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Efficient odour representations in the olfactory bulb: Flexible lateral interactions synchronize co-active columns

Description du projet

Synchroniser l’odorat

Contrairement à la rétine, qui forme une carte topographique du champ visuel, l’odorat est un sens non topographique. Des découvertes récentes dans le bulbe olfactif révèlent des microcircuits qui relient des colonnes de récepteurs distantes, permettant une représentation des odeurs flexible et économe en énergie. Le projet COLUMNET, financé par le CER, entend examiner la synchronisation des colonnes de canaux récepteurs coactifs dans la gamme de fréquences gamma, qui est essentielle à la perception des odeurs dans le cortex olfactif. En utilisant une préparation nez-cerveau semi-intacte et l’imagerie biphotonique 3D avancée, cette étude explorera les interactions entre les ensembles neuronaux au sein des canaux colonnaires. L’étude examinera également si les pulsations des vaisseaux sanguins augmentent l’activité colonnaire en réponse à une stimulation olfactive. Ces résultats devraient améliorer considérablement notre compréhension de la perception olfactive.

Objectif

How is the percept of a smell generated from the fractionated representation of odours at the periphery where olfactory receptor channels detect structural elements of odour molecules? While this problem seems akin to the detection of a “Gestalt”/object by the visual system using its contours, there is a fundamental difference between olfaction and vision due to the discontinuous, non-topographical nature of odour representation.
Recently my group has discovered intriguing subcellular mechanisms of the neuronal microcircuits prevalent in the olfactory bulb that may enable flexible and energy-efficient non-topographical odour representation. These microcircuits connect distant olfactory receptor channel columns with each other and operate in a previously unknown activity-dependent manner. Here we aim to translate these findings from the synaptic to the systemic level, and test our hypotheses regarding the synchronization mechanism of co-active receptor channel columns in the gamma regime which will then allow the combinatorial synthesis of the odour percept in the olfactory cortex.
By combining olfactory stimulation of our semi-intact nose-brain preparation with state-of-the-art imaging techniques with unprecedented large-scale spatio-temporal resolution (3D two-photon imaging of voltage-sensitive dyes), we will study the interaction between the neuronal ensembles belonging to columnar channels. This system-level understanding will be complemented by in-depth investigation of activity-dependent output of individual synapses in acute brain slices. Next, we will test whether columnar activity upon odour stimulation is amplified by a local mechanism recently discovered by our lab that links blood vessel pulsations to oscillatory neural activity. Finally, we will integrate our results into a realistic computational network model of the olfactory bulb.

COLUMNET will significantly advance our understanding of olfactory perception.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Ce projet n'a pas encore été classé par EuroSciVoc.
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Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-ADG

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Institution d’accueil

UNIVERSITAET REGENSBURG
Contribution nette de l'UE
€ 3 453 563,00
Adresse
UNIVERSITATSSTRASSE 31
93053 Regensburg
Allemagne
Région
Bayern Oberpfalz Regensburg, Kreisfreie Stadt
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Bénéficiaires (1)