Descripción del proyecto
Explicación de los cambios que dependen del aprendizaje a nivel de la red neuronal
Recibimos constantemente múltiples estímulos de nuestro entorno. Para que los estímulos se utilicen con eficacia como información, son necesarios procesos de percepción, aprendizaje y memorización, que dependen de mecanismos estructurales y celulares de plasticidad en circuitos neuronales identificados. Sin embargo, hasta ahora, la investigación sobre la plasticidad estructural y celular se limitaba a la entrada de la plasticidad de la corteza cerebral. El objetivo del proyecto AXPLAST, financiado con fondos europeos, es dilucidar los mecanismos de codificación neuronal en la integración multisensorial y el aprendizaje asociativo en regiones encefálicas más profundas. Para ello, se combinará una técnica de obtención de imágenes de microscopía en miniatura para cartografiar la dinámica estructural de circuitos neuronales definidos en la amígdala y sus áreas de entrada talámicas. Esto permitirá obtener conocimientos fundamentales sobre los mecanismos celulares que subyacen al procesamiento sensitivo durante el aprendizaje.
Objetivo
Learning and memory are the basis of our behaviour and mental well-being. Understanding the mechanisms of structural and cellular plasticity in defined neuronal circuits in vivo will be crucial to elucidate principles of circuit-specific memory formation and their relation to changes in neuronal ensemble dynamics.
Structural plasticity studies were technically limited to cortex, excluding deep brain areas like the amygdala, and mainly focussed on the input site (dendritic spines), whilst the plasticity of the axon initial segment (AIS), a neurons site of output generation, was so far not studied in vivo. Length and location of the AIS are plastic and strongly affects a neurons spike output. However, it remains unknown if AIS plasticity regulates neuronal activity upon learning in vivo.
We will combine viral expression of AIS live markers and genetically-encoded Ca2+-sensors with novel deep brain imaging techniques via gradient index (GRIN) lenses to investigate how AIS location and length are regulated upon associative learning in amygdala circuits in vivo. Two-photon time-lapse imaging of the AIS of amygdala neurons upon fear conditioning will help us to track learning-driven AIS location dynamics. Next, we will combine miniature microscope imaging of neuronal activity in freely moving animals with two-photon imaging to link AIS location, length and plasticity to the intrinsic activity as well as learning-related response plasticity of amygdala neurons during fear learning and extinction in vivo. Finally, we will test if AIS plasticity is a general cellular plasticity mechanisms in brain areas afferent to the amygdala, e.g. thalamus.
Using a combination of two-photon and miniature microscopy imaging to map structural dynamics of defined neural circuits in the amygdala and its thalamic input areas will provide fundamental insights into the cellular mechanisms underlying sensory processing upon learning and relate network level plasticity with the cellular level.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véase: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véase: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
- ciencias naturalesciencias biológicasneurobiología
- ciencias naturalesciencias físicasópticamicroscopía
- ingeniería y tecnologíaingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, ingeniería de la informacióningeniería electrónicasensores
Para utilizar esta función, debe iniciar sesión o registrarse
Palabras clave
Programa(s)
Convocatoria de propuestas
(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2018-STG
Consulte otros proyectos de esta convocatoriaRégimen de financiación
ERC-STG - Starting GrantInstitución de acogida
53127 Bonn
Alemania