Neural coding of leg proprioception
腿部本体感觉的神经编码
基本信息
- 批准号:10624896
- 负责人:
- 金额:$ 38.55万
- 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:2017-06-01 至 2027-05-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:3-DimensionalAnatomyAnimalsAwardAxonBehaviorBehavioralCalciumCentral Nervous SystemCodeComputer ModelsDevelopmentDrosophila genusDrosophila melanogasterElectrophysiology (science)FeedbackGeneticGenetic ModelsHealthHumanImageInterneuronsInvertebratesJointsLabelLegLimb structureMapsMeasuresMethodsModelingMorphologyMotorMovementMovement DisordersMuscle SpindlesMusculoskeletal EquilibriumNerveNeuronsPatientsPeripheralPhasePositioning AttributePostureProcessProprioceptionProprioceptorResearchRoleSchemeSignal TransductionSiteSomatosensory DisordersSpecificitySpeedSpinal CordSynapsesSystemTherapeuticVertebratesWalkingarmarm movementbody positioncell typechronic painflexibilityflyimprovedinnovationinsightkinematicslimb movementmechanical forcemodel organismmotor behaviormotor controlneuralneuromechanismoptogeneticsperipheral nerve damagepresynapticresponsesensorsensory feedbacksomatosensorysynaptic inhibitiontooltwo-photonvibration
项目摘要
Project Summary
Proprioception, the sense of self-movement and body position, is critical for the effective control
of motor behavior. Humans lacking proprioceptive feedback, such as patients with peripheral
nerve damage, are unable to maintain limb posture or coordinate fine-scale movements of the
arms and legs. But despite the importance of proprioception to the control of movement in all
animals, little is known about the neural computations that underlie limb proprioception in any
animal. This gap is due to two basic challenges: (1) identifying specific neuronal-cell types that
detect and process proprioceptive signals, and (2) recording neural activity from proprioceptive
circuits during natural limb movements. Here, we propose to overcome these challenges by
investigating the neural coding of leg proprioception in a genetic model organism: the fruit fly,
Drosophila. We have developed new methods to record and manipulate the activity of genetically-
identified neurons in proprioceptive circuits of behaving flies. We will first determine the
functional role of distinct proprioceptor subtypes in controlling limb posture and movement
during walking (Aim 1). We will then compare how proprioceptive signals are encoded during
passive and active limb movements (Aim 2), and trace down the circuit mechanisms that underlie
state-dependent proprioceptive coding (Aim 3). Altogether, these studies will elucidate basic
mechanisms of proprioceptive neural processing that have not possible to investigate in other
systems. Although there are morphological differences between flies and humans, the basic
building blocks of invertebrate and vertebrate somatosensory systems share a striking
evolutionary conservation. These similarities suggest that the general principles discovered in
circuits of the fruit fly will be highly relevant to somatosensory processing in other animals. A
deeper understanding of proprioception has the potential to transform the way in which we treat
somatosensory disorders.
项目概要
本体感觉,即自我运动和身体位置的感觉,对于有效控制至关重要
的运动行为。缺乏本体感觉反馈的人类,例如周围神经障碍患者
神经损伤,无法维持肢体姿势或协调肢体的精细运动
手臂和腿。但是,尽管本体感觉对于所有运动的控制都很重要
对于动物来说,我们对任何动物肢体本体感觉背后的神经计算知之甚少。
动物。这一差距是由于两个基本挑战造成的:(1)识别特定的神经元细胞类型
检测和处理本体感受信号,以及(2)记录本体感受的神经活动
自然肢体运动期间的电路。在此,我们建议通过以下方式克服这些挑战:
研究遗传模型生物体中腿部本体感觉的神经编码:果蝇,
果蝇。我们已经开发出新的方法来记录和操纵基因的活动——
识别出行为苍蝇本体感觉回路中的神经元。我们将首先确定
不同本体感受器亚型在控制肢体姿势和运动中的功能作用
步行期间(目标 1)。然后我们将比较本体感觉信号在
被动和主动肢体运动(目标 2),并追踪其背后的电路机制
状态依赖的本体感受编码(目标 3)。总而言之,这些研究将阐明基本的
本体感觉神经处理机制不可能在其他研究中进行研究
系统。尽管果蝇和人类之间存在形态差异,但基本的
无脊椎动物和脊椎动物体感系统的构建模块有一个惊人的共同点
进化保护。这些相似之处表明,中发现的一般原则
果蝇的回路与其他动物的体感处理高度相关。一个
对本体感觉的更深入理解有可能改变我们治疗的方式
体感障碍。
项目成果
期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Anipose: A toolkit for robust markerless 3D pose estimation.
