Functions of locus coeruleus norepinephrine neurons in decision making across multiple timescales
蓝斑去甲肾上腺素神经元在多个时间尺度决策中的功能
基本信息
- 批准号:10656752
- 负责人:
- 金额:$ 226.85万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-05-15 至 2026-04-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:Action PotentialsAddressAnxietyAreaArousalAttentionAttention deficit hyperactivity disorderAxonBehaviorBehavioralBrainCalciumComplexDecision MakingDiameterDiseaseElectrophysiology (science)EnvironmentFutureGoalsHumanIndividualInfluentialsKnowledgeLearningLinkLiteratureLocationMammalsMeasurementMeasuresMental DepressionMoodsMotorMotor CortexMovementMusNeocortexNeurologyNeuromodulatorNeuronsNorepinephrineOutcomePatternPharmaceutical PreparationsPlayPoliciesPontine structurePopulationPrefrontal CortexProbabilityPsychiatryPsychological reinforcementPublishingPupilRewardsRoleScheduleSensorySeriesSignal TransductionTactileTechniquesTelencephalonTestingTherapeuticTimeTongueUpdateWorkexperienceexperimental studyflexibilitylearning outcomelocus ceruleus structuremillisecondneocorticalnerve supplyneurophysiologyneurotransmissionneurotransmitter releaseorofacialprogramsresponsesensory feedbacksensory inputtheories
项目摘要
SUMMARY
Norepinephrine (NE) is a neurotransmitter released by a small number of neurons in the locus coeruleus (LC),
with extensive innervation of the neocortex. Prior work in humans and other mammals led to the hypothesis
that LC-NE neurons modulate multiple forms of decision making. This proposal aims to test this overall
hypothesis by studying LC-NE neurons in mice performing multiple decision-making tasks. The behaviors to be
studied include two types of flexible decision making: how to learn from reinforcement over tens of seconds to
minutes in a dynamic choice task and how to rapidly change a motor program based on sensory feedback over
hundreds of milliseconds to seconds. The goal of the project is to link action potentials from identified LC-NE
neurons to both types of behavior, and determine how large populations of neurons in multiple cortical areas
are modulated by NE input to achieve flexible behavior.
Three aims test three hypothesis that address different mechanistic questions about the functions of
norepinephrine in neocortex: 1) LC-NE neurons modulate reinforcement learning during a dynamic choice task;
2) norepinephrine regulates sensory-driven motor program switching; 3) LC-NE modulates orofacial and
prefrontal cortex for effective reinforcement learning and motor program switching. Measurements and
manipulation (activation and inactivation) of the activity of NE neurons and their targets in neocortex, during
well-controlled behavioral tasks in mice, will enable testing these three hypotheses. Understanding the spatial
and temporal dynamics of NE release in cortex will be necessary for understanding flexible decision making in
general, and disorders of attention, arousal, and mood that rely on its function.
概括
去甲肾上腺素(NE)是由少数神经元(LC)中的少数神经元释放的神经递质
随着新皮层的广泛神经支配。人类和其他哺乳动物的先前工作导致了假设
LC-NE神经元调节了多种形式的决策。该建议旨在测试这一总体
通过研究执行多个决策任务的小鼠中的LC-NE神经元的假设。行为是
研究包括两种灵活的决策:如何在数十秒内从增强中学习
动态选择任务的分钟以及如何基于感觉反馈来快速更改电动机程序
数百毫秒到几秒钟。该项目的目的是将已确定的LC-NE的动作电位联系起来
神经元对两种类型的行为,并确定多个皮质区域的神经元群
通过NE输入调节以实现灵活的行为。
三个目标测试三个假设,解决了有关功能的不同机械问题
新皮层中的去甲肾上腺素:1)LC-NE神经元在动态选择任务中调节增强学习;
2)去甲肾上腺素调节感官驱动的电机程序切换; 3)LC-NE调节口面和
有效增强学习和运动程序切换的前额叶皮层。测量和
NE神经元活动及其在新皮层中的活性的操纵(激活和灭活),期间
在小鼠中控制良好的行为任务将实现这三个假设的测试。了解空间
对于理解柔性决策,需要
依赖其功能的一般关注,唤醒和情绪的疾病。
项目成果
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