Opis projektu
Zrozumienie wzajemnych powiązań między obliczeniami neuronowymi a korektami ruchu
Wykonywanie zadań przez organizm wymaga szybkiej korekty błędnych działań w oparciu o aktualną postawę ciała i cele behawioralne. Mechanizmy kontroli i koordynacji tych funkcji w ośrodkowym układzie nerwowym pozostają jednak nieznane. Finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projekt ECoFly ma na celu zbadanie obwodów zaangażowanych w monitorowanie ruchu jako kluczowych pośredników między planowaniem a zależnym od postawy ciała wykonaniem ruchu. Przedmiotem badania będzie mózg muszki owocowej (Drosophila melanogaster). Wcześniejsze badania umożliwiły identyfikację obwodu neuronalnego, który jest wrażliwy na prędkość kątową oraz połączony z analogiem rdzenia kręgowego muszki i obszarami związanymi z funkcjami mózgu wyższego rzędu. Wykorzystując połączenie mikroskopii elektronowej, behawioryzmu, fizjologii, optogenetyki i modelowania, zespół obecnego projektu zamierza odkryć mechanizmy obwodowe odpowiedzialne za korygowanie kursu, ustanawiając związki przyczynowe między obliczeniami neuronowymi a ruchem.
Cel
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.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- nauki przyrodniczenauki fizyczneoptykamikroskopia
- medycyna i nauki o zdrowiumedycyna klinicznafizjologia
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
1400-038 Lisboa
Portugalia