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An immersive, versatile fish VR for studying whole-brain circuits during naturalistic experience of complex and flexible behaviours in the adult vertebrate

Projektbeschreibung

Virtuelle Realität zum Verständnis der verhaltensbezogenen Selektion bei erwachsenen Wirbeltieren

Tiere passen sich an komplexe Umgebungen an. Die Neurowissenschaft stützt sich jedoch meistens auf einfache, künstliche Reize und konzentriert sich auf begrenzte Gehirnregionen. Dieser Ansatz führt zu Einschränkungen in unserem Verständnis darüber, auf welche Weise verschiedene Zelltypen zusammenarbeiten, um adaptives Verhalten in natürlichen Umgebungen zu ermöglichen. Das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahme unterstützte Projekt FISH-VR wird eine Kalziumbildgebung des gesamten Gehirns beim transparenten Mikro-“Glasfisch“ Danionella cerebrum durchführen. Der angeschlossene erwachsene Danionella-Fisch wird in einer komplexen virtuellen Umgebung unter naturalistischen Bedingungen mit geschlossenem und teilweise offenem Kreislauf navigieren. Das Projekt zielt darauf ab, die zellulären und netzwerkspezifischen Korrelate der motorischen Anpassung bei erwachsenen Wirbeltieren zu ermitteln. Dies soll unser Verständnis der Verhaltensselektion verbessern und die Grundlage für künftige Studien zu den Gehirnschaltkreisen bilden, die an erfahrungs- und kontextabhängigen Verhaltensweisen beteiligt sind.

Ziel

Animals navigate through complex, ever-changing environments, and can adapt to dramatic variations in their sensory inputs, internal states, and the effects of their motor outputs across different contexts. Despite the complexity of the natural environments in which brains evolved, most experiments in neuroscience use simple, artificial stimuli that are designed to evoke specific types of behaviour and neural activity, but are a poor facsimile of reality. Furthermore, most neural recording studies focus on single or few brain regions, and thus ignore the importance of interactions across the brain, especially during complex behaviours. Such hampered experimental approaches have been proven unsuccessful to reveal how diverse cell types across the nervous system interact to produce adaptive behaviour in complex, naturalistic environments. Here, I propose to address these challenges, to contribute to an improved understanding of how the brain works flexibly at large scale, when tackling a sensorimotor task. I will take advantage of the new animal model I established as a PhD student (the small, transparent micro glassfish Danionella cerebrum (DC)), and the techniques I learned and established as a postdoctoral fellow (whole-brain cellular-level calcium imaging, and a virtual reality arena system that allows to reversibly head-tether fish). I propose to conduct brain-wide calcium imaging from tethered adult Danionella as they gauge their behaviour during naturalistic closed-loop and partial open-loop controlled exploration in a complex and immersive virtual environment. My unique expertise will be essential to determine the cellular and network correlates of motor adaptation in an adult vertebrate, to advance our fundamental insight on the neurobiology of behaviour selection, and to establish a research program for exploring brain circuits for experience-dependent behaviours and context-dependent adaptation in the future.

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

SORBONNE UNIVERSITE
Netto-EU-Beitrag
€ 242 260,56
Adresse
21 RUE DE L'ECOLE DE MEDECINE
75006 Paris
Frankreich
Region
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten