Opis projektu
Badanie zagadkowych wrót „małego mózgu”
Układ nerwowy jest doskonale zorganizowany zarówno pod względem strukturalnym, jak i funkcjonalnym. Móżdżek to obok mózgu i pnia mózgu jedna z trzech podstawowych struktur, która odgrywa kluczową rolę w kontroli ruchu, postawy i równowagi. Najnowsze badania wskazują również na istotną rolę móżdżku między innymi w procesach poznawczych. Jądra móżdżku tworzące jedyną drogę wychodzącą z móżdżku pełnią funkcję procesora, w którym zachodzi ostatnia faza integracji wszystkich informacji. Na tej podstawie wysyłany jest sygnał do pnia mózgu i mózgowia. Co zdumiewające, pomimo pełnienia tak kluczowej roli, jądra móżdżku i ich organizacja strukturalna i funkcjonalna wciąż nie zostały dostatecznie zbadane. Twórcy projektu CN Identity badają obwody i skutki aktywacji jąder móżdżku na podstawie zadań behawioralnych, zapisów elektrofizjologicznych i perturbacji optogenetycznych. Wyniki projektu powinny pomóc w wypełnieniu luki w wiedzy na temat znaczenia jąder móżdżku w kontekście funkcji czuciowo-ruchowych i poznawczych.
Cel
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.
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
3015 GD Rotterdam
Niderlandy