Modeling Cellular Determinants of Cognitive Decline in Aging

衰老过程中认知能力下降的细胞决定因素建模

基本信息

  • 批准号:
    8149833
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 35.96万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-09-30 至 2015-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Cognitive decline in normal aging is accompanied by morphologic changes on many scales, and in rhesus monkeys, by single cell electrophysiological changes such as altered firing rates and synaptic responses. A subset of 'successful agers' can maintain both normal cognitive function and normal single-cell electrophysiology, suggesting some form of adaptive compensation for morphologic dystrophy at the cellular level. To date, no mechanistic understanding of these cellular changes, nor the inferred compensatory mechanisms, exists. The goal of this unique multidisciplinary project is to develop innovative computational technologies for identifying causal mechanisms underlying the cognitive decline that accompanies aging and neurodegeneration. Based upon these mechanisms, this project will design quantitatively precise strategies for compensating or reversing these changes, to restore a given cellular-level function to normal levels. Three Specific Aims will address this broad objective: (1) To reconstruct the morphology, including dendritic spines, of electrophysiologically characterized young and aged layer 3 (L3) pyramidal cells from the prefrontal cortex of rhesus monkeys that have underwent behavioral testing; (2) To develop morphologically accurate compartment models of young and aged L3 pyramidal cells while developing novel parameter optimization tools; and (3) To predict compensatory mechanisms for restoring normal function in aged or dystrophic neurons using newly-designed sensitivity-analysis techniques. Public dissemination of the 3D morphology and physiology of young and aged neurons from behaviorally characterized primates will provide a unique database for the general neuroscience community to begin to address important cellular and system-level questions. Dissemination of all modeling and analysis software will provide the computational community with efficient tools to apply and extend these techniques. Such studies will generate crucial insight into the cellular bases of aging- and neurodegenerative disease-related changes in cognitive function. The development of novel technologies to predict mechanisms that can compensate for specific morphologic changes to restore a given cellular level function, has far-reaching implications for designing therapeutic interventions for many human diseases. PUBLIC HEALTH RELEVANCE: This project develops and validates novel computational methods for predicting compensatory strategies to reverse the effects of pathologic changes accompanying normal aging and neurodegenerative disorders. Such technologies have far-reaching implications for designing therapeutic interventions in brain diseases. Public distribution of the software that implements these technologies and of the reconstructed neuron morphologies and electrophysiological data from cognitively characterized animals is an invaluable resource to the general neuroscience community.
描述(由申请人提供):正常衰老的认知下降伴随着许多尺度上的形态变化,以及恒河猴中的形态学变化,单细胞电生理学变化,例如变化的点火率和突触反应。 “成功的老年人”的一个子集可以维持正常的认知功能和正常的单细胞电生理学,这表明在细胞水平上对形态营养不良的某种形式的适应性补偿。 迄今为止,尚无对这些细胞变化的机械理解,也没有推断出的补偿机制。 这个独特的多学科项目的目的是开发创新的计算技术,以识别衰老和神经变性伴随认知能力下降的因果机制。 基于这些机制,该项目将设计用于补偿或逆转这些变化的定量精确策略,以将给定的细胞级功能恢复到正常水平。 三个具体目的将解决这个广泛的目标:(1)重建来自电生理特征的年轻和年龄3(l3)锥体细胞的形态,包括恒河猴前额叶皮层,这些细胞经过了行为测试; (2)在开发新型参数优化工具的同时,开发了年轻和老年L3锥体细胞的形态准确的隔室模型; (3)使用新设计的灵敏度 - 分析技术预测恢复老年或营养不良神经元正常功能的补偿机制。 公众传播具有行为特征灵长类动物的年轻和老年神经元的3D形态和生理学,将为一般神经科学社区提供独特的数据库,以开始解决重要的细胞和系统级问题。 所有建模和分析软件的传播将为计算社区提供有效的工具,以应用和扩展这些技术。 这样的研究将产生对认知功能衰老和神经退行性相关的变化变化的细胞碱基的关键见解。 新型技术的发展,以预测可以补偿特定形态变化以恢复给定的细胞水平功能的机制,对许多人类疾病设计治疗干预措施具有深远的影响。 公共卫生相关性:该项目开发并验证了新的计算方法,以预测补偿性策略,以扭转正常衰老和神经退行性疾病伴随的病理变化的影响。 这些技术对设计脑部疾病的治疗干预具有深远的影响。 实现这些技术以及从认知表征动物的重建神经元形态和电生理数据的软件的公开分布是一般神经科学界的宝贵资源。

