Imaging neural networks in mouse somatosensory cortex

小鼠体感皮层神经网络成像

基本信息

  • 批准号:
    6654415
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 11.23万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2001-04-06 至 2004-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The neocortex constitutes the largest component of the brain in mammals and is the primary site of mental functions. Crucial to its functionality are the interactions between distinct neuronal networks within the cortex. No unitary theory of how the cortex works exists, although it is clear that understanding its microcircuit is necessary to discern its computational capabilities. Anatomical and physiological studies have suggested that the connectivity of the cortical microcircuitry is complex, but not random. It is clear that inhibitory neurons target their connections extremely specifically. Less is known about the pyramidal-pyramidal connections that constitutes the `skeleton' of the cortex. A variety of anatomical and physiological experiments have highlighted the fact that there is heterogeneity among pyramidal cells in both their morphologies and response properties. It is conceivable that their interconnections are also precise and that the neocortex, like the retina, may be composed of dozens or hundreds of classes of neurons with specialized circuit functions. A major limitation of past work using traditional in vivo and in vitro recording techniques is the difficulty in revealing functional connections in large numbers. Furthermore, it is difficult to know with a high degree of certainty what type of neuron is being recorded from, for instance; is it a local circuit neuron or is it a cortical-fugal neuron? Finally, it is difficult to determine what network a specific neuron is incorporated within. These limitations have slowed our understanding of the connectivity patterns of the cortical microcircuit. To overcome these limitations fluorescent beads will be retrogradely transported back to independent networks of pyramidal cells located in layer VI of the primary somatosensory cortex, following injections into the ipsilateral motor cortex and/or the ventral posterior nucleus of the thalamus of mice. Fluorescent optics will facilitate the targeting of specific classes of neurons. Thalamocortical slices will be prepared from these animals for electrophysiological recordings and optical imaging of network activity using calcium indicators. By combining optical, fluorescent and electrophysiological techniques we will be able to both image the activity of an entire local circuit as well as record the activity of individual elements in the circuit during ongoing and stimulus driven network activity. The results of this study will further our understanding of the different classes of pyramidal cells and how they are connected as well as how the circuits anatomical connectivity affects is functionality. Gaining insight into the functioning of the cortical circuit can pave the way towards an understanding of fundamental physiological processes involved in information processing and how the disruption of the microcircuit by pathophysiological processes (e.g. schizophrenia) works, and thus possibly lead towards the development of new therapeutic interventions.
新皮质是哺乳动物大脑的最大组成部分,也是心理功能的主要部位。其功能的关键是皮质内不同神经元网络之间的相互作用。尽管很明显,了解其微电路对于辨别其计算能力是必要的,但关于皮层如何工作的统一理论并不存在。解剖学和生理学研究表明,皮质微电路的连接是复杂的,但不是随机的。很明显,抑制性神经元非常明确地针对它们的连接。关于构成皮质“骨架”的锥体-锥体连接知之甚少。各种解剖学和生理学实验强调了这样一个事实:锥体细胞在形态和反应特性方面都存在异质性。可以想象,它们的互连也是精确的,并且新皮质与视网膜一样,可能由数十或数百类具有专门电路功能的神经元组成。过去使用传统体内和体外记录技术的工作的一个主要限制是难以揭示大量的功能连接。此外,很难高度确定地知道记录的是哪种类型的神经元;它是局部回路神经元还是皮质逃走神经元?最后,很难确定特定神经元包含在哪个网络中。这些限制减缓了我们对皮质微电路连接模式的理解。为了克服这些限制,荧光珠在注射到小鼠丘脑的同侧运动皮层和/或腹侧后核后,将逆行运输回位于初级体感皮层第六层的锥体细胞的独立网络。荧光光学将有助于瞄准特定类别的神经元。将从这些动物身上制备丘脑皮质切片,用于使用钙指示剂进行网络活动的电生理记录和光学成像。通过结合光学、荧光和电生理学技术,我们将能够对整个局部电路的活动进行成像,并在持续和刺激驱动的网络活动期间记录电路中各个元件的活动。这项研究的结果将进一步我们对不同类别的锥体细胞、它们如何连接以及电路解剖连接如何影响功能的理解。深入了解皮质回路的功能可以为理解信息处理中涉及的基本生理过程以及病理生理过程(例如精神分裂症)对微回路的破坏如何发挥作用铺平道路,从而可能导致新治疗方法的开发干预措施。

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 }}

JOSHUA Craig BRUMBERG其他文献

JOSHUA Craig BRUMBERG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('JOSHUA Craig BRUMBERG', 18)}}的其他基金

Brainstem Trigeminal Mechanisms of Orofacial Pain
口面部疼痛的脑干三叉神经机制
  • 批准号:
    10598592
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 11.23万
  • 项目类别:
Brainstem trigeminal mechanisms of orofacial pain
口面部疼痛的脑干三叉神经机制
  • 批准号:
    10432314
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 11.23万
  • 项目类别:
Microglial interactions with the Perineuronal Net
小胶质细胞与神经周围网络的相互作用
  • 批准号:
    10344171
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 11.23万
  • 项目类别:
Microglial interactions with the Perineuronal Net
小胶质细胞与神经周围网络的相互作用
  • 批准号:
    10634512
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 11.23万
  • 项目类别:
Influence of Perineuronal nets on cortical neurons
神经周围网对皮质神经元的影响
  • 批准号:
    9897604
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 11.23万
  • 项目类别:
Barrels XXIV Meeting
第二十四届桶会议
  • 批准号:
    8202853
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 11.23万
  • 项目类别:
Barrels XX
桶 XX
  • 批准号:
    7407609
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 11.23万
  • 项目类别:
Imaging neural networks in mouse somatosensory cortex
小鼠体感皮层神经网络成像
  • 批准号:
    6538309
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 11.23万
  • 项目类别:
Imaging neural networks in mouse somatosensory cortex
小鼠体感皮层神经网络成像
  • 批准号:
    6324436
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 11.23万
  • 项目类别:
Imaging neural networks in mouse somatosensory cortex
小鼠体感皮层神经网络成像
  • 批准号:
    6638904
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 11.23万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于生物三维打印的阿尔兹海默症炎性血脑屏障模型构建及β-淀粉样蛋白病变机制研究
  • 批准号:
    52375295
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
两株药用植物内生真菌高产生物碱类活性物质的培养模型与机制解析
  • 批准号:
    82373981
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
气候变化影响下生物防治入侵物种的动力学模型研究
  • 批准号:
    12301635
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肠道微生物动态演变数学模型构建及壳寡糖转运代谢过程研究
  • 批准号:
    32302102
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于结直肠癌创新性生物模型进行药物组合筛选及机制探索
  • 批准号:
    82373444
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

2-Photon Imaging of synaptic remodeling in visual cortex
视觉皮层突触重塑的 2 光子成像
  • 批准号:
    6884286
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 11.23万
  • 项目类别:
PET Behavioral Brain Mapping In Freely Moving Animals
自由活动动物的 PET 行为大脑图谱
  • 批准号:
    6992702
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 11.23万
  • 项目类别:
PET Behavioral Brain Mapping In Freely Moving Animals
自由活动动物的 PET 行为大脑图谱
  • 批准号:
    6856797
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 11.23万
  • 项目类别:
2-Photon Imaging of synaptic remodeling in visual cortex
视觉皮层突触重塑的 2 光子成像
  • 批准号:
    7007311
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 11.23万
  • 项目类别:
Neural circuitry of the parietal lobe
顶叶的神经回路
  • 批准号:
    6868828
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 11.23万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了