Instructive Signals for Motor Learning

运动学习的指导信号

基本信息

  • 批准号:
    8964760
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 47.33万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-09-01 至 2020-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

 DESCRIPTION (provided by applicant): Synapses between neurons are plastic - able to become stronger or weaker. When we learn, new memories are encoded in modified synapses across our brains. The aim of this project is to understand the rules that determine which synapses will change during learning, and how that change results in an adapted behavior. In particular, we will analyze how an error in a movement acts as a trigger for synaptic change that, in turn, improves the accuracy of subsequent movements. When an incorrect movement is made, the brain gets feedback about the error, and uses this information to guide the induction of plasticity at appropriate synapses. The part of the brain responsible for motor learning, the cerebellum, gets this feedback about errors through a synaptic input known as a climbing fiber. When an error in movement occurs, activity in the climbing fiber is an "error signal" that sends the message to the cerebellum that the circuit controlling the movement needs to be adjusted by adjusting the strength of some of the synapses. It is usually the synapses that were recently active that are modified. We will analyze which patterns of activity in the climbing fibers or othe cerebellar neurons are necessary and sufficient to cause plasticity to be induced. The rules governing the induction of plasticity at the synapses in a circuit define the algorithm that circui uses to learn. A better understanding those rules can guide strategies to more effectively tap the learning potential of neural circuits in both healthy individuals, those with neurological disorder, and in patients relearning how to control their movements after stroke This proposal addresses not just unanswered questions in the field of motor learning, but is relevant for a more general understanding of how the synaptic plasticity mechanisms in a neural circuit may be finely tuned for the specific computational demands of the behavior it controls.
 描述(由申请人提供):神经元之间的突触是可塑的——当我们学习时,新的记忆会被编码在我们大脑中经过修改的突触中。该项目的目的是了解决定哪些突触会变得更强或更弱的规则。特别是,我们将分析运动中的错误如何触发突触变化,从而提高后续运动的准确性。当做出不正确的运动时,大脑会获得有关错误的反馈,并使用此信息来指导适当突触的可塑性诱导。大脑中负责运动学习的部分小脑通过已知的突触输入获得有关错误的反馈。当运动发生错误时,攀爬纤维的活动是一个“错误信号”,它向小脑发送信息:需要通过调整某些突触的强度来调整控制运动的电路。通常是最近活跃的突触被修改,我们将分析攀爬纤维或其他小脑神经元中的哪些活动模式对于诱导可塑性是必要的和充分的,控制突触可塑性诱导的规则。电路定义了电路用于学习的算法,更好地理解这些规则可以指导策略更有效地挖掘健康个体、神经系统疾病患者以及中风后重新学习如何控制运动的患者的神经回路的学习潜力。这该提案不仅解决了运动学习领域中尚未解答的问题,而且与更全面地理解神经回路中的突触可塑性机制如何针对其控制的行为的特定计算需求进行微调相关。

项目成果

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专著数量(0)
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