Cortical mechanisms mediating visual function and behavior

介导视觉功能和行为的皮质机制

基本信息

  • 批准号:
    10665766
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 52.67万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2014-08-01 至 2026-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Project Summary Intracellular recording from sensory cortex provides a window into the synaptic inputs that shape spiking responses of individual cortical neurons, but until recently, this powerful technique has been limited to anesthetized animals. By combining the unique expertise from our laboratories, we have developed a novel technique that allow us to conduct, on a routine basis, reliable, whole-cell intracellular recording in primary visual cortex (V1) of awake, behaving macaque monkeys. We combine intracellular recording with an array of concomitant measurements that provide access to the state of the local network in which the neuron is embedded as well as to the internal state of the animal. Using these techniques, we have access to both subthreshold (membrane potentials, representing input) and suprathreshold (spikes, representing output) responses of individual cortical neurons, while also utilizing the precise control of visual stimulation and the subject’s behavioral state afforded by behaving primates. Our ability to perform intracellular recording in awake, behaving primates opens the door to addressing three fundamental questions with respect to the circuit-level mechanisms that mediate visual perception: (1) what are the nature, sources, and behavioral consequences of the large neural variability of sensory cortical neurons, (2) what is the contribution of internal state fluctuations to this variability, (3) what circuit models can account for the observed neural variability during spontaneous and evoked responses? To address these questions, in Aim 1 we will study the quantitative relationship between sub- and suprathreshold activity during spontaneous and stimulus-evoked responses in V1 of fixating monkeys. This will allow us to test the generality of previous findings from anesthetized animals. In Aim 2, we will examine the relationship between the activity of single V1 neurons and perceptual decisions in monkeys that are engaged in a demanding visual detection task. Specifically, we will examine how sub- and suprathreshold responses are altered by changing the attentional and motivational states under which the stimulus is presented. Finally, in Aim 3 we will test a novel set of circuit models that can account for our observed results and guide future experiments.
项目概要 感觉皮层的细胞内记录提供了了解形成尖峰的突触输入的窗口 单个皮层神经元的反应,但直到最近,这种强大的技术还仅限于 通过结合我们实验室的独特专业知识,我们开发了一种新颖的方法。 技术使我们能够在原代细胞中常规地进行可靠的全细胞细胞内记录 我们将细胞内记录与一系列清醒的行为猕猴的视觉皮层(V1)结合起来。 伴随测量提供对神经元所在本地网络状态的访问 使用这些技术,我们可以了解动物的嵌入状态和内部状态。 阈下(膜电位,代表输入)和阈上(尖峰,代表输出) 单个皮质神经元的反应,同时还利用视觉刺激的精确控制和 受试者的行为状态由灵长类动物的行为提供。 我们在清醒、行为正常的灵长类动物中进行细胞内记录的能力为解决以下三个问题打开了大门: 关于介导视觉感知的电路级机制的基本问题:(1)什么 是感觉皮层巨大神经变异的性质、来源和行为后果 神经元,(2) 内部状态波动对这种变化的贡献是什么,(3) 电路模型是什么 可以解释自发反应和诱发反应期间观察到的神经变异吗? 为了解决这些问题,在目标 1 中,我们将研究 sub- 和 固定猴子 V1 自发反应和刺激诱发反应期间的阈上活动。 将使我们能够测试先前来自麻醉动物的发现的普遍性。在目标 2 中,我们将进行检查。 猴子中单个 V1 神经元的活动与知觉决策之间的关系 具体来说,我们将研究阈下和阈上的情况。 反应是通过改变刺激的注意力和动机状态来实现的。 最后,在目标 3 中,我们将测试一组新颖的电路模型,这些模型可以解释我们观察到的结果。 并指导以后的实验。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Voltage-Gated Intrinsic Conductances Shape the Input-Output Relationship of Cortical Neurons in Behaving Primate V1.
电压门控固有电导塑造灵长类动物行为中皮层神经元的输入输出关系 V1。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.2
  • 作者:
    Li, Baowang;Routh, Brandy N;Johnston, Daniel;Seidemann, Eyal;Priebe, Nicholas J
  • 通讯作者:
    Priebe, Nicholas J
Exact analysis of the subthreshold variability for conductance-based neuronal models with synchronous synaptic inputs.
精确分析具有同步突触输入的基于电导的神经元模型的阈下变异性。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023-12-28
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Becker, Logan A;Li, Baowang;Priebe, Nicholas J;Seidemann, Eyal;Taillefumier, Thibaud
  • 通讯作者:
    Taillefumier, Thibaud
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