Mechanisms of timing and temporal coding
定时和时间编码机制
基本信息
- 批准号:10541159
- 负责人:
- 金额:$ 38.92万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-12-15 至 2026-11-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AnimalsAxonBackBehavioralBiologicalBrainCellsCerebellar CortexCerebellar NucleiCerebellumCodeConditioned ReflexCouplingCytoplasmic GranulesDataData AnalysesDiseaseDyslexiaExtinctionFeedbackGolgi ApparatusImpairmentLearningMethodsNeuronsNoiseOutputPhysiologyPlayProcessPropertyRecurrenceResistanceRoleSynapsesSystemTestingTimeTrainingautism spectrum disorderexperimental studyeyelid conditioninggranule cellimprovedinnovationlarge scale simulationmossy fibernervous system disorderneuraloptogeneticspreventresponsesimulationsynergismtheoriestime intervaltime usetreatment strategy
项目摘要
Project Summary/Abstract: One of the least understood computations in the brain is timing. We propose to
combine large-scale simulations with eyelid conditioning experiments to reveal temporal coding mechanisms
that underlie the cerebellum’s capacity for timing. The feasibility and power of this approach is facilitated by
several related factors. Eyelid conditioning provides the ability to control cerebellar inputs and infer its output.
Indeed, cerebellar timing is most clearly revealed in this way. This eyelid conditioning-cerebellum connection
makes it possible to test large-scale cerebellar simulations in quantitative and biological relevant ways. There is
also a natural synergy arising from combining simulations with experiments when each can be related with the
other – simulation results suggest better experiments and interpretation of data, experiments inform simulations
and make them more relevant and useful. The proposed studies are based on two relatively new discoveries
about cerebellar connectivity: Golgi cells inhibit each other and deep cerebellar nucleus (DCN) neurons send
collateral axons back to cerebellar cortex as mossy fibers. Preliminary data from simulations and experiments
suggest these two connections confer the cerebellum with its capacity for timing and temporal coding.
Simulations suggest specific predictions that can be tested with eyelid conditioning studies that include
behavioral analysis, tetrode recordings and opto-genetic silencing of specific neurons. Results will inform more
general theories of how neurons and synapses can implement temporal coding.
项目摘要/摘要:我们建议大脑中最难理解的计算之一是时间。
将大规模模拟与眼睑调节实验相结合,揭示时间编码机制
小脑计时能力的基础是这种方法的可行性和力量。
眼睑调节提供了控制小脑输入并推断其输出的能力。
事实上,小脑计时通过这种方式最清楚地揭示了眼睑调节与小脑的联系。
使得以定量和生物学相关的方式测试大规模小脑模拟成为可能。
当模拟与实验都可以与实际相关时,这也是一种自然的协同作用
其他 – 模拟结果表明更好的实验和数据解释,实验为模拟提供信息
并使它们更加相关和有用。拟议的研究基于两个相对较新的发现。
关于小脑连接:高尔基细胞相互抑制,小脑深部核 (DCN) 神经元发送信号
侧支轴突作为苔藓纤维返回小脑皮质。来自模拟和实验的初步数据。
表明这两种连接赋予小脑计时和时间编码的能力。
模拟提出了具体的预测,可以通过眼睑调节研究进行测试,包括
特定神经元的行为分析、四极管记录和光遗传学沉默结果将提供更多信息。
神经元和突触如何实现时间编码的一般理论。
项目成果
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