Multifunctional Microprobe for Multiple Neurotransmitter Sensing and Optogenetics
用于多种神经递质传感和光遗传学的多功能微探针
基本信息
- 批准号:9037075
- 负责人:
- 金额:$ 51.6万
- 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:2014-04-01 至 2019-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AcetylcholineAcuteAnimalsAreaBehaviorBehavior ControlBehavior monitoringBehavioralBiosensorBoronBrainBrain regionCarbon DioxideChemicalsChronicComplexCorpus striatum structureCouplingDepositionDetectionDevelopmentDevicesDiamondDopamineEffectivenessElectrodesElectroplatingEngineeringEvaluationEventFilmGlutamatesGoalsHealthHydrogen PeroxideIndividualInvestigationLasersLearningLightLightingLongevityMeasurementMeasuresMemoryMental disordersMethodsMicrodialysisMicroelectrodesMicroinjectionsMonitorNatureNerveNeurologicNeuromodulatorNeuronsNeurosciencesNeurotransmittersNoiseOpticsOutputOxidasesPerformancePhasePopulationPrintingProductionPublishingRattusRodentScanningShapesSignaling MoleculeSilicon DioxideSiteSourceTechniquesTechnologyTestingTherapeutic InterventionTimeTissuesValidationWorkbasebiomaterial compatibilitybrain tissuedesignenzyme immobilizationextracellularimplantable deviceimplantationin vivoinnovationmicrosensormotivated behaviormotor controlnervous system disorderneural circuitneurochemistryneurotransmissionneurotransmitter releaseoptogeneticsrelating to nervous systemresearch studysensortemporal measurement
项目摘要
DESCRIPTION (provided by applicant): Efforts to understand how neurons within networks interact to control behavior will be greatly facilitated by a means with which to measure multiple neuroactive molecules in the brain simultaneously and in near-real time. Existing methods either offer rapid measurements of a single analyte (e.g., fast-scan cyclic voltammetry) or provide multiple analyte measurement with insufficient temporal resolution (microdialysis). Here, we will develop an implantable microprobe capable of simultaneous rapid monitoring of 3 ubiquitous neurotransmitters/neuromodulators: dopamine (DA), glutamate (Glut), and acetylcholine (ACh). Further, we will harness the power of optogenetics by incorporating an optical waveguide into the microprobe providing directional illumination of tissue juxtaposed to each sensing electrode on the microelectrode array. This will be achieved using an innovative silica-based microprobe design with embedded waveguides and light splitters, and with a micromirror embedded underneath each microelectrode for uniform directional light illumination. The resultant microprobe will combine local modulation of genetically isolated neuron terminals with measurement of transmitter release from those terminals, together with resultant changes in the release of other transmitters from neurons within the network, all in the context of a freel behaving animal. These sensors will be transformative in a wide range of neuroscience applications due to the involvement of DA, Glut and ACh as inter-neuronal signaling molecules in multiple brain regions controlling a plethora of functions from learning and memory to motor control. Our evaluation of their performance in vivo will focus on the striatum, a brain region involved in motor control and motivated behavior. Precise coupling of multiple transmitter release events to behavioral actions will provide valuable information pertinent to the search for therapeutic interventions for multiple neurological and psychiatric disorders.
描述(由申请人提供):了解网络中的神经元如何与控制行为相互作用的努力将通过一种在同时且近乎真实的时间同时测量大脑中的多个神经活性分子的方法来大大促进。 现有方法可以快速测量单个分析物(例如快速扫描的循环伏安法),或提供多个分析物测量,而时间分辨率不足(微透析)。 在这里,我们将开发一种可植入的微型探针,能够同时快速监测3个无处不在的神经递质/神经调节剂:多巴胺(DA),谷氨酸(GLUT)和乙酰胆碱(ACH)。 此外,我们将通过将光学波导掺入微探针中,从而利用光遗传学的功能,从而提供与微电极阵列上每个感应电极并列的组织的定向照明。 这将是使用具有嵌入式波导和光拆分器的创新的基于二氧化硅的微型探针设计来实现的,并在每个微电极下方都嵌入微骨,以均匀地定向光照明。 所得的微探针将结合遗传学分离的神经元末端的局部调节,并结合从这些末端释放发射机释放的局部调节,以及在网络中其他神经元的释放的变化,这都是在自由行为的动物的背景下。 由于DA,GLUT和ACH作为神经元信号分子的参与,这些传感器将在多个神经科学应用中具有变化,这些传感器在多个大脑区域中涉及到神经元信号分子,这些区域控制着从学习和记忆到运动控制的众多功能。 我们对他们在体内表现的评估将集中在纹状体上,纹状体是参与运动控制和动机行为的大脑区域。 多个发射器释放事件与行为动作的精确耦合将提供与寻求多种神经和精神疾病的治疗干预措施有关的有价值的信息。
