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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Supervised mechanisms for locomotor learning in the cerebellum

Descripción del proyecto

Descodificación del aprendizaje motor en el encéfalo

Tanto en los seres humanos como en los animales, la capacidad de desplazarse de un lugar a otro, o capacidad locomotora, comprende todo un conjunto de movimientos que implica la actividad coordinada de varios sistemas corporales. El aprendizaje motor es clave para la locomoción adaptativa en un entorno dinámico. Sin embargo, aún no se conocen del todo los mecanismos neuronales subyacentes. En el proyecto SuperLoco, que cuenta con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, se pretende examinar el papel de las fibras neuronales en el cerebelo. El equipo de investigación creará una asimetría de la marcha en ratones y, a continuación, empleará tecnologías punteras para descubrir cómo la sincronización de las señales de las fibras neuronales afecta a la actividad del cerebelo y a la adaptación locomotora. Los resultados del proyecto contribuirán a la comprensión y el tratamiento de los trastornos motores.

Objetivo

Motor learning is essential to move in a continuously changing environment, but the underlying neural circuit mechanisms are still poorly understood. This is critical for locomotion, a fundamental but complex behavior, which requires precise control of whole-body movements at the same time.
The cerebellum plays a key role in motor learning, supposedly generating corrective movements through supervised error-based mechanisms in response to perturbation. For simple tasks, climbing fibers originating in the Inferior olive drive supervised learning, generating changes of cerebellar activity and corrective responses.
During locomotion, perturbations cause gait asymmetries, which can be externally induced in a split-belt treadmill with belts running at different speeds. The host laboratory developed a split-belt treadmill to study locomotor adaptation in mice, showing that it is similar to humans, occurs through motor corrections with complex spatiotemporal dynamics, and is driven by the cerebellum. However, the underlying neural bases are unknown.
SuperLoco aims to identify supervised mechanisms for locomotor learning, exploiting the synergy between cutting-edge technologies to interact with neural circuits and computational neuroscience tools. Specifically, we will: (i) record climbing fiber and cerebellar activity during locomotor learning in mice with high-yield electrophysiology, (ii) simulate locomotor learning in a bioinspired spiking neural network of the cerebellum with climbing fiber-supervised plasticity, (iii) optogenetically stimulate climbing fibers to induce locomotor learning based on model predictions. Our main hypothesis is that the timing of climbing fiber signals determines changes of cerebellar activity through supervised plasticity driving locomotor learning.
SuperLoco outcomes will shed light on neural mechanisms for complex whole-body movements, fundamental in neuroscience and crucial for treatment of movement disorders.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

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

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

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Coordinador

FUNDACAO D. ANNA DE SOMMER CHAMPALIMAUD E DR. CARLOS MONTEZ CHAMPALIMAUD
Aportación neta de la UEn
€ 156 778,56
Coste total
Sin datos