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Investigating the neural ensembles underlying the encoding of memory in zebrafish

Descrizione del progetto

La formazione della memoria nei vertebrati

Il pesce zebra ha assunto un ruolo sempre più importante nella ricerca scientifica. Questo perché ha molte caratteristiche che lo rendono adatto allo studio di processi biologici e malattie umane. Il progetto ZebraHipNetwork, finanziato dall’UE, studierà l’architettura della connettività degli insiemi neurali dell’omologo dell’ippocampo del pesce zebra utilizzando una combinazione di registrazioni elettrofisiologiche ex vivo e di imaging del calcio a due fotoni dell’intero cervello. Chiarirà inoltre quale tipo di informazione codifica l’omologo dell’ippocampo durante l’apprendimento e come si modifica l’attività neurale a livello cerebrale nel corso dell’apprendimento in animali reattivi. Il lavoro di questo progetto identificherà per la prima volta i meccanismi neurali fondamentali che sono alla base della formazione della memoria nei vertebrati ancestrali, dimostrando che tali meccanismi e caratteristiche di connettività sono conservati tra le specie.

Obiettivo

How animals respond to their environment largely depends on their past experiences. In fact, understanding how these subjective experiences are formed and how they influence behavior is one of the ultimate goals of neuroscience. However, how memories are established in the brain is still poorly understood in mammals and even less in primitive vertebrates. Although the formation of memory has been largely studied at the single-neuron level, more recent studies have shown that the establishment of memory traces necessitates the interactions between multiple brain regions including the cortex, amygdala and hippocampus. Yet, imaging across these vast brain areas is very challenging in mammals due the complexity and size of the mammalian brain. Since there are accumulating evidence illustrating that the hippocampus and amygdala are evolutionary conserved across vertebrates, here, I will use an optically transparent and genetically amenable vertebrate model that allows for brain-wide imaging of neural activity: the juvenile zebrafish. First, I will use electrophysiological and immunochemical methods to identify the major neuronal populations in the fish’s hippocampal homologue (WP1). Next, I will use a combination of electrophysiological recordings and whole-brain two-photon calcium imaging to investigate the connectivity architecture and synaptic organization of the neural ensembles of the hippocampal homologue in zebrafish brain explants (WP2). Finally, I will characterize what kind of information does the hippocampal homologue encode during learning and how does the brain-wide neural activity changes over the course of learning in behaving animals (WP3). Collectively, this project will identify, for the first time, key fundamental neural mechanisms that underlie memory formation across vertebrates and will provide a basis for future projects seeking to study complex neural computations in primitive species.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2021-PF-01

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Coordinatore

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET NTNU
Contributo netto dell'UE
€ 226 751,04
Indirizzo
HOGSKOLERINGEN 1
7491 Trondheim
Norvegia
Regione
Norge Trøndelag Trøndelag
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato