初级听觉皮层对听觉预测运动行为的调节及机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81671106
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0904.运动障碍性疾病
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The ability of the brain to predict future events based on the pattern of recent sensory experience is critical for guiding animal's behavior, however, the conditions of neural and mental diseases are generally associated with the disorder of auditory anticipatory behavior. Neocortical circuits for immediate processing of sensory stimuli are extensively studied, but their contributions to the anticipation of upcoming sensory stimuli remain less understood. In our previous study, we found neuronal ensembles in layers 2/3 that were activated in relationship to anticipated sound events following rhythmic stimulation. Therefore, in present project we plan to use in vivo cellular imaging and fiber photometry to record mouse primary auditory cortex to elucidate its role in processing anticipated stimulation. And then we will investigate the relationship between the neuronal activities and the occurrence of anticipatory motor responses during an auditory associative learning task. Moreover, optogenetic technique will be applied to reveal the role of neuronal activities in producing the behavior. Based on these, we may be able to clarify the mechanisms of primary sensory cortical circuit for coding predictive information and transforming it into anticipatory behavior.
大脑基于近期感觉经验去预测将来事件的能力对于主导动物的行为是极其重要的,而在神经及精神类疾病条件下,常常伴有感觉预测运动行为异常。大脑皮层环路对即时的感觉刺激处理已经被广泛地研究,但是对于即将出现的感觉刺激的预测的贡献仍然是缺乏理解的。在前期工作中,我们发现在听觉皮层第2/3层的部分神经元在经过节律性的刺激后可以反应预测声音的事件。为此,在本项目中我们计划先采用在体细胞成像和光纤记录技术去记录小鼠初级听觉皮层神经元活动从而理解它们处理预测刺激的作用。然后在一个听觉学习任务中,进一步观察神经活动与预期出现的运动反应的相关性,并采用光遗传学技术揭示这种神经活动对产生运动行为的影响,从而在细胞分辨率水平上阐明初级感觉皮层环路对编码预测信息和转换为预期行为的重要性。

结项摘要

基于过去学习的经验,预测即将到来的事件,是动物一项非常重要的基本能力。这种预测能力对动物的决策和认知等高级功能都有重要影响。我们利用双光子显微成像技术发现了小鼠初级听皮层的部分神经元在连续多次时间间隔相同的声音刺激后,会产生多一次的响应,我们称之为回波反应。这个回波反应就是神经元基于前面的刺激对即将发生的刺激进行的预测。与此同时,我们建立了小鼠感知运动行为学,训练小鼠听声音舔水。我们发现给小鼠连续多次时间间隔相同的声音刺激后,小鼠会产生回波反应舔水,这个舔水动作与听皮层神经元的回波反应高度相关,而且不依赖于听觉丘脑的信息传递。光遗传学抑制听皮层可以有效的抑制小鼠的回波反应舔水。光遗传学兴奋训练后的小鼠可以直接引起舔水反应和回波反应舔水动作。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Simultaneous Measurement of Neuronal Activity in the Pontine Micturition Center and Cystometry in Freely Moving Mice
同时测量自由活动小鼠脑桥排尿中心的神经元活动和膀胱测压
  • DOI:
    10.3389/fnins.2019.00663
  • 发表时间:
    2019-06
  • 期刊:
    Frontiers in Neuroscience
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Yao Jiwei;Li Qianwei;Li Xianping;Qin Han;Liang Shanshan;Liao Xiang;Chen Xiaowei;Li Weibing;Yan Junan
  • 通讯作者:
    Yan Junan
The paraventricular thalamus is a critical thalamic area for wakefulness
室旁丘脑是清醒的关键丘脑区域
  • DOI:
    10.1126/science.aat2512
  • 发表时间:
    2018-10-26
  • 期刊:
    SCIENCE
  • 影响因子:
    56.9
  • 作者:
    Ren, Shuancheng;Wang, Yaling;Hu, Zhian
  • 通讯作者:
    Hu, Zhian
Targeted Patching and Dendritic Ca(2+) Imaging in Nonhuman Primate Brain in vivo.
非人灵长类动物大脑体内的靶向修补和树突状 Ca2 成像
  • DOI:
    10.1038/s41598-017-03105-0
  • 发表时间:
    2017-06-06
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Ding R;Liao X;Li J;Zhang J;Wang M;Guang Y;Qin H;Li X;Zhang K;Liang S;Guan J;Lou J;Jia H;Chen B;Shen H;Chen X
  • 通讯作者:
    Chen X
Functional imaging of neuronal activity of auditory cortex by using Cal-520 in anesthetized and awake mice
使用 Cal-520 对麻醉和清醒小鼠的听觉皮层神经元活动进行功能成像
  • DOI:
    10.1364/boe.8.002599
  • 发表时间:
    2017-05-01
  • 期刊:
    BIOMEDICAL OPTICS EXPRESS
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Li, Jingcheng;Zhang, Jianxiong;Liao, Xiang
  • 通讯作者:
    Liao, Xiang
NeuroSeg: automated cell detection and segmentation for in vivo two-photon Ca2+ imaging data
NeuroSeg:体内双光子 Ca2 成像数据的自动细胞检测和分割
  • DOI:
    10.1007/s00429-017-1545-5
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
    BRAIN STRUCTURE & FUNCTION
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Guan, Jiangheng;Li, Jingcheng;Liao, Xiang
  • 通讯作者:
    Liao, Xiang

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腺苷对小鼠前额叶皮质锥体细胞超极化激活阳离子电流的影响
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  • 作者:
    胡志安;贾晓军;李博;闫洁;陈芳;谌小维
  • 通讯作者:
    谌小维
Orexin-A对麻醉大鼠前额叶皮层神
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  • 作者:
    陈伯成;赵红梅;谌小维;薛丽
  • 通讯作者:
    薛丽

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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