Cracking Genetically Defined Neocortical Circuits across Learning and Behavior
破解学习和行为中基因定义的新皮质回路
基本信息
- 批准号:10561327
- 负责人:
- 金额:$ 6.27万
- 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:2018-09-30 至 2023-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressAffectAnatomyBehaviorCellsCognitionCognitiveDecision MakingDiseaseFunctional ImagingGene ExpressionGene Expression ProfilingGenesGenomeHumanImmediate-Early GenesIndividualKnowledgeLearningMapsMeasuresMemoryMethodologyMolecularMusNeocortexNeurodevelopmental DisorderNeuronsPatternPopulationSensorySurveysVibrissaeWorkbehavior measurementcell typecognitive capacitydesigninnovationlearned behaviorneocorticalneural circuitnovelpsychologicrelating to nervous systemsensorimotor systemtargeted treatment
项目摘要
PROJECT SUMMARY
How does our genome instruct the circuit-level neural computations that give rise to cognition? This is a
fundamental question that aims to explain our cognitive capacity as humans. It requires a deep understanding
for how gene expression in individual neurons relates to activity patterns across the population during behavior.
Comprehensively integrating molecular, anatomical, functional, and behavioral measurements is the main
technical challenge in achieving such an understanding. Here, I propose to determine how circuit-level
implementations of gene expression define specific neural computations and learning rules in the neocortex. In
the course of my work I will seek to address the following questions:
1) How pervasive are genetically defined circuit motifs in the neocortex and what do they compute?
2) How are activity-regulated genes induced and expressed across neocortical circuits during learning?
Addressing this requires innovative approaches to characterize circuit components and their functional
interactions. To this end, I will combine large-scale single-cell functional imaging and transcriptional profiling
into an integrated methodological platform called CRACK (Comprehensive Readout of neuronal Activity and Cell
type marKers). I will use this platform to “crack” genetically defined neural circuits underlying sensorimotor
integration, higher-level sensory processing, and decision making in the mouse whisker sensorimotor system. I
will first apply CRACK in a forward screen to identify novel circuit motifs by characterizing unique functional
relationships between known cell types and validating their connections with subsequent anatomical measures.
I will then apply this platform to survey the relationship for how learning drives plasticity in cortical circuits by
generating intersectional circuit maps of activity patterns and immediate early gene expression in defined cell
types. Through these projects, I aim to accelerate the discovery of core circuits underlying learning and behavior
in the mammalian neocortex.
项目概要
我们的基因组如何指导产生认知的电路级神经计算?
旨在解释我们作为人类的认知能力的基本问题需要深入的理解。
了解单个神经元中的基因表达如何与行为过程中整个群体的活动模式相关。
全面整合分子、解剖、功能和行为测量是主要的
在这里,我建议如何确定电路级的技术挑战。
基因表达的实现定义了新皮质中特定的神经计算和学习规则。
在我的工作过程中,我将寻求解决以下问题:
1)新皮质中基因定义的电路基序有多普遍?它们计算什么?
2)学习过程中活动调节基因如何在新皮质回路中诱导和表达?
解决这个问题需要创新的方法来表征电路元件及其功能
为此,我将结合大规模单细胞功能成像和转录分析。
进入一个名为 CRACK(神经活动和细胞综合读出)的综合方法平台
我将使用这个平台来“破解”感觉运动背后的基因定义的神经回路。
小鼠胡须感觉运动系统 I 中的集成、高级感觉处理和决策。
将首先在正向屏幕中应用 CRACK,通过表征独特的功能来识别新颖的电路图案
已知细胞类型之间的关系,并通过后续的解剖测量验证它们的联系。
然后,我将应用这个平台来调查学习如何驱动皮质回路可塑性的关系:
生成特定细胞中活动模式和早期基因表达的交叉回路图
通过这些项目,我的目标是加速发现学习和行为背后的核心回路。
在哺乳动物的新皮质中。
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 }}
Jerry L Chen其他文献
Physiologic and Pharmacologic Factors Influencing Glyceroneogenic Contribution to Triacylglyceride Glycerol Measured by Mass Isotopomer Distribution Analysis*
通过质量同位素异构体分布分析测量影响甘油三酯甘油生成贡献的生理和药理学因素*
- DOI:
- 发表时间:
2005 - 期刊:
- 影响因子:4.8
- 作者:
Jerry L Chen;E. Peacock;W. Samady;S. Turner;R. Neese;M. Hellerstein;E. Murphy - 通讯作者:
E. Murphy
Jerry L Chen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('Jerry L Chen', 18)}}的其他基金
Efficient Two-Photon Voltage Imaging of Neuronal Populations at Behavioral Timescales
行为时间尺度神经元群的高效双光子电压成像
- 批准号:
10516906 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 6.27万 - 项目类别:
Cortical Interactions Underlying Sensory Representations
感官表征下的皮质相互作用
- 批准号:
9789710 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 6.27万 - 项目类别:
Cortical Interactions Underlying Sensory Representations
感官表征下的皮质相互作用
- 批准号:
10215633 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 6.27万 - 项目类别:
Cortical Interactions Underlying Sensory Representations
感官表征下的皮质相互作用
- 批准号:
10438601 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 6.27万 - 项目类别:
Population Imaging of Action Potentials by Novel Two-Photon Microscopes and Genetically Encoded Voltage Indicators
通过新型双光子显微镜和基因编码电压指示器对动作电位进行群体成像
- 批准号:
9588470 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 6.27万 - 项目类别:
相似国自然基金
社会网络关系对公司现金持有决策影响——基于共御风险的作用机制研究
- 批准号:72302067
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
高尿酸调控TXNIP驱动糖代谢重编程影响巨噬细胞功能
- 批准号:82370895
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
倒装芯片超声键合微界面结构演变机理与影响规律
- 批准号:52305599
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
寒地城市学区建成环境对学龄儿童心理健康的影响机制与规划干预路径研究
- 批准号:52378051
- 批准年份:2023
- 资助金额:52 万元
- 项目类别:面上项目
原位研究聚变燃料纯化用Pd-Ag合金中Ag对辐照缺陷演化行为的影响及其相互作用机制
- 批准号:12305308
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Predictive Markers for Longitudinal TMJ Integrity
纵向颞下颌关节完整性的预测标记
- 批准号:
10648171 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 6.27万 - 项目类别:
The role of complement in chronic neuroinflammation and cognitive decline after closed head brain injury
补体在闭合性脑损伤后慢性神经炎症和认知能力下降中的作用
- 批准号:
10641096 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 6.27万 - 项目类别:
Individualized Profiles of Sensorineural Hearing Loss from Non-Invasive Biomarkers of Peripheral Pathology
周围病理学非侵入性生物标志物的感音神经性听力损失个体化概况
- 批准号:
10827155 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 6.27万 - 项目类别:
Simulating Ancestrally Unbiased Tumor Evolution To Interrogate Drug Resistance
模拟祖先无偏见的肿瘤进化来询问耐药性
- 批准号:
10687776 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 6.27万 - 项目类别:
Tissue Engineered Nigrostriatal Pathway for Anatomical Tract Reconstruction in Parkinson's Disease
组织工程黑质纹状体通路用于帕金森病的解剖束重建
- 批准号:
10737098 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 6.27万 - 项目类别: