Descripción del proyecto
Dilucidar la plasticidad sináptica somatosensorial
El encéfalo humano tiene una gran plasticidad, o capacidad de cambio, que se manifiesta de múltiples formas biofísicas y procesos de apoyo, desde la memoria hasta la recuperación después de un traumatismo. La plasticidad sináptica, cambios en las conexiones entre neuronas, es a menudo resultado de la modificación de la aferencia de las neuronas presinápticas, lo que crea una alteración permanente en las neuronas postsinápticas. Los modelos animales ayudan a comprender mejor este proceso. En el proyecto iMAC, financiado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, se estudia la plasticidad sináptica en la corteza somatosensorial de la rata tras el corte de las vibrisas. En concreto, su equipo emplea métodos ópticos para evaluar los mecanismos de fenómenos excitatorios aumentados en las neuronas postsinápticas de la corteza, que están relacionados con las aferencias presinápticas descendentes de las neuronas de orden superior.
Objetivo
The rodent primary somatosensory cortex (S1) contains a malleable topographic map, in which cortical columns functionally represent individual facial whiskers. When all whiskers but two are trimmed, the cortical representations of the two spared whiskers partially fuse. This fusion is associated and possibly facilitated by an increase in NMDAR-mediated dendritic nonlinearities (plateau potentials) in L2/3 neurons, which are dependent on inputs from the higher-order posteromedial thalamic complex (POm). It has been shown that plateau potentials generated by these inputs can promote plasticity of sensory-related synaptic inputs. However, the spatiotemporal relationships between the plateau potential-generating POm and the sensory-related synaptic inputs on L2/3 neurons, and possible rearrangements therein during plasticity, are not understood.
Recently developed genetically encoded glutamate indicators (GEGIs), which the fellow was involved in, have enabled the visualization of active excitatory inputs. Here, the fellow proposes a novel methodology (iMAC, Input Mapping of Active Connections), where she combines two state-of-the-art optogenetics and optophysiology tools. A presynaptic light-sensitive opsin will allow optical activation of ascending POm inputs, while a postsynaptic GEGI will allow the visualization, i.e. mapping of the activated synapses on L2/3 pyramidal neurons. First, the fellow will establish a proto-map of these higher-order thalamocortical excitatory inputs in an ex vivo preparation, followed by a proof of principle in vivo in the awake mouse. Second, the fellow will compare the POm-driven synaptic maps with those recruited by whisker sensory stimulation in vivo. Third, she will determine how these rearrange upon sensory deprivation.
Altogether, this work will investigate the spatiotemporal relationships between POm and sensory-driven inputs onto L2/3 neurons and reveal possible rearrangements therein related to cortical map plasticity.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
1211 Geneve
Suiza