Olfactory neuromodulation of visual circuits and behavior
视觉回路和行为的嗅觉神经调节
基本信息
- 批准号:10177297
- 负责人:
- 金额:$ 38.05万
- 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:2021-04-01 至 2026-03-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AffectAgingAnimalsBallisticsBasic ScienceBehaviorBehavioralBiogenic AminesBiological ModelsBrainCellsChemicalsCognitiveComplexCouplesDegenerative DisorderDetectionDiscriminationDiseaseDrosophila genusFoodFunctional disorderGangliaGenetic ModelsGenetic TechniquesGoalsHomeHumanImageIndividualKnowledgeLeadLinkLocomotionLogicMapsMissionModalityModelingMolecularMotionMotorMovementNational Institute of Neurological Disorders and StrokeNervous system structureNeuronsNorepinephrineOctopamineOdorsOlfactory PathwaysOptic LobeOpticsOutputPathologyPathway interactionsPatternPerceptionPopulationProcessPropertyReflex actionResearchResolutionSaccadesSensorySignal PathwaySignal TransductionSmell PerceptionSmooth PursuitSourceSpatial DistributionStimulusStrokeSynapsesSystemTestingTranscriptTraumatic injuryUnited StatesVisionVisualWritingbehavioral responsebrain healthchemical functioncognitive functiondetectordisabilityfallsflyfunctional disabilityimprovedin vivoin vivo calcium imagingmultimodalitymultisensoryneurogeneticsneuronal circuitryneuroregulationnonhuman primateoctopamine receptoroptogeneticspublic health relevancereceptive fieldrelating to nervous systemresponsesensorsensory inputtwo-photonvirtual realityvirtual reality systemvisual controlvisual feedbackvisual processing
项目摘要
Project summary
A significant percentage of people in the US suffer from disabilities resulting from traumatic
injury, stroke, or degenerative disease which result in enigmatic deficits in cognitive function.
Therefore, an understanding of the fundamental properties of neuronal circuits for complex brain
function, and how these circuits are modulated by biogenic amines, will sharpen our
understanding of the normal brain, thereby highlighting pathology and facilitating treatments.
A major function of the brain is to integrate information across sensory modalities to enable
sharp and robust perception. The cell-circuit mechanism for how different sensory modalities
interact is not well understood. This project will capitalize on the significant experimental
advantages of the fruit fly Drosophila to explore the molecular logic and neural connections that
produce an elementary form of multisensory integration perception. The fly displays robust
multisensory perception, integrating olfactory signals with visual processing to enhance
perceptual abilities. Furthermore, sensory circuits have been shown to be under robust
neuromodulatory control by biogenic amines. Similar processes have been localized to sub-
cortical and cortical pathways in humans and non-human primates. The fly has a numerically
compact nervous system, with which highly advanced genetic techniques can be used to
identify, manipulate, and record activity from individual neurons and neurosecretory cells, as
well as their upstream and downstream synaptic partners and molecular components. The PI
hypothesizes that the fly brain couples olfactory sensory detection to visual processing through
neuromodulatory cells that carry the chemical equivalent of norepinephrine. The PI will perform
two-photon Ca2+ imaging to ‘read’ activity from live flies in response to stimuli the PI has
discovered elicit robust multi-modal integration behavior within a virtual reality system. The PI
will use optogenetics imaging to ‘write’ signals into these circuit pathways to assess input-output
functions from an intact behaving fly.
项目概要
在美国,很大一部分人因创伤而患有残疾
损伤、中风或退行性疾病会导致认知功能出现神秘缺陷。
因此,了解复杂大脑神经回路的基本特性
功能,以及这些电路如何被生物胺调节,将提高我们的
了解正常大脑,从而突出病理学并促进治疗。
大脑的一个主要功能是整合各种感觉模式的信息,以实现
不同感觉方式的细胞回路机制。
这个项目将利用重要的实验。
果蝇的优势探索分子逻辑和神经联系
产生一种基本形式的多感官整合感知。
多感官知觉,将嗅觉信号与视觉处理相结合,以增强
此外,感知能力已被证明不够强大。
生物胺的神经调节控制已被定位于亚-
人类和非人类灵长类动物的皮质和皮质通路 苍蝇具有数字。
紧凑的神经系统,可以使用高度先进的遗传技术
识别、操纵和记录单个神经元和神经分泌细胞的活动,如
以及它们的上游和下游突触伙伴和分子成分。
果蝇大脑通过以下方式将嗅觉检测与视觉处理结合起来
携带去甲肾上腺素化学当量的神经调节细胞将发挥作用。
双光子 Ca2+ 成像可“读取”活果蝇响应刺激 PI 的活动
发现在虚拟现实系统中引发强大的多模式集成行为。
将使用光遗传学成像将信号“写入”这些电路通路以评估输入输出
来自完整行为的苍蝇的功能。
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)
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