The Role of Opponent Basal Ganglia Outputs in Behavior
对手基底神经节输出在行为中的作用
基本信息
- 批准号:10063566
- 负责人:
- 金额:$ 34.78万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-02-01 至 2021-11-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:3-DimensionalAnatomyBasal GangliaBehaviorBehavioralCell NucleusClinicalCodeCollectionCorpus striatum structureDataDiseaseDopamineFunctional disorderGasesGoalsHuntington DiseaseLeadLightMental disordersMidbrain structureModelingMotionMotivationMovementMusNeuronsObsessive-Compulsive DisorderOperant ConditioningOutputParkinson DiseasePathway interactionsPhysiologyPopulationPositioning AttributeProceduresPsychological reinforcementResearchRewardsRoleShapesSignal TransductionSpecific qualifier valueStructureSubstantia nigra structureSymptomsSystemTestingWireless TechnologyWorkaddictionautism spectrum disorderbasebehavioral outcomediencephalondopaminergic neuronin vivokinematicsmotivated behaviormotor controlmouse modelnervous system disorderneuromechanismnoveloptogeneticsprogramsrate of changerecruitrelating to nervous systemreward expectancytherapeutic developmenttooltreatment strategy
项目摘要
The basal ganglia (BG) are a collection of subcortical nuclei critical for voluntary behavior.
Dysfunctions in the BG circuit are found in many disorders, such as Parkinson's disease
Huntington's disease, obsessive-compulsive disorder, and addiction. A better understanding of
the mechanisms is critical for therapeutic developments for these disorders. Despite significant
progress in our understanding of the anatomy and physiology of the BG, their contributions to
voluntary behavior remain poorly understood. This proposal aims to determine how BG outputs
initiate actions. Preliminary results showed a critical role of the BG circuits in controlling
movement kinematics: striatal output reflects movement velocity, which is integrated by the
substantia nigra pars reticulata to generate instantaneous position commands to downstream
structures in the midbrain and diencephalon, nigrostriatal dopaminergic signaling, on the other
hand, modulates the rate of transitions between body configurations, i.e., movement
velocity. Thus single unit activity in the BG can be used to quantitatively predict the actual
trajectory of any voluntary movement. This proposal aims to elucidate the computational
functions of specific components of the BG circuit, and how this circuit can be recruited in
motivated behavior directed towards rewards. An integrative approach will be employed,
combining 1) a novel motion tracking program that provides unprecedented quantitative data on
movement parameters in freely moving mice; 2) wireless in vivo recording from many single
neurons in the BG during behavior; 3) optogenetic manipulation of defined BG neuronal
populations. These tools will be used to determine the neural code used by the BG circuits in
controlling voluntary behavior, and shed light on how rewards and motivational states can
modulate behavioral vigor.
基底神经节(BG)是对自愿行为至关重要的皮质下核的集合。
在许多疾病中发现了BG电路中的功能障碍,例如帕金森氏病
亨廷顿氏病,强迫症和成瘾。更好地理解
该机制对于这些疾病的治疗发展至关重要。尽管很重要
我们对BG的解剖结构和生理学的理解进展,它们对
自愿行为仍然了解不足。该建议旨在确定BG输出如何
发起动作。初步结果显示BG电路在控制中的关键作用
运动运动学:纹状体输出反映了运动速度,这是由
黑质nigra pars enticulata,以产生瞬时位置命令到下游
中脑和双脑的结构,黑质纹状体多巴胺能信号传导
手,调节身体配置之间的过渡速率,即运动
速度。因此,BG中的单个单位活动可用于定量预测实际
任何自愿运动的轨迹。该建议旨在阐明计算
BG电路的特定组件的功能,以及如何募集该电路
动机行为针对奖励。将采用一种综合方法,
结合1)一个新型的运动跟踪程序,可提供前所未有的定量数据
自由移动小鼠的运动参数; 2)从许多单一的无线录制的无线录制
行为期间BG中的神经元; 3)定义的BG神经元的光遗传操作
人群。这些工具将用于确定BG电路使用的神经代码
控制自愿行为,并阐明奖励和动机状态如何
调节行为活力。
项目成果
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