Projektbeschreibung
Verständnis der spezifischen Funktionen menschlicher Neuronen und Schaltkreise
Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass auf den Menschen spezialisierte Pyramidenzellen in der kortikalen Schicht 3, die mit dem IQ in Zusammenhang stehen und Schaltkreise mit Doppelbusch-Zellen bilden, für die Kognition eine bedeutende Rolle spielen. Diese Verbindungen werden durch den metabotropen Glutamatrezeptor 3 (mGluR3) beeinflusst und gehen bei kognitiven Störungen verloren. Das ERC-finanzierte Projekt HumanCircuits will die Hypothese untersuchen, dass die kortikale Informationsverarbeitung im menschlichen Gehirn auf einem hochgradig vernetzten Netzwerk dieser spezialisierten Neuronen mit schnellen synaptischen Verbindungen beruht, die durch mGluR3 reguliert werden. Anhand von neurochirurgischem Gehirngewebe werden im Rahmen des Projekts multizelluläre Patch-Clamp-Aufzeichnungen von Schaltkreisen durchgeführt, die aus genetisch markierten Zellen der Schicht 3 und Doppelbusch-Zellen bestehen. Die gezielte Beeinflussung von mGluR3 könnte eine vielversprechende Strategie zur Behandlung von kognitivem Verfall darstellen.
Ziel
Human cognition stands out from other species, but how neurons and circuits in the human brain support cognition is poorly understood. Our recent work showed that human brain holds specialized neuron types – pyramidal neurons in cortical layer 3 (L3 PNs) – with distinct properties that associate with IQ scores. In the human brain, L3 PNs form circuits with each other and another human-specialized interneuron type, double bouquet cell (DBC). These circuits might be critical for human cognition as they are selectively lost in cognitive disorders, but their function in the human brain is unknown. In addition, our data show that human L3 PNs are modulated in a distinct manner by a metabotropic glutamate receptor 3 (mGluR3), a receptor that is important in human and primate cognition.
Here, I will test my prediction that cortical computation in the human brain relies on the hyperconnected network of human-specialized neuron types with strong and fast synaptic connections, that can be regulated by mGluR3 to increase computational power. This can only be achieved by novel techniques we recently applied to neurosurgery brain tissue: to study the neuronal function and synaptic properties, I will use multi-cell patch-clamp recordings of genetically-labelled L3 and DBC circuits in organotypic cultures of human brain tissue. To study the molecular mechanism of mGluR3 action, I will combine single cell RNA sequencing (patch-seq technique), and mechanistic interventions by manipulating mGluR3 pathway with viral CRISPRi/a tools. Finally, to link these results to cognition, I will collect cognitive scores and in vivo network function from the same subjects. My proposal will not only deliver valuable data on human neurons but will also provide mechanistic understanding of how human brain operates on neuronal level in circuits important for cognition. Ultimately, mGluR3 might prove to be a promising therapeutic target for diseases marked by cognitive decline.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
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Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-COG
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1081 HV Amsterdam
Niederlande
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.