Mechanisms that drive the variation of aversive behavior
驱动厌恶行为变化的机制
基本信息
- 批准号:10461812
- 负责人:
- 金额:$ 43.02万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-09-16 至 2024-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressAnatomyAnimal ModelAnimalsAnti-Anxiety AgentsAnxietyBehaviorBehavior DisordersBehavioralBiological ModelsBrainBudgetsCalciumCandidate Disease GeneChoice BehaviorCollaborationsComplexComputational ScienceComputer AnalysisData AnalysesDiagnosisDiseaseDissectionExhibitsFishesFoundationsFrightGene Expression ProfilingGenesGeneticGenotypeGoalsHarvestHeritabilityHumanImageIndividualLightingLinkLinkage DisequilibriumMammalsMapsMicroscopeMolecularMolecular GeneticsMusNormal RangeOpticsOutcomePathway AnalysisPharmaceutical PreparationsPhenotypePopulationPopulation GeneticsPropertyPublic HealthQuantitative Trait LociRattusRecombinant Inbred StrainRegulationResearchResearch PersonnelResolutionResourcesRestRodentStimulusSystemTimeUse EffectivenessValidationVariantWorkZebrafishbehavioral studycandidate validationcell typecomputational pipelinescostcost effectivecost effectivenessdriving forceexperienceexperimental studygenome wide association studygenomic locusimage processingin vivo calcium imaginginformation processinginsightneural networknovel strategiesoptogeneticspreferencerelating to nervous systemtooltraitvisual motor
项目摘要
PROJECT SUMMARY
How behavior is regulated is a fundamental unsolved problem. Approaching this problem requires tractable
behavioral readouts. It also requires model systems that are amenable to molecular genetic and systems level
dissection. The long-term goal of this project is to elucidate the molecular and cellular basis of aversive
behavior, an action that is propelled by un-wanting, “dislike”, or fear. Understanding how aversive behavior is
regulated at the basic molecular, cellular, systems, and population levels shall provide fundamental insights
into our understanding of brain function, and are therefore of high significance.
Larval zebrafish provide a salient vertebrate system that enables the understanding of behavior from
molecules to systems. For example, they exhibit a light/dark preference behavior, with dark being perceived
aversive. Light/dark preference as a choice behavior is observed across the animal kingdom. The underlying
mechanisms are however not understood. In mammals, light/dark preference is considered an anxiety-like trait
and used to assess the anxiolytic properties of drugs. Intriguingly, treatment of larval zebrafish with the same
anti-anxiety medications also significantly relieves their dark aversion.
We have demonstrated heritable variation of the dark aversion behavior in larval zebrafish. In this
application, we propose to exploit the unique strengths of larval zebrafish for high throughput
phenotyping/genotyping and brain-wide calcium imaging. We will team up with experts in population genetics
and computational science to understand the molecular and cellular basis of this behavioral variation. The
central objectives of this proposal are: 1) Determine, at the molecular genetic level, the driving forces for this
behavioral variation. 2) Uncover cellular and network level mechanisms that underlie this behavioral variation.
Successful completion of these aims will link genes to brain and to behavior.
Impact and Outcomes: Complex behaviors are observed in a spectrum across the population, with the
extreme ends of the spectrum often classified as disease states. The proposed work harvests a unique
resource of behavioral variation in a tractable vertebrate model organism, and is expected to uncover new and
potentially evolutionarily conserved insights into behavioral regulation. These findings should have a positive
impact on informing human studies of behavioral variation ranging from normal spectrum to disease states.
The proposed work also lay foundation for other researchers to use zebrafish for mapping naturally existing
quantitative traits.
项目概要
如何规范行为是一个尚未解决的根本问题。
它还需要适合分子遗传和系统水平的模型系统。
该项目的长期目标是阐明厌恶的分子和细胞基础。
行为,由不想要、“不喜欢”或恐惧推动的行为。了解厌恶行为的程度。
在基本分子、细胞、系统和群体水平上进行监管应提供基本见解
有助于我们理解大脑功能,因此具有重要意义。
斑马鱼幼虫提供了一个显着的脊椎动物系统,可以理解来自
例如,从分子到系统,它们表现出光/暗偏好行为,即感知到黑暗。
厌恶的明/暗偏好作为一种选择行为在整个动物界都被观察到。
然而,在哺乳动物中,光/暗偏好被认为是一种类似焦虑的特征,其机制尚不清楚。
有趣的是,用同样的方法治疗斑马鱼幼虫。
抗焦虑药物也能显着缓解他们对黑暗的厌恶。
我们已经证明了斑马鱼幼虫的黑暗厌恶行为的遗传变异。
应用中,我们建议利用斑马鱼幼虫的独特优势来实现高通量
我们将与群体遗传学专家合作进行表型/基因分型和全脑钙成像。
和计算科学来了解这种行为变化的分子和细胞基础。
该提案的中心目标是:1)在分子遗传水平上确定这一现象的驱动力
2) 揭示这种行为变化背后的细胞和网络层面的机制。
成功完成这些目标将把基因与大脑和行为联系起来。
影响和结果:在整个人群中观察到复杂的行为,
光谱的极端通常被归类为疾病状态。拟议的工作收获了独特的成果。
易驯化脊椎动物模型生物中行为变异的资源,并有望发现新的和
这些发现应该对行为调节具有潜在的进化保守性见解。
对人类研究从正常范围到疾病状态的行为变化的影响。
这项工作也为其他研究人员利用斑马鱼绘制自然存在的地图奠定了基础
数量性状。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Larval zebrafish display dynamic learning of aversive stimuli in a constant visual surrounding.
- DOI:10.1101/lm.053425.121
- 发表时间:2021-07
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Xu J;Casanave R;Guo S
- 通讯作者:Guo S
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