方式编码,无论是在单个神经元水平还是在神经元整体水平。人们利用各种数学和统计技术对神经尖峰序列进行了多年的研究。然而,最近为分析数据集和网络而开发的新技术出现了爆炸式增长,这些技术有可能应用于神经尖峰序列的分析。该项目将开发使用最近开发的数学技术分析神经尖峰序列的新方法。这些技术将用于解释大脑负责编码味觉信息的部分记录的尖峰序列。然而,该方法可以广泛应用于其他神经感觉系统的尖峰序列。这个高度跨学科项目的团队成员包括在化学感应神经处理、计算神经科学和数据科学方面具有专业知识的高级研究人员。他们将与本科生和研究生在该项目的各个方面合作。高级团队成员还参加计算机编码训练营等研讨会,与学生和其他有兴趣学习数据分析新方法的人分享他们在数学和生物学接口方面的专业知识。从神经元的尖峰序列中提取有关输入刺激的信息极具挑战性。该项目有两个目标,描述使用新数学技术实现此目的的方法。目标 1 的重点是单神经元水平,目标是确定哪些神经元编码有关兴奋剂的信息,以及它们如何编码该信息。它采用贝叶斯分析,并结合最近从突发树状图的最佳传输和拓扑分析中开发的技术。 Aim 2 的重点是神经集合层面,利用实验技术可以同时记录行为动物的数十个神经元。对该网络级数据的分析将建立在第一个目标中使用的技术的基础上,并将使用网络科学技术,例如社区检测和拓扑数据分析来描述刺激在神经集合中的编码方式。该奖项反映了 NSF 的法定使命和通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,该项目被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Richard Bertram其他文献

Investigating Heterogeneity of Intracellular Calcium Dynamics in Anterior Pituitary Lactotrophs Using a Combined Modelling/Experimental Approach
使用组合建模/实验方法研究垂体前叶泌乳素细胞内钙动态的异质性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Maurizio Tomaiuolo;Richard Bertram;A. González;J. Tabak
  • 通讯作者:
    J. Tabak
KATP channel activity and slow oscillations in pancreatic beta cells are regulated by mitochondrial ATP production
胰腺 β 细胞中的 KATP 通道活性和缓慢振荡受线粒体 ATP 产生的调节
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jeremías Corradi;B. Thompson;Patrick A Fletcher;Richard Bertram;A. Sherman;Leslie S Satin
  • 通讯作者:
    Leslie S Satin
Modeling N-methyl-d-aspartate-induced bursting in dopamine neurons
模拟 N-甲基-d-天冬氨酸诱导的多巴胺神经元爆发
  • DOI:
    10.1016/0306-4522(95)00483-1
  • 发表时间:
    1996-03-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Y‐X. Li;Richard Bertram;John Rinzel
  • 通讯作者:
    John Rinzel
Investigating Heterogeneity of Intracellular Calcium Dynamics in Anterior Pituitary Lactotrophs Using a Combined Modelling/Experimental Approach
使用组合建模/实验方法研究垂体前叶泌乳素细胞内钙动态的异质性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Maurizio Tomaiuolo;Richard Bertram;A. González;J. Tabak
  • 通讯作者:
    J. Tabak
Role for G Protein G (cid:1)(cid:2) Isoform Specificity in Synaptic Signal Processing: A Computational Study
G 蛋白 G (cid:1)(cid:2) 同工型特异性在突触信号处理中的作用:计算研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2002
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Richard Bertram;M. Arnot;G. Zamponi
  • 通讯作者:
    G. Zamponi

Richard Bertram的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Richard Bertram', 18)}}的其他基金

Multi-timescale Analysis of Cellular Electrical Activity
细胞电活动的多时间尺度分析
  • 批准号:
    1853342
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 43.43万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Analysis and Extension of a Model for Oscillatory Islet Activity
振荡胰岛活动模型的分析和扩展
  • 批准号:
    1612193
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 43.43万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Mathematical Analysis of Electrical Oscillations in Anterior Pituitary Cells
垂体前叶细胞电振荡的数学分析
  • 批准号:
    1220063
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 43.43万
  • 项目类别:
    Standard Grant
A Mathematical Study of the Biochemical and Electrical Dynamics of Pancreatic Islets
胰岛生化和电动力学的数学研究
  • 批准号:
    0917664
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 43.43万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Oscillation and Synchronization of Pancreatic Islet Activity
胰岛活动的振荡和同步
  • 批准号:
    0613179
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 43.43万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Phantom Bursting Models and Complex Bursting Patterns in Pancreatic Islets
胰岛的幻影破裂模型和复杂破裂模式
  • 批准号:
    0311856
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 43.43万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Modeling and Analysis of Multimodal Bursting in Pancreatic Beta-Cells
胰腺β细胞多模态爆发的建模和分析
  • 批准号:
    9981822
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 43.43万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

顺层边坡变形调控新结构——让剪让压型锚拉桩的承载机理与计算方法
  • 批准号:
    52378327
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
激波反射图谱方法拓展的壁板气动弹性新研究
  • 批准号:
    12372233
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于免疫代谢机制的新污染物毒性高通量分析方法研究
  • 批准号:
    22306033
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
煤中甲烷微孔填充动力学模型及新的孔隙测定方法研究
  • 批准号:
    52374240
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
新强子态的多道幺正性方法研究
  • 批准号:
    12375132
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

New approaches to training deep probabilistic models
训练深度概率模型的新方法
  • 批准号:
    2613115
  • 财政年份:
    2025
  • 资助金额:
    $ 43.43万
  • 项目类别:
    Studentship
New Approaches to Catalyst Screening and Development
催化剂筛选和开发的新方法
  • 批准号:
    2400333
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 43.43万
  • 项目类别:
    Standard Grant
PINK - Provision of Integrated Computational Approaches for Addressing New Markets Goals for the Introduction of Safe-and-Sustainable-by-Design Chemicals and Materials
PINK - 提供综合计算方法来解决引入安全和可持续设计化学品和材料的新市场目标
  • 批准号:
    10097944
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 43.43万
  • 项目类别:
    EU-Funded
慣性質量効果を利用した革新的な建物倒壊防止補強方法の提案と効果実証
利用惯性质量效应防止建筑物倒塌的创新加固方法的提出和有效性验证
  • 批准号:
    24K07648
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 43.43万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
C-NEWTRAL: smart CompreheNsive training to mainstrEam neW approaches for climaTe-neutRal cities through citizen engAgement and decision-making support
C-NEWTRAL:智能综合培训,通过公民参与和决策支持将气候中和城市的新方法纳入主流
  • 批准号:
    EP/Y032640/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 43.43万
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了