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)

暂无数据

数据更新时间:2024-06-01

PATRICK R HOF的其他基金

Mechanisms of Age-related Cognitive Decline in the Rhesus Monkey
恒河猴与年龄相关的认知衰退的机制
  • 批准号:
    9717436
    9717436
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 35.96万
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Mechanisms of Age-related Cognitive Decline in the Rhesus Monkey
恒河猴与年龄相关的认知衰退的机制
  • 批准号:
    10360467
    10360467
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 35.96万
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Automated 3D quantitative analysis of dendritic spines imaged with light microsco
使用光学显微镜成像的树突棘的自动 3D 定量分析
  • 批准号:
    8058424
    8058424
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 35.96万
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Automated 3D quantitative analysis of dendritic spines imaged with light microsco
使用光学显微镜成像的树突棘的自动 3D 定量分析
  • 批准号:
    8616218
    8616218
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 35.96万
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Modeling Cellular Determinants of Cognitive Decline in Aging
衰老过程中认知能力下降的细胞决定因素建模
  • 批准号:
    8042213
    8042213
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 35.96万
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Modeling Cellular Determinants of Cognitive Decline in Aging
衰老过程中认知能力下降的细胞决定因素建模
  • 批准号:
    8721289
    8721289
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 35.96万
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Modeling Cellular Determinants of Cognitive Decline in Aging
衰老过程中认知能力下降的细胞决定因素建模
  • 批准号:
    8528441
    8528441
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 35.96万
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Oligodendrocytes and neuron pathology in cingulate cortex
扣带皮层少突胶质细胞和神经元病理学
  • 批准号:
    8080383
    8080383
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 35.96万
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Modeling Cellular Determinants of Cognitive Decline in Aging
衰老过程中认知能力下降的细胞决定因素建模
  • 批准号:
    8318136
    8318136
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 35.96万
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Oligodendrocytes and neuron pathology in cingulate cortex
扣带皮层少突胶质细胞和神经元病理学
  • 批准号:
    7847695
    7847695
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 35.96万
    $ 35.96万
  • 项目类别:

相似国自然基金

时空序列驱动的神经形态视觉目标识别算法研究
  • 批准号:
    61906126
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
本体驱动的地址数据空间语义建模与地址匹配方法
  • 批准号:
    41901325
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
大容量固态硬盘地址映射表优化设计与访存优化研究
  • 批准号:
    61802133
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
IP地址驱动的多径路由及流量传输控制研究
  • 批准号:
    61872252
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
针对内存攻击对象的内存安全防御技术研究
  • 批准号:
    61802432
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Administrative Core
行政核心
  • 批准号:
    10496281
    10496281
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.96万
    $ 35.96万
  • 项目类别:
The Effects of Aging and Microglia Dysfunction on Remyelination
衰老和小胶质细胞功能障碍对髓鞘再生的影响
  • 批准号:
    10603320
    10603320
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.96万
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Inhibitory feedback in the avian auditory brainstem
鸟类听觉脑干的抑制反馈
  • 批准号:
    10677324
    10677324
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.96万
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Alpha-Synuclein aberrantly modifies the nanoscale distribution and function of ion channels to promote neuronal cytotoxicity
α-突触核蛋白异常地改变离子通道的纳米级分布和功能以促进神经元细胞毒性
  • 批准号:
    10635208
    10635208
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.96万
    $ 35.96万
  • 项目类别:
Proteomic Core D
蛋白质组核心D
  • 批准号:
    10496284
    10496284
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 35.96万
    $ 35.96万
  • 项目类别: