Large-scale Optical Recording
大规模光记录
基本信息
- 批准号:10302205
- 负责人:
- 金额:$ 10.55万
- 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:2021-09-15 至 2023-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AnatomyAnemoneAnimal ModelAnimalsAplysiaAreaBackBehaviorBehavioralBiteBrainCaringCodeData Science CoreDiffuseDyesElectrophysiology (science)EnvironmentFluorescenceFoodGangliaGillsGoalsHumanImageInsectaInvestmentsLaboratoriesLightMammalsMethodsMicrofluidicsModalityModernizationMotor NeuronsMovementMyenteric PlexusNatureNerve NetNervous System PhysiologyNervous system structureNeuronsNeurosciencesOctopusOdorsOperating SystemOpticsOralPeripheralPlayPositioning AttributePreparationProcessResearchRoleSchemeSea AnemonesSensoryShapesSkinSmell PerceptionStereotypingSting InjurySystemTactileTailTestingTouch sensationTransgenic OrganismsVertebral columnVisionWorkarmbehavior observationdata accessdata exchangefeedingflexibilitymotor controlnudibrancholfactory bulb glomerulioperationoptogeneticsrelating to nervous systemresponsesensory inputsomatosensorytooltwo-photonvoltage
项目摘要
PROJECT SUMMARY – Project 3. Large-scale Optical Recording
Humans have both centralized and highly distributed nervous systems (e.g., brain and myenteric plexus) that
are increasingly appreciated to have important interactions. The nature of those interactions, and especially the
degree to which such centralized and distributed nervous systems work together is poorly understood. The
proposed work will take advantage of a recently introduced model organism, the marine gastropod Berghia, to
begin an exploration of this challenging topic. Berghia has an embodied nervous system organization, consisting
of a centralized brain that works with a diffusely distributed peripheral neural plexus. Project 3 will use large
scale imaging to explore several features of such embodied processing. A notable feature of this U19 is its
investment in generating the first transgenic mollusc for neuroscience. Starting with a backbone of expertise in
large scale imaging of neural activity with fast voltage sensitive absorbance dyes, this Project will also employ
1- and 2-photon fluorescence activity imaging, first with dyes and then with GCaMP6f Berghia strains. Additional
strains with light-activated channels will enable optogenetics, making possible all-optical electrophysiology in a
system employing embodied neural processing. There are four specific aims. Aim 1 will test the hypothesis that
Berghia uses two motor control schemes for how it uses its oral tentacles: a traditional one in which the CNS
directly drives all aspects of behavior, and an “embodied” control scheme where the CNS cedes responsibility
to a highly distributed peripheral neural plexus for certain behaviors. This Aim will further test whether the animal
can switch back-and-forth between these two tentacle motor control schemes, depending on the circumstances
of the moment. Aims 2-4 are focused on issues related to sensory processing. Aim 2 will explore how
somatosensory information is represented in Berghia’s nervous system. Aim 3 will do the same for odor
processing, and Aim 4 will assess the degree to which cross-modal sensory interactions and modulation of
sensory processing play important roles. Throughout the study, Project 3 will interact extensively with the other
4 Projects of this U19, united by the common goal of revealing general principles and mechanisms of embodied
processing as a mode of nervous system function.
项目摘要 – 项目 3. 大规模光记录
人类同时具有集中式和高度分布式的神经系统(例如大脑和肌间神经丛)
人们越来越重视这些互动的本质,尤其是
人们对这种集中式和分布式神经系统协同工作的程度知之甚少。
拟议的工作将利用最近引入的模式生物——海洋腹足动物 Berghia,
开始探索这个具有挑战性的话题。伯格亚有一个具体的神经系统组织,包括:
与分散分布的周围神经丛一起工作的中央大脑的项目 3 将使用大型的。
规模成像来探索这种具体处理的几个特征,这个U19的一个显着特征是它的。
投资培育第一个用于神经科学的转基因软体动物。
使用快速电压敏感吸收染料对神经活动进行大规模成像,该项目还将采用
1 和 2 光子荧光活性成像,首先使用染料,然后使用 GCaMP6f Berghia 菌株。
具有光激活通道的菌株将使光遗传学成为可能,使全光电生理学成为可能
目标 1 将检验以下假设:
Berghia 使用两种运动控制方案来控制其口腔触手:一种是传统的中枢神经系统控制方案
直接驱动行为的各个方面,以及中枢神经系统放弃责任的“具体”控制方案
该目标将进一步测试动物是否具有高度分布的周围神经丛。
可以根据情况在这两种触手电机控制方案之间来回切换
目前的目标 2-4 重点关注与感觉处理相关的问题。
Berghia 的神经系统代表体感信息,Aim 3 也会对气味产生同样的作用。
处理,目标 4 将评估跨模式感觉交互和调节的程度
感觉处理在整个研究中发挥着重要作用,项目 3 将主要与其他项目相互作用。
本次 U19 的 4 个项目,其共同目标是揭示所体现的一般原则和机制
处理作为神经系统功能的一种模式。
项目成果
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专著数量(0)
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