Neural Computations Underlying Vocal Sensorimotor Transformations
声音感觉运动转换的神经计算
基本信息
- 批准号:10378771
- 负责人:
- 金额:$ 66.21万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-07-15 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AcousticsAddressAnatomyBehaviorBilateralBiological ModelsBiologyBrainBrain regionCommunicationCommunication impairmentComplexCuesElectric StimulationElectrodesEngineeringHumanIndividualInsectaKnowledgeLabelLaboratoriesLinkMediatingMethodsMissionMonitorMotorMotor CortexMovementMusMuscimolMuscleNeurobiologyPathway interactionsPerceptionPersonsPopulationProcessProductionProtocols documentationPublicationsResearchRodentRoleScienceSensorySeriesSiteSpeechStereotypingStimulusStructureSynapsesTestingUnited States National Institutes of HealthWorkanalytical methodbehavioral responsedensitydesignexperienceexperimental studyflexibilityinsightneural circuitneuromechanismnonhuman primateoptogeneticsorofacialrelating to nervous systemresponserole modelsensory stimulussocialvocalization
项目摘要
Project Summary/Abstract
This project aims to investigate the circuit mechanisms enabling an ethologically relevant sensorimotor
transformation. Specifically, we characterize the neural basis for rapid vocal exchanges in the singing
mouse (Scotinomys teguina), a highly vocal neotropical rodent species capable of producing an audible,
stereotyped song. Pairs of S. teguina often precisely coordinate the timing of their vocalizations in a process
known as countersinging. In preliminary work, we revealed a short-latency pathway from an orofacial region
of motor cortex to the muscles involved in vocal production. In this proposal, we will test the hypothesis that
neural dynamics in motor cortex, guided by selective acoustic cues, can modify downstream song
production circuits to enable rapid vocal communication across individuals. From these studies, we will
perform the first characterization of the circuit mechanisms underlying rapid vocal exchanges in a
mammalian model system.
In Aim 1, we will characterize the acoustic aspects of song that elicit countersinging behavior. We will
examine responses to the playback of a range of natural and synthetic sensory stimuli to test perceptual
boundaries and factors leading to vocal responsiveness.
In Aim 2, we will use several complementary perturbations to address the role of motor cortex on vocal
production and countersinging coordination.
In Aim 3, we will use population recordings to examine the responses of cortical neural populations
during vocal perception and production. We will then characterize the broader neural circuitry leading to
countersinging by uncovering both upstream and downstream synaptic partners.
项目概要/摘要
该项目旨在研究实现与行为学相关的感觉运动的电路机制
转变。具体来说,我们描述了歌唱中快速声音交流的神经基础
小鼠 (Scotinomys teguina) 是一种高发声的新热带啮齿类动物,能够发出可听的、
定型歌曲。成对的 S. teguina 在一个过程中经常精确地协调它们发声的时间
称为反唱。在初步工作中,我们揭示了从口面部区域开始的短延迟通路
运动皮层到参与发声的肌肉。在这个提案中,我们将测试以下假设:
运动皮层的神经动力学在选择性声音线索的引导下可以修改下游歌曲
生产电路可实现个人之间的快速语音交流。从这些研究中,我们将
对快速声音交换背后的电路机制进行首次表征
哺乳动物模型系统。
在目标 1 中,我们将描述引起反唱行为的歌曲的声学方面。我们将
检查对一系列自然和合成感官刺激的播放的反应,以测试感知
导致声音反应的界限和因素。
在目标 2 中,我们将使用几种互补的扰动来解决运动皮层对发声的作用
制作和对唱的协调。
在目标 3 中,我们将使用群体记录来检查皮质神经群体的反应
在声音感知和产生过程中。然后我们将描述更广泛的神经回路,从而导致
通过发现上游和下游突触伙伴来对抗。
项目成果
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专著数量(0)
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