A dendritic mechanism for cholinergic neuromodulation of cortical function
皮质功能胆碱能神经调节的树突机制
基本信息
- 批准号:9898496
- 负责人:
- 金额:$ 34.78万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-04-01 至 2023-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AcetylcholineAcuteAddressAdultAlzheimer&aposs DiseaseAnatomyAnimal BehaviorApicalAttention deficit hyperactivity disorderBehaviorBehavioralBrainCellsDendritesDetectionDiseaseDistalElectrophysiology (science)ExhibitsFrequenciesFunctional disorderHealthHybridsImageInterneuronsIon ChannelLinkMediatingMotorMusMuscarinic Acetylcholine ReceptorNeuromodulatorNeuronsPatch-Clamp TechniquesPathway interactionsPharmaceutical PreparationsPharmacogeneticsPharmacologyPlayPositioning AttributePotassium ChannelProcessReceptor ActivationRodentRoleSchizophreniaSensorySignal TransductionSiteSliceSpecificitySystemTestingTherapeuticTimeVibrissaeVoltage-Gated Potassium Channelbarrel cortexbasebehavior influencecell typecholinergicexperimental studygenetic approachhippocampal pyramidal neuronin vivoinsightneural circuitneuroregulationneurotransmissionnoveloperationpatch clamprecruitrelating to nervous systemresponsesensortooltwo photon microscopytwo-photonvoltage
项目摘要
Acetylcholine (ACh) exerts diverse and powerful effects on animal behavior and underlying cortical neural
dynamics. However, identifying the cellular and circuit substrates mediating these processes has proved
challenging due to the many targets of ACh action and the lack of specific tools. ACh is thought to act on local
cortical circuit components, specifically interneurons, to indirectly influence pyramidal neuron dynamics. We
hypothesize that direct cholinergic neuromodulation of pyramidal neurons dendrites is an important new locus
for the effects of ACh on cortical dynamics and behavior. By leveraging a new genetically targeted
pharmacological tool with unprecedented specificity, we will causally test the contribution of AChR-dependent
dendritic mechanisms to a cortical sensorimotor computation.!Our preliminary evidence shows that muscarinic
acetylcholine receptors (mAChRs) potently modulate the excitability of distal apical trunk dendrites in layer 5
cortical pyramidal neurons (L5 PNs). These dendrites exhibit an active supralinear mechanism that can drive
high frequency somatic spiking during coincident “bottom-up” and “top-down” cortical input. L5 PN trunk
dendrites are therefore well positioned to implement a canonical cortical computation for combining multiple
inputs. In the mouse barrel cortex, bottom-up sensory information is combined with top-down motor input via
this subcellular coincidence detection mechanism to produce a whisker object localization signal. We will use
this system to test a novel role for ACh in cortical function by characterizing the effect of mAChR activation on
L5 PN dendritic integration (Aim 1) and identifying its ion channel mechanism (Aim 2). We will then employ a
novel genetically-targeted pharmacology strategy with unprecedented specificity to causally test the
contributions of mAChR-dependent dendritic mechanisms to a cortical sensorimotor computation during
behavior (Aim 3). These experiments will establish a new pathway linking a single neuromodulator – and its ion
channel target(s) in a genetically defined L5 PN cell type – to cellular processing, circuit computation, and
behavior, providing critical insight into how ACh modulates brain function. !
乙酰胆碱(ACH)对动物行为和潜在的皮质神经元产生潜水员和强大的影响
动力学。但是,识别介导这些过程的细胞和电路底物已被证明
由于ACH动作的许多目标以及缺乏特定工具的挑战。 ACH被认为是对当地人的作用
皮质电路成分,特别是中间神经元,以间接影响锥体神经元动力学。我们
假设锥体神经元树突的直接胆碱能神经调节是一个重要的新基因座
对于ACH对皮质动力学和行为的影响。通过利用一个新的针对性的新的
具有前所未有的特异性的药理学工具,我们将为ACHR依赖性的贡献进行。
皮质感觉运动计算的树突状机制。我们的初步证据表明毒蕈碱
乙酰胆碱受体(MACHR)可能调节第5层中盘式顶端树突的令人兴奋
皮质锥体神经元(L5 PNS)。这些树突暴露了一个可以驱动的主动上线机制
同时“自下而上”和“自上而下”皮质输入期间的高频体细胞尖峰。 L5 PN躯干
因此,树突有很好的位置,可以实现一个规范的皮质计算来组合多个
输入。在鼠标桶皮层中,自下而上的感觉信息与自上而下的电动机结合
这种亚细胞重合检测机制,产生了晶须对象定位信号。我们将使用
该系统通过表征MACHR激活对ACH在皮质功能中的新作用
L5 PN树突状集成(AIM 1)并识别其离子通道机制(AIM 2)。然后,我们将采用一个
具有前所未有的特异性的新型遗传靶向药理学策略,可为核心测试
MACHR依赖性树突机制对皮层感觉运动计算的贡献
行为(目标3)。这些实验将建立一个连接单个神经调节剂的新途径 - 其离子
通道目标(s)在一般定义的L5 PN细胞类型中 - 到细胞处理,电路计算和
行为,提供有关ACH如何调节大脑功能的关键见解。呢
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 }}
Mark Thomas Harnett其他文献
Mark Thomas Harnett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('Mark Thomas Harnett', 18)}}的其他基金
Dendritic Computation and Representation of Head Direction in Retrosplenial Cortex
压后皮质头部方向的树突计算和表示
- 批准号:
10408825 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 34.78万 - 项目类别:
Dendritic Computation and Representation of Head Direction in Retrosplenial Cortex
压后皮质头部方向的树突计算和表示
- 批准号:
10198060 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 34.78万 - 项目类别:
Dendritic Computation and Representation of Head Direction in Retrosplenial Cortex
压后皮质头部方向的树突计算和表示
- 批准号:
10630181 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 34.78万 - 项目类别:
A dendritic mechanism for cholinergic neuromodulation of cortical function
皮质功能胆碱能神经调节的树突机制
- 批准号:
10374876 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 34.78万 - 项目类别:
相似国自然基金
阿魏酸基天然抗氧化抗炎纳米药物用于急性肾损伤诊疗一体化研究
- 批准号:82302281
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
SGO2/MAD2互作调控肝祖细胞的细胞周期再进入影响急性肝衰竭肝再生的机制研究
- 批准号:82300697
- 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hemin-MOFs的急性心肌梗塞标志物负背景光电化学-比色双模分析
- 批准号:22304039
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
RNA甲基转移酶NSUN2介导SCD1 mRNA m5C修饰调控急性髓系白血病细胞铁死亡的机制研究
- 批准号:82300173
- 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IRF5/MYD88信号通路调控巨噬细胞M1极化探讨针刀刺营治疗急性扁桃体炎的机制研究
- 批准号:82360957
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
相似海外基金
The role of oxidative stress in reduced microvascular function after gestational diabetes
氧化应激在妊娠糖尿病后微血管功能下降中的作用
- 批准号:
10712433 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 34.78万 - 项目类别:
The impact of a neonicotinoid pesticide on neural functions underlying learning and memory
新烟碱类农药对学习和记忆神经功能的影响
- 批准号:
10646631 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 34.78万 - 项目类别:
An Enzyme-Based Antidote for Acute Nicotine Toxicity
一种基于酶的急性尼古丁中毒解毒剂
- 批准号:
10790758 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 34.78万 - 项目类别:
Optogenetic and chemogenetic regulation of uterine vascular function
子宫血管功能的光遗传学和化学遗传学调控
- 批准号:
10785667 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 34.78万 - 项目类别:
Role of Peripheral Inflammation in TBI Pathobiology
外周炎症在 TBI 病理学中的作用
- 批准号:
10553222 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 34.78万 - 项目类别: