Semi-Natural Rearing Conditions Alter the Trajectory of Sensorimotor Cortical Development: Functional Connectivity and Behavior

半自然饲养条件改变感觉运动皮层发育的轨迹:功能连接和行为

基本信息

  • 批准号:
    9908718
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.74万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-01-03 至 2023-01-02
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The developing neocortex is highly malleable. Early experience tunes neural systems to match an organism’s environmental context, allowing the organism to generate adaptive behavior necessary for survival, growth, and reproduction in a changing environment. For decades, paradigms of sensory deprivation and enrichment have been used to show how early sensory input dramatically alters the connectivity and functional organization of primary sensory areas in the neocortex. How these changes in sensory input lead to changes in motor output, and how the developmental trajectory is altered to produce these changes, is unknown. Further, there are few studies that examine how differences in motor opportunities (affordances), particularly those available in large three-dimensional spaces, impact the motor system. We address this issue by rearing rats in a dynamic semi-natural environment 3000 times the size of standard laboratory cages, and quantifying changes in the connectivity and functional organization of motor cortex, and subsequent behavior, at different developmental milestones. In the current proposal, we seek to elucidate what and when specific modifications are made to motor cortex due to variations in the early postnatal environment. We will do this by comparing the emergence of sensorimotor behaviors between laboratory and semi-naturally reared rats, quantifying differences in when behavioral milestones are reached, how well animals accomplish sensorimotor tasks, and what strategies they use to do so. Following behavioral assays, we will examine differences in the intrinsic connectivity (microcircuitry) and organization of primary motor cortex (M1), assessing the distribution and density of connections between movement representations within M1. Additionally, we will examine the emergence of movement representations of different body parts within M1 at different developmental time points using intracortical microstimulation techniques. Finally, we will quantify differences in the macrocircuitry of M1, examining connectivity with other cortical fields within and across hemispheres as well as with subcortical structures. This is the first study that rears laboratory animals in a large and dynamic wild-type environment to systematically address how early experience impacts the development of motor areas of the cortex and the coordinated behaviors that the brain generates.
发展中的新皮层具有很高的延展性。早期体验调谐神经系统以匹配生物的 环境环境,使生物体能够产生生存,生长,生长所必需的自适应行为 和在不断变化的环境中繁殖。几十年来,感觉剥夺和富集的范式 已被用来显示早期感觉输入如何显着改变连接性和功能性 新皮层中的主要感觉区域的组织。感觉输入中的这些变化如何导致变化 在电动机输出以及如何改变发育轨迹以产生这些变化的情况下,未知。 此外,很少有研究研究汽车机会(负担能力)的差异如何,尤其是 在大型三维空间中可用的人会影响电动机系统。我们通过饲养解决这个问题 动态半自然环境中的大鼠是标准实验室笼的大小的3000倍,并量化 运动皮层的连通性和功能组织的变化,以及随后的行为,在不同 发展里程碑。在当前的建议中,我们试图阐明什么以及何时进行特定修改 我们将通过比较 实验室和半自然饲养大鼠之间的感觉运动行为的出现,量化 达到行为里程碑时的差异,动物完成的感觉运动任务的能力以及 他们用什么策略来做到这一点。以下行为分析,我们将检查内在的差异 连通性(微电路)和原发性运动皮层(M1)的组织,评估分布和 M1内运动表示之间的连接密度。此外,我们将研究 M1在不同发育时间内不同身体部位运动表示的出现 使用皮质内微刺激技术的点。最后,我们将量化大环路的差异 M1,检查与半球内外其他皮质场的连通性以及 皮层结构。这是第一项在大型且动态的野生型中培养实验动物的研究 有系统地解决早期经验如何影响运动区域发展的环境 大脑产生的皮层和协调行为。

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 }}

Mackenzie Englund其他文献

Mackenzie Englund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('Mackenzie Englund', 18)}}的其他基金

Semi-Natural Rearing Conditions Alter the Trajectory of Sensorimotor Cortical Development: Functional Connectivity and Behavior
半自然饲养条件改变感觉运动皮层发育的轨迹:功能连接和行为
  • 批准号:
    10051332
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3.74万
  • 项目类别:
Semi-Natural Rearing Conditions Alter the Trajectory of Sensorimotor Cortical Development: Functional Connectivity and Behavior
半自然饲养条件改变感觉运动皮层发育的轨迹:功能连接和行为
  • 批准号:
    10314017
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3.74万
  • 项目类别:

相似国自然基金

宽温域自适应软硬一体复合界面构建及摩擦行为调控机理研究
  • 批准号:
    52301101
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于人工智能技术和动态自适应复杂网络的男男同性性行为者HIV早期感染防控
  • 批准号:
    72374153
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    41 万元
  • 项目类别:
    面上项目
跨尺度年龄自适应儿童头部模型构建与弥漫性轴索损伤行为及表征研究
  • 批准号:
    52375281
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
磺胺-季铵聚合物表面微酸响应灵敏度调控及其自适应抗菌行为
  • 批准号:
    22305069
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
医患互动视角下农村高血压患者自我管理行为的自适应干预模式的构建与验证
  • 批准号:
    72304200
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Computational and neural signatures of interoceptive learning in anorexia nervosa
神经性厌食症内感受学习的计算和神经特征
  • 批准号:
    10824044
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 3.74万
  • 项目类别:
An active learning framework for adaptive autism healthcare
适应性自闭症医疗保健的主动学习框架
  • 批准号:
    10716509
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 3.74万
  • 项目类别:
Integrative Analysis of Adaptive Information Processing and Learning-Dependent Circuit Reorganization in the Auditory System
听觉系统中自适应信息处理和学习依赖电路重组的综合分析
  • 批准号:
    10715925
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 3.74万
  • 项目类别:
Examining the Effectiveness of the Early Start Denver Model in Community Programs serving Young Autistic Children
检查早期开始丹佛模式在为自闭症儿童服务的社区项目中的有效性
  • 批准号:
    10725999
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 3.74万
  • 项目类别:
Language and Executive Function in Females with ASD or FXS
患有 ASD 或 FXS 的女性的语言和执行功能
  • 批准号:
    10657280
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 3.74万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了