Large-scale recordings in Primate Prefrontal Cortex: Mechanisms of Value and Attention

灵长类动物前额皮质的大规模记录:价值和注意力机制

基本信息

  • 批准号:
    10455269
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 19.24万
  • 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:
    2020-09-30 至 2023-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Contact PD/PI: MOORE, TIRIN Prefrontal cortex (PFC) is critical for a range of high-level cognitive functions, such as attention and decision- making. Studying these processes is difficult, since they are covert, dynamic and under the control of the subject, rather than the experimenter. Their measurement traditionally relies on inferring their presence via behavior. Recent technical advances, particularly the increase in the number of neurons that can be simultaneously recorded, has raised the possibility of decoding cognitive processes directly from neural activity. In the proposed project, we will capitalize on the recent development of high-density, high-channel count, silicon probes (Neuropixels) that can produce a more than 20-fold increase in neuronal-recording yield over conventional methods. We will use these new probes and decoding algorithms to identify the cellular and circuit- level mechanisms of attentional control and decision-making in primate PFC. We will perform this decoding in real-time and use the output to control the application of stimulus perturbations or electrical microstimulation, which will ‘close the loop’ and determine the necessity of the decoded signals for cognition. Finally, we will study the contribution of specific subpopulations of neurons by restricting the decoder to those populations. The first aim focuses on understanding how attentional control is achieved by lateral prefrontal cortex (LPFC). We will record simultaneously from large populations of neurons within the frontal eye field and area 46 of monkeys performing a selective attention task. Neurons will be characterized by the laminar location, by their sensory, motor and memory-related properties, and as putative pyramidal or interneurons. The contribution of specific subpopulations to attentional control will be determined by building a decoder to report the animal’s current attentional locus using neural activity from the subpopulation of interest. In turn, the decoder will be used to control stimulus perturbations to assess the behavioral effect of the decoded signals on attention. In the second aim, we will examine the contribution of orbitofrontal cortex (OFC) neuronal subpopulations to value- based decision-making, including the contribution of different cortical layers, cell types, and OFC subregions. In addition, the decoder output will be used to control the application of electrical microstimulation to examine whether choice behavior can be biased towards a specific choice alternative. In the last Aim, we will build on the work from the first two aims to determine how value and attention interact. While some evidence suggests that attention is prioritized to stimuli with high value, other evidence suggests that the opposite is true. Results from Aims 1 and 2 will be used to optimize a decoder in OFC that will output the value of objects currently under consideration, and a decoder in LPFC that will output the current location of covert spatial attention. We will then cross-correlate both decoder output signals to determine whether one reliably lags or leads the other. The proposed work leverages the expertise of the three PIs: Moore is an expert in the role of LPFC in attention, Wallis in the role of OFC in decision-making, and Shenoy in real-time decoding and closed-loop control. Project Summary/Abstract Page 6
联系 PD/PI:MOORE,TIRIN 前额皮质 (PFC) 对于一系列高级认知功能至关重要,例如注意力和决策 研究这些过程是很困难的,因为它们是隐蔽的、动态的并且受到控制。 他们的测量传统上依赖于通过推断他们的存在。 最近的技术进步,特别是神经元数量的增加。 同时记录,提高了直接从神经活动解码认知过程的可能性。 在拟议的项目中,我们将利用高密度、高通道数、硅 探针(神经像素)可以将神经元记录产量提高 20 倍以上 我们将使用这些新的探针和解码算法来识别蜂窝和电路。 我们将在灵长类 PFC 中进行注意力控制和决策的水平机制。 实时并使用输出来控制刺激扰动或电微刺激的应用, 这将“闭合循环”并确定解码信号对于认知的必要性。 通过将解码器限制为特定神经元亚群的贡献。 第一个目标侧重于了解外侧前额叶皮层(LPFC)如何实现注意力控制。 我们将同时记录额叶视野和区域 46 内的大量神经元 执行选择性注意任务的猴子的特征是其层流位置。 感觉、运动和记忆相关的特性,以及假定的锥体或中间神经元的贡献。 注意力控制的特定亚群将通过构建解码器来报告动物的 反过来,将使用来自感兴趣子群的神经活动的当前注意力轨迹。 控制刺激扰动,评估解码信号对注意力的行为影响。 第二个目标,我们将研究眶额皮质(OFC)神经亚群对价值的贡献 基于决策,包括不同皮质层、细胞类型和 OFC 分区的贡献。 此外,解码器输出将用于控制电微刺激的应用来检查 选择行为是否会偏向于特定的选择方案 在最后一个目标中,我们将以此为基础。 前两项工作旨在确定价值和注意力如何相互作用。 尽管人们优先考虑高价值的刺激,但其他证据表明事实恰恰相反。 目标 1 和 2 将用于优化 OFC 中的解码器,该解码器将输出当前下的对象的值 考虑,以及 LPFC 中的解码器将输出隐蔽空间注意力的当前位置。 然后将两个解码器输出信号互相关,以确定一个解码器输出信号是否可靠地落后或领先另一个。 拟议的工作利用了三位 PI 的专业知识:Moore 是 LPFC 在注意力方面的作用方面的专家, Wallis在OFC中扮演决策的角色,Shenoy在实时解码和闭环控制中扮演角色。 项目总结/摘要第 6 页