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 }}
Nigel T Maidment其他文献
~Targeted expression of m-opioid receptors in a subset of striatal direct-pathway neurons restores opiate reward
~纹状体直接通路神经元子集中 m-阿片受体的靶向表达可恢复阿片奖赏
- DOI:
- 发表时间:
2014 - 期刊:
- 影响因子:25
- 作者:
Yijun Cui;Sean B Ostlund;Alex S James;Chang Sin Park;Weihong Ge;Yi E Sun;Christopher J Evans;Nigel T Maidment;X William Yang - 通讯作者:
X William Yang
Nigel T Maidment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('Nigel T Maidment', 18)}}的其他基金
Multifunctional Microprobe for Multiple Neurotransmitter Sensing and Optogenetics
用于多种神经递质传感和光遗传学的多功能微探针
- 批准号:
8686585 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 51.6万 - 项目类别:
Multifunctional Microprobe for Multiple Neurotransmitter Sensing and Optogenetics
用于多种神经递质传感和光遗传学的多功能微探针
- 批准号:
9043241 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 51.6万 - 项目类别:
Neurochemical bases for changes in decision-making across the lifespan
整个生命周期决策变化的神经化学基础
- 批准号:
9085184 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 51.6万 - 项目类别:
Cafeteria diet-induced dysregulation of food seeking: neurochemical bases
自助餐厅饮食引起的食物寻找失调:神经化学基础
- 批准号:
9000434 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 51.6万 - 项目类别:
Cafeteria diet-induced dysregulation of food seeking: neurochemical bases
自助餐厅饮食引起的食物寻找失调:神经化学基础
- 批准号:
8632699 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 51.6万 - 项目类别:
Neurochemical bases for changes in decision-making across the lifespan
整个生命周期决策变化的神经化学基础
- 批准号:
8774099 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 51.6万 - 项目类别:
Multifunctional Microprobe for Multiple Neurotransmitter Sensing and Optogenetics
用于多种神经递质传感和光遗传学的多功能微探针
- 批准号:
8811163 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 51.6万 - 项目类别:
Peptide Biomarkers of drug exposure: from brain microdialysate to plasma
药物暴露的肽生物标志物:从脑微透析液到血浆
- 批准号:
7762724 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 51.6万 - 项目类别:
Endogenous Opioid Systems Mediating Reward, Choice and Habit.
内源性阿片类药物系统调节奖励、选择和习惯。
- 批准号:
7283342 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 51.6万 - 项目类别:
Progression of Neurotransmitter Dysreg in Mouse and Cell Models of PD
PD 小鼠和细胞模型中神经递质失调的进展
- 批准号:
7119848 - 财政年份:2006
- 资助金额:
$ 51.6万 - 项目类别:
相似国自然基金
探索在急性呼吸窘迫综合征动物模型和患者长时间俯卧位通气过程中动态滴定呼气末正压的意义
- 批准号:82270081
- 批准年份:2022
- 资助金额:76 万元
- 项目类别:面上项目
多肽纳米纤维水凝胶对灵长类动物急性脊髓损伤后脱髓鞘和再髓鞘化的保护作用及其机制
- 批准号:81972064
- 批准年份:2019
- 资助金额:55 万元
- 项目类别:面上项目
建立脑内急性基因编辑的孤独症非人灵长类动物模型
- 批准号:
- 批准年份:2019
- 资助金额:100 万元
- 项目类别:专项基金项目
氨转运蛋白Rhcg在急性肝衰竭动物氨致脑水肿发生中的作用机制
- 批准号:
- 批准年份:2019
- 资助金额:55 万元
- 项目类别:面上项目
呼气末正压与动态/静态机械能比值的相关性研究:针对不同肺损伤模型的动物实验及初步临床验证
- 批准号:81871582
- 批准年份:2018
- 资助金额:57.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Sensing and manipulating neuromodulatory signaling in vivo
体内传感和操纵神经调节信号
- 批准号:
10650681 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 51.6万 - 项目类别:
Optogenetic modulation of cardiac vagal function improves prognosis in diabetes
心脏迷走神经功能的光遗传学调节可改善糖尿病的预后
- 批准号:
10592195 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 51.6万 - 项目类别:
The role of oxidative stress in reduced microvascular function after gestational diabetes
氧化应激在妊娠糖尿病后微血管功能下降中的作用
- 批准号:
10712433 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 51.6万 - 项目类别:
The impact of a neonicotinoid pesticide on neural functions underlying learning and memory
新烟碱类农药对学习和记忆神经功能的影响
- 批准号:
10646631 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 51.6万 - 项目类别:
Novel behavioral screening tool for therapeutics against organophosphorus agents
用于有机磷药物治疗的新型行为筛选工具
- 批准号:
10631009 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 51.6万 - 项目类别: