Projektbeschreibung
Beeinflussung der gesamten Hirndynamik durch „blaue Punkte“ im Hirnstamm
Der Locus coeruleus (LC) im Hirnstamm, der die Basis des Gehirns mit dem Rückenmark verbindet, ähnelt einer Reihe blauer Punkte. Dessen Neuronen sind blau, weil sie ein spezifisches chemisches Signal (Noradrenalin) erzeugen und abgeben – ein Spannungssignal, das bei Angst und Stress ausgelöst wird. Schwerpunkt des EU-finanzierten Projekts LC-FMRI sind Reaktionen im gesamten Gehirn sowie die funktionale Netzwerkrekonfiguration. Mit funktioneller Ultrahochfeld-Magnetresonanztomographie (fMRT) wird der Locus coeruleus optogenetisch bei Mäusen im Wachzustand stimuliert, um einen anästhetischen Effekt zu vermeiden. Das Projekt schafft die Basis, um mithilfe von fMRT zu untersuchen, wie der Locus coeruleus die Dynamik des gesamten Gehirns moduliert und damit physiologische oder pathophysiologische Zustände auslöst, was für biomedizinische Anwendungen von großer Bedeutung sein könnte.
Ziel
Locus coeruleus (LC) regulates vital autonomous and cognitive functions and has recently gained interest as a clinical target in neurodegenerative and psychiatric disorders. Previous studies have investigated the effect of LC activity on small groups of neurons and on endpoint behavior. However, LC’s widespread connections and broad downstream effects make a systems-level approach imperative for comprehensively understanding LC function. In LC-FMRI, we will perform highly specific optogenetic LC stimulation in mice and assess whole-brain responses and functional network reconfiguration using ultra-high field functional magnetic resonance imaging (fMRI). To decipher neural, astrocytic and vascular contributions to LC-induced fMRI responses, we will acquire simultaneous optical calcium recordings during fMRI. Experiments will be performed in awake mice to circumvent confounding effects of anesthesia on LC function. Finally, we will investigate how LC stimulation affects whole-brain dynamics and neurovascular coupling in the context of sensory processing. Our project will lay the foundation for studying how LC modulates whole-brain dynamics in health and disease using fMRI, with high potential for translation to human applications.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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H2020-WF-01-2018
Finanzierungsplan
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
1400-038 Lisboa
Portugal