Opis projektu
Mechanizmy przepływu informacji przez mózg
Neurony w mózgu tworzą skupiska, czyli większe struktury funkcjonalne, które komunikują się ze sobą, umożliwiając przepływ informacji oraz generowanie zachowań motorycznych i funkcji poznawczych. Niewiele jednak wiadomo na temat tego mechanizmu. Wykorzystując larwy danio pręgowanego, zespół finansowanego przez UE projektu BrainInformationFlow przeprowadzi analizę dynamiki w obrębie całego mózgu. Zastosowanie metod optogenetyki i mikroskopii umożliwi naukowcom opisanie struktury i organizacji połączeń w mózgu. Badacze skupią się przede wszystkim na odporności obwodów mózgowych i mechanizmach kompensacyjnych w przypadku zakłóceń w przepływie informacji. Ich ustalenia mogą dostarczyć ważnej wiedzy na temat mechanizmów patologicznych odpowiadających za choroby neurologiczne.
Cel
How information is processed and flows through the brain to generate motor behaviours and cognitive functions is a paramount question in neurosciences. Donald Hebb proposed that individual neurons cooperate to form larger functional structures (neuronal assemblies) that communicate between them through phase sequences. Recent experiments support the existence of assemblies but how does the information flow between these neuronal assemblies, across the entire brain, remains elusive.
I propose to use the zebrafish larva as the experimental model that in combination with optogenetics and light-sheet microscopy, enables monitoring whole-brain dynamics, with single-neuron resolution in an intact behaving vertebrate. Taking advantage of a multidisciplinary approach involving cutting-edge optical techniques, genetics, optogenetics, and mathematical methods from graph theory and statistical mutual information, I intend to shed light on basic principles underlying the flow of information across the entire brain. Specifically, I will study the following aims:
* Description of the connectivity structure and organization across the whole brain.
* Testing the existence of bottlenecks and surrogate connectivity between neuronal assemblies.
* Network connectivity robustness: circuit and physiological compensations following flow of information interruption.
In recent years, zebrafish became an important model for human diseases (e.g. Parkinson's, Rett's syndrome, or autism). Thus, my findings may contribute to the understanding of information flow anomalies associated with neurological disorders, and therefore open new doors for the design of novel treatments, still impossible to envision using more complex animal models.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF-EF-ST - Standard EFKoordynator
75230 Paris
Francja