Interrogation of Eye Movement Circuits using fMRI and Optogenetics
使用功能磁共振成像和光遗传学询问眼动回路
基本信息
- 批准号:8918629
- 负责人:
- 金额:$ 18.87万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2014
- 资助国家:美国
- 起止时间:2014-09-01 至 2017-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AnimalsAreaBasal GangliaBehaviorBrainCell NucleusCellsCognitive ScienceCommunicationComplexDataElectrophysiology (science)Eye MovementsFiber OpticsFunctional ImagingFunctional Magnetic Resonance ImagingGene ExpressionGenesGenetic MaterialsGenetic TechniquesGlutamatesGoalsHealthImaging TechniquesIon ChannelKnowledgeLasersLettersLightLiteratureMagnetic ResonanceMagnetic Resonance ImagingMeasuresMethodsModelingMolecularMolecular GeneticsMonkeysMusNeuronsNeurosciencesOutputParvalbuminsPathway interactionsProcessProteinsResearchRodentSaccadesSerotypingSignal TransductionSorting - Cell MovementSourceStructureSubstantia nigra structureTechniquesTestingThalamic structureVasodilationViral VectorVirusbaseblood oxygen level dependentcell typecognitive neurosciencegene therapyimprovedinhibitory neuroninnovationmeetingsneural circuitneuroimagingneuromechanismneuronal circuitrynoveloptogeneticspromoterresearch studyresponsesuccesssuperior colliculus Corpora quadrigemina
项目摘要
DESCRIPTION (provided by applicant): In the neuroimaging literature, there is a large gap in knowledge regarding the relationship between blood oxygen level dependent signals (BOLD) that are measured and neuronal inhibition. The circuits in the basal ganglia that control the suppression and release of saccadic eye movements provide a unique opportunity to fill this gap in knowledge. We propose to study BOLD signals in response to activation of an inhibitory circuit involved in eye movement control. We will insert genes encoding the light-activated ion channel, ChR2 into an output nucleus of the basal ganglia causing them to express ChR2. A light source provided to the channel- expressing neurons will open ion channels and cause neuronal depolarization of inhibitory neurons. BOLD signals will be measured. We have one Specific Aim: to determine BOLD signals in response to activation of an inhibitory neural circuit involved in eye movement control. We will perform three experiments to achieve this aim. 1) Using the neuron-specific promoter CAG, we will express ChR2 in neurons of the substantia nigra pars reticulata (nigra) and measure BOLD responses to light activation using fMRI; 2) using inhibitory neuron-specific promoters (PV and GAD67) we will express ChR2 in inhibitory nigral neurons and measure BOLD signals in response to light activation using fMRI; 3) we will record the electrical activity (LFPs) in the super colliculus and the thalamus (targets of nigral inhibition) in response to light activation to compare BOLD responses to electrical responses. The results of these experiments will uncover critical mechanisms of neural processing of inhibition and how this fundamental neuronal activity appears in BOLD signals.
描述(由申请人提供):在神经影像学文献中,关于测量和神经元抑制的血氧水平依赖信号(BOLD)之间关系的知识差距很大。基础神经节中控制抑制和释放sAccadic眼动的电路为填补知识的空白提供了独特的机会。我们建议研究大胆的信号,以响应与眼动控制有关的抑制作用的激活。我们将插入编码光激活离子通道的基因ChR2中的基础神经节的输出核,从而导致它们表达CHR2。提供给通道的神经元的光源将打开离子通道并引起抑制性神经元的神经元去极化。将测量粗体信号。我们有一个具体的目的:确定响应于眼动控制的抑制性神经回路的激活来确定大胆的信号。我们将执行三个实验以实现这一目标。 1)使用神经元特异性启动子CAG,我们将在底底pars网状(NIGRA)的神经元中表达CHR2,并使用fMRI测量对光激活的大胆响应; 2)使用抑制性神经元特异性启动子(PV和GAD67),我们将在抑制性ni型神经元中表达CHR2,并使用fMRI测量对光激活的响应; 3)我们将记录超级胶囊和丘脑中的电活动(LFP),以响应光激活,以比较对电反应的大胆响应。这些实验的结果将发现抑制神经加工的关键机制,以及这种基本神经元活性如何出现在大胆的信号中。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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