Projektbeschreibung
Die Signale, die die Bewegung der Vordergliedmaßen steuern
Das Verhalten wird in verteilten Kreisläufen vorgegeben und ausgeführt, indem verschiedene Bewegungen zusammengesetzt werden. Der Hirnstamm enthält spezialisierte neuronale Populationen, die der Steuerung bestimmter Abläufe gewidmet sind, darunter die geschickte Bewegung der Vordergliedmaßen sowie die Fortbewegung. Er erhält Eingaben von der Substantia nigra reticulata (SNR), einer der Hauptausgabestätten der Basalganglien. Allerdings ist immer noch weitgehend unklar, wie der Hirnstamm diese Eingaben verarbeitet, um Bewegungsabläufe in Gang zu bringen. Daher ist