Description du projet
Comprendre l’interconnexion entre les calculs neuronaux et les corrections de mouvement
Les tâches qu’exécute l’organisme exigent la correction rapide des actions erronées en fonction de la posture actuelle et des objectifs comportementaux. Nous ignorons tout des mécanismes de contrôle et de coordination de ces fonctions dans le système nerveux central. Le projet ECoFly, financé par le CER, se propose d’étudier les circuits impliqués dans le contrôle des mouvements en tant qu’intermédiaires clés entre la planification motrice et l’exécution dépendante de la posture, en utilisant le cerveau de Drosophila melanogaster. Des études antérieures ont identifié un circuit sensible à la vitesse angulaire et interconnecté à l’analogue de la moelle épinière de la mouche et à des zones cérébrales d’ordre supérieur. Le projet actuel entend combiner la microscopie électronique, le comportement, la physiologie, l’optogénétique et la modélisation afin de découvrir les mécanismes circulaires de correction de trajectoire et d’établir des relations de cause à effet entre les calculs neuronaux et le mouvement.
Objectif
To survive in natural habitats, animals move through space according to their goals. However, the uncertainties of the environment, alongside inevitable variations in neuromuscular signals, change the context in which a walking step occurs, leading to unintended movement. Thus, task performance can be jeopardized if the erroneous action is not rapidly corrected based on current posture and behavioral goals. How these aspects of control functions are implemented and coordinated across the Central Nervous System remains unknown. Here we propose studying the circuits involved in monitoring our movements, since they are key intermediaries between motor planning and posture-dependent execution. Using the compact brain of the fly Drosophila melanogaster, we will ask two fundamental questions: how is neural activity distributed across multiple networks integrated to estimate self-motion? How is this internal estimate used to correct erroneous movement? Using a self-paced behavior, in which a fly drifting from a stable heading turns based on an internal drift estimate, we have found a circuit sensitive to angular velocity, richly interconnected to the flys analogue of the spinal cord and higher-order brain areas, and critical to drift-based turns. We will leverage these results, and combine them with electron microscopy, behavior, physiology, optogenetics and modelling to study circuit mechanisms for course correction. We will: 1) use connectomics and manipulations of neural activity to identify pathways involved in corrective turns, 2) record from the identified neurons and correlate their activity with behavior, 3) perturb cell type-specific neurons to test their role on self-motion computations and on corrective turns, and 4) test neural activity in different behavioral contexts. These experiments will establish unprecedented causal relationships between neural computations and movement and reveal the functional organization of distributed circuits for walking control.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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- sciences naturellessciences physiquesoptiquemicroscopie
- sciences médicales et de la santémédecine fondamentalephysiologie
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régime de financement
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
1400-038 Lisboa
Portugal