Projektbeschreibung
Die neuronalen Mechanismen von gestörter Hirnkonnektivität
Die funktionelle Magnetresonanztomografie (fMRT) im Ruhezustand ist eine Methode zur Bestimmung der Konnektivität im Gehirn, also der Frage, wie Hirnregionen miteinander interagieren und kommunizieren. Sie kommt zum Einsatz, wenn bei einer psychischen oder Entwicklungsstörung, wie Schizophrenie, Autismus oder vielen anderen, die Funktionsschädigung des Gehirns untersucht werden soll. Doch noch immer ist unklar, wie die funktionale Verbindung der beteiligten Nervenzellen gestört wird. Im Zusammenhang damit gilt es weiterhin zu klären, was die funktionale Synchronisierung zwischen einzelnen Hirnregionen befördert und ob es allgemeingültige pathophysiologische Mechanismen gibt, die zu einer gestörten Hirnkonnektivität führen. Das EU-finanzierte Projekt DisConn will nun mithilfe von Ruhezustands-fMRT an wachen Mäusen die neuronalen Mechanismen der funktionalen Konnektivität erforschen und herausfinden, inwiefern sie an der Störung der Konnektivität im Gehirn beteiligt sind.
Ziel
A rapidly expanding approach to understanding neural organization is to map patterns of spontaneous neural activity as an index of functional communication and connectivity across brain regions. Fostered by the advent of neuroimaging methods like resting-state fMRI (rsfMRI), this approach has revealed that functional connectivity is almost invariably disrupted in severe psychiatric disorders, such as autism or schizophrenia. However, the neural basis of such functional disconnectivity remains mysterious. What drives brain-wide functional synchronization? And are there shared pathophysiological mechanisms leading to impaired large-scale neural coupling?
This project aims to elucidate the neural drivers of macroscale functional connectivity, as well as its breakdown in brain connectopathies. To achieve this goal, I propose a multi-scale perturbational approach to establish causal relationships between specific neural events and brain-wide functional connectivity via a novel combination of rsfMRI and advanced neural manipulations and recordings in the awake mouse.
By directionally silencing functional hubs as well as more peripheral cortical regions, I will provide a hierarchical description of spontaneous network organization that will uncover regional substrates vulnerable to network disruption. I will also manipulate physiologically-distinct excitatory or inhibitory populations to probe a unifying mechanistic link between excitatory/inhibitory imbalances and aberrant functional connectivity. Finally, to account for the hallmark co-occurrence of synaptic deficits and functional disconnectivity in developmental disorders, I will link cellular mechanisms of synaptic plasticity and learning to the generation of canonical and aberrant spontaneous activity patterns. These studies will pave the way to a back-translation of aberrant functional connectivity into interpretable neurophysiological events and models that can help understand, diagnose or treat brain disorders.
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. Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2018-STG
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Italien