Description du projet
Étudier la vision des souris avec un œil d’aigle
Bien que nous ayons fait d’énormes progrès dans la compréhension du fonctionnement du cerveau, nous n’avons probablement fait qu’effleurer la partie émergée de l’iceberg. La plasticité neuronale, c’est-à-dire la capacité des circuits du cerveau à changer de structure et de fonctionnement, est à la base de l’apprentissage et de la mémoire. Il existe de nombreux types différents de ces deux éléments. Lorsqu’il s’agit d’associer un stimulus visuel à une récompense, tout comme les chiens de Pavlov associaient un stimulus auditif à la nourriture, les mécanismes cellulaires qui sous-tendent les modifications de la réponse neuronale et dépendent de l’expérience dans le cortex visuel primaire (V1) ne sont pas bien compris. Les circuits locaux (par exemple, les interneurones inhibiteurs) et le feedback d’autres régions jouent probablement un rôle dans les réponses adaptatives des neurones du cortex sensoriel primaire. Le projet SweetVision, financé par l’UE, évalue les circuits neuronaux qui sous-tendent la régulation dynamique des réponses neuronales V1 et qui optimisent le traitement de l’information pour les stimuli pertinents sur le plan comportemental, tels que ceux associés à une récompense, tout en supprimant les réponses aux stimuli non pertinents qui peuvent agir comme des facteurs de distraction.
Objectif
Our ability to learn relies on the potential of neuronal circuits to change through experience. The overall theme of this project is to understand how sensory cortical circuits are modified by experience and learning. Recent results have shown that learning the association of a visual stimulus with a reward modifies neuronal responses in primary visual cortex (V1). However, the cellular mechanisms underlying these experience-dependent changes remain largely unknown. Computational and experimental studies suggest that feedback pathways are crucial for adapting sensory processing by task demands, together with local interneurons that gate feedback through dendritic inhibition. I will test the hypothesis that feedback projections from higher level areas selectively enhance task-relevant information in V1 and that this process depends on dorsomedial striatal (DMS) output.
Toward this aim, I am using chronic two-photon calcium imaging to monitor the activity of neuronal sub-populations in mouse V1, before, during and after two types of visual experience: a passive exposure to a visual stimulus and a rewarded visually-guided task. Published and preliminary results indicate that the representation of task-relevant features is enhanced and stabilised in V1 during learning while responses to non-relevant stimuli are suppressed.
This project is organized around 3 aims:
1. To characterize top-down inputs to V1 neurons during passive and rewarded visual experience.
2. To characterize local circuits and single-neuron computation of task-relevant features within V1
3. To characterize the output of V1 neurons to higher cortical areas and DMS, during goal-directed learning.
The expected results will show how behavioural training changes the neocortex to improve the encoding of behaviourally relevant visual objects. This project will uncover the circuits that are changed by and in turn dynamically gate relevant sensory information when an animal is learning a goal-directed task.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
EH8 9YL Edinburgh
Royaume-Uni