Description du projet
Explorer l’énigmatique passerelle du «petit cerveau»
Le système nerveux est extrêmement organisé, tant structurellement que fonctionnellement. Le cervelet, l’une des trois composantes du cerveau avec le cerebrum et le tronc cérébral, est considéré comme la structure essentielle qui gère le mouvement, la posture et l’équilibre. Récemment, des preuves croissantes soutiennent également un rôle du cervelet dans le traitement cognitif, entre autres. En tant que seul canal de sortie du cervelet, les noyaux cérébelleux forment une unité de traitement intégrative finale avant la transmission des signaux au tronc cérébral et au cerebrum. Malgré leur rôle essentiel, on sait étonnamment peu de choses sur l’organisation structurelle et fonctionnelle des noyaux cérébelleux. CN Identity étudie les circuits et les effets en aval via des tâches comportementales, des enregistrements électrophysiologiques et des perturbations optogénétiques. Les résultats devraient combler les lacunes dans nos connaissances sur le rôle essentiel des sorties cérébelleuses sur les fonctions sensorimotrices et cognitives.
Objectif
How does the brain integrate diverse sensory inputs and generate appropriate motor commands? Our cerebellum is a key region for such a sensorimotor processing, empowered by its sophisticated neural computation and constant communication with other brain regions. The well-timed cerebellar information is integrated and funneled to other brain regions through the cerebellar nuclei (CN). Yet, how CN circuitry contributes to the cerebellar control of sensorimotor processing is unclear. My recent work indicates that the CN activity serves various functions ranging from the online motor control, the amplitude amplification of cerebellar outputs to the control of motor planning. Given these advances, I am now in a unique position to decipher the properties of CN neurons and identify their specific roles in different forms of sensorimotor processing. It is my central hypothesis that depending on the specific demands of the task, CN neurons can either facilitate or suppress the activity of downstream regions with millisecond precision; and the anatomical, genetic and functional properties of CN neurons are tailored to the particular task involved. To test this hypothesis, I will 1) identify the activity patterns of different CN modules during the acquisition and execution of two sensorimotor tasks and characterize the relevant extra-cerebellar inputs to these modules; 2) identify the connectivity-transcription logic of different CN modules and link them to their task-specific outputs; and 3) examine the impacts of manipulating anatomically and/or genetically defined CN neurons on the downstream regions during different sensorimotor tasks. I will accomplish these key objectives by developing various novel electrophysiological, optogenetic, molecular and imaging techniques. My research is likely to break new ground, demonstrating that the identity of CN neurons is determined by their differential temporal demands of sensorimotor tasks controlled by different brain structures.
Programme(s)
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2019-STG
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Pays-Bas