- DOI:10.1016/j.celrep.2021.109730
- 发表时间:2021-09-28
- 期刊:
- 影响因子:8.8
- 作者:Karashchuk P;Rupp KL;Dickinson ES;Walling-Bell S;Sanders E;Azim E;Brunton BW;Tuthill JC
- 通讯作者:Tuthill JC
Neural Coding of Leg Proprioception in Drosophila.
- DOI:10.1016/j.neuron.2018.09.009
- 发表时间:2018-11-07
- 期刊:
- 影响因子:16.2
- 作者:Mamiya A;Gurung P;Tuthill JC
- 通讯作者:Tuthill JC
Dense neuronal reconstruction through X-ray holographic nano-tomography.
- DOI:10.1038/s41593-020-0704-9
- 发表时间:2020-12
- 期刊:
- 影响因子:25
- 作者:Kuan AT;Phelps JS;Thomas LA;Nguyen TM;Han J;Chen CL;Azevedo AW;Tuthill JC;Funke J;Cloetens P;Pacureanu A;Lee WA
- 通讯作者:Lee WA
{{
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 }}
John Tuthill其他文献
John Tuthill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('John Tuthill', 18)}}的其他基金
Dissecting circuit and cellular mechanisms for limb motor control
剖析肢体运动控制的电路和细胞机制
- 批准号:
10522108 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 38.55万 - 项目类别:
Project 1: Neural Basis of Muscle Action Loops
项目 1:肌肉动作环的神经基础
- 批准号:
10202761 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 38.55万 - 项目类别:
Synaptic mechanisms of touch processing in Drosophila
果蝇触觉处理的突触机制
- 批准号:
8782828 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 38.55万 - 项目类别:
相似国自然基金
儿童脊柱区腧穴针刺安全性的发育解剖学及三维数字化研究
- 批准号:82360892
- 批准年份:2023
- 资助金额:32 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
寰枢椎脱位后路钉棒内固定系统复位能力优化的相关解剖学及生物力学研究
- 批准号:82272582
- 批准年份:2022
- 资助金额:52 万元
- 项目类别:面上项目
亚热带典型阔叶树种径向生长的解剖学特征及其碳分配调控机制
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于次生乳管网络结构发育比较解剖学和转录组学的橡胶树产胶机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:54 万元
- 项目类别:面上项目
基于垂体腺瘤海绵窦侵袭模式的相关膜性解剖学及影像学研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 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
Unlocking whole brain, layer-specific functional connectivity with 3D VAPER fMRI
通过 3D VAPER fMRI 解锁全脑、特定层的功能连接
- 批准号:
10643636 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 38.55万 - 项目类别:
Acquisition of a Bruker 11.7T/16cm Preclinical Scanner for Novel MRI/MRSI Studies
采购布鲁克 11.7T/16cm 临床前扫描仪用于新型 MRI/MRSI 研究
- 批准号:
10630511 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 38.55万 - 项目类别:
Small animal model for evaluating the impacts of cleft lip repairing scar on craniofacial growth and development
评价唇裂修复疤痕对颅面生长发育影响的小动物模型
- 批准号:
10642519 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 38.55万 - 项目类别:
Ultrasound-guided Ultra-steerable Histotripsy Array System for Non-invasive treatment of Soft Tissue Sarcoma
超声引导超可控组织解剖阵列系统用于软组织肉瘤的无创治疗
- 批准号:
10649994 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 38.55万 - 项目类别:
Injury of blood brain and alveolar-endothelial barriers caused by alcohol and electronic cigarettes via purinergic receptor signaling
酒精和电子烟通过嘌呤受体信号传导引起血脑和肺泡内皮屏障损伤
- 批准号:
10638221 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 38.55万 - 项目类别: