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CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
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Deep brain imaging of cellular mechanisms of sensory processing and learning

Description du projet

Expliquer les changements liés à l’apprentissage au niveau du réseau neuronal

Nous recevons constamment de multiples stimuli de notre environnement. Pour que ces stimuli soient utilisés efficacement en tant qu’informations, des processus de perception, d’apprentissage et de mémorisation sont nécessaires, qui reposent sur des mécanismes structurels et cellulaires de plasticité dans des circuits neuronaux identifiés. Cependant, jusqu’à présent, la recherche sur la plasticité structurelle et cellulaire était limitée à l’entrée de la plasticité du cortex cérébral. Le projet AXPLAST, financé par l’UE, vise à élucider les mécanismes de codage neuronal dans l’intégration multisensorielle et l’apprentissage associatif dans les régions plus profondes du cerveau en combinant une technique d’imagerie par microscopie miniature pour cartographier la dynamique structurelle de circuits neuronaux définis dans l’amygdale et ses zones d’entrée thalamiques. Cela permettra d’obtenir des informations fondamentales sur les mécanismes cellulaires qui régissent le traitement sensoriel lors de l’apprentissage.

Objectif

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 neuron’s 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.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

ERC-STG - Starting Grant

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2018-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

DEUTSCHES ZENTRUM FUR NEURODEGENERATIVE ERKRANKUNGEN EV
Contribution nette de l'UE
€ 941 877,50
Coût total
€ 941 877,50

Bénéficiaires (2)