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 }}

TIRIN MOORE其他文献

TIRIN MOORE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('TIRIN MOORE', 18)}}的其他基金

Large-scale recordings in Primate Prefrontal Cortex: Mechanisms of Value and Attention
灵长类动物前额皮质的大规模记录:价值和注意力机制
  • 批准号:
    10700781
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 19.24万
  • 项目类别:
Device design and development
设备设计与开发
  • 批准号:
    10213735
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 19.24万
  • 项目类别:
Interaction of Visual and Oculomotor Signals in Cortex
皮层视觉和动眼神经信号的相互作用
  • 批准号:
    6950368
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 19.24万
  • 项目类别:
Interaction of Visual and Oculomotor Signals in Cortex
皮层视觉和动眼神经信号的相互作用
  • 批准号:
    10227953
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 19.24万
  • 项目类别:
Interaction of Visual and Oculomotor Signals in Cortex
皮层视觉和动眼神经信号的相互作用
  • 批准号:
    7101732
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 19.24万
  • 项目类别:
Interaction of Visual and Oculomotor Signals in Cortex
皮层视觉和动眼神经信号的相互作用
  • 批准号:
    8326702
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 19.24万
  • 项目类别:
Interaction of Visual and Oculomotor Signals in Cortex
皮层视觉和动眼神经信号的相互作用
  • 批准号:
    8529535
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 19.24万
  • 项目类别:
Interaction of Visual and Oculomotor Signals in Cortex
皮层视觉和动眼神经信号的相互作用
  • 批准号:
    6824848
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 19.24万
  • 项目类别:
Interaction of Visual and Oculomotor Signals in Cortex
皮层视觉和动眼神经信号的相互作用
  • 批准号:
    7473799
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 19.24万
  • 项目类别:
Interaction of Visual and Oculomotor Signals in Cortex
皮层视觉和动眼神经信号的相互作用
  • 批准号:
    10667437
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 19.24万
  • 项目类别:

相似国自然基金

臂旁核区域损伤致长时程“昏迷样”动物模型建立及神经机制研究
  • 批准号:
    81901068
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    20.5 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
三江源大型野生食草动物对区域草畜平衡状态影响及管控机制研究
  • 批准号:
    41971276
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于组蛋白H3K9me3和DNA甲基化修饰协同作用研究早期胚胎发育过程中基因印记区域的调控
  • 批准号:
    31801059
  • 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
转录因子Msx1与哺乳动物上腭发育的前-后区域化
  • 批准号:
    31771593
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
家鸽对城市区域大气重金属污染物的暴露响应研究
  • 批准号:
    41701574
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Dynamic neural coding of spectro-temporal sound features during free movement
自由运动时谱时声音特征的动态神经编码
  • 批准号:
    10656110
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.24万
  • 项目类别:
BRAIN CONNECTS: Synaptic resolution whole-brain circuit mapping of molecularly defined cell types using a barcoded rabies virus
大脑连接:使用条形码狂犬病病毒对分子定义的细胞类型进行突触分辨率全脑电路图谱
  • 批准号:
    10672786
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.24万
  • 项目类别:
Small molecules combination therapy using polypharmacology approach as a novel treatment paradigm for rare bone disease
使用多药理学方法的小分子联合疗法作为罕见骨病的新型治疗范例
  • 批准号:
    10759694
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.24万
  • 项目类别:
Investigating Symbolic Computation in the Brain: Neural Mechanisms of Compositionality
研究大脑中的符号计算:组合性的神经机制
  • 批准号:
    10644518
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.24万
  • 项目类别:
Characterizing the underlying population code to understand the functional organization of the hippocampus and the lateral hypothalamus
表征潜在的群体代码以了解海马和下丘脑外侧的功能组织
  • 批准号:
    10828039
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 19.24万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了