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Exploring asymmetric neural dynamics – a study on Drosophila’s visuomotor processing

Projektbeschreibung

Untersuchung der Asymmetrie neuronaler Schaltkreise anhand von Drosophila-Studien

Asymmetrie spielt bei der Organisation des Nervensystems eine entscheidende Rolle und beeinflusst Kognition und Verhalten bei allen Arten. In Drosophila weisen dorsale Clusterneuronen (DCN) eine asymmetrische axonale Verzweigung auf, die das Navigieren verbessert. Fliegen mit asymmetrischeren DCN sind besser in der Lage, sich an Objekten zu orientieren. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen geförderte Projekt ExpAND untersucht die Vorteile von Asymmetrien der neuronalen Schaltkreise anhand eines einzigen Tiermodells. Das Projekt untersucht, wie strukturelle Asymmetrien innerhalb eines neuronalen Schaltkreises die Physiologie verbessern, indem sie eine spezifische Dynamik der neuronalen Aktivität zwischen den Hemisphären fördern. Dies wird anhand anatomischer Rekonstruktionen, funktioneller Kalzium-Bildgebung in frei lebenden Fliegen und computergestützter Modellierung erforscht werden. Mithilfe von Drosophila-Studien soll das Projekt aufzeigen, wie strukturelle Asymmetrien zur neuronalen Physiologie beitragen.

Ziel

Asymmetry is a fundamental principle of nervous system organization and can be seen across species in various forms, ranging from subtle differences in neuron size, synaptic connectivity, or axonal branching, to more pronounced cases where entire brain regions are lateralized to one hemisphere. These asymmetries play a critical role in cognition, species-specific behaviors, and neural circuit physiology. While studies in model organisms and human brain imaging have provided some insights into the role of asymmetry in behavior, the underlying neural and computational mechanisms remain largely unexplored. Navigational tasks, such as locating food or mates and driving a car rely on these neural asymmetries. In Drosophila, dorsal cluster neurons (DCN) exhibit asymmetric axonal branching between hemispheres and are crucial for navigation between targets. Flies with more asymmetric DCN wiring show improved performance when orienting toward an object, and inducing asymmetry in originally symmetric wiring enhances this ability. In this project, I aim to test for the first time the computational, physiological, and behavioral advantages of neural circuit asymmetries within a single animal model. I hypothesize that structural asymmetry within a circuit influences its physiology by promoting specific neural activity dynamics across hemispheres. To test this, I will combine anatomical reconstructions, functional calcium imaging in freely behaving flies, and computational modeling. My expertise in linking specific neural circuits to visually guided behaviors uniquely positions me to uncover how structural asymmetry benefits neural physiology. The rapidly advancing tools and resources in Drosophila research make DCN an ideal model for this study. Overall, this integrated approach provides a promising avenue for revealing fundamental principles of neural circuit function and the advantages of asymmetric wiring.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

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

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Koordinator

INSTITUT DU CERVEAU ET DE LA MOELLE EPINIERE
Netto-EU-Beitrag
€ 226 420,56
Adresse
BOULEVARD DE L'HOPITAL 47
75013 Paris
Frankreich
Region
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
Keine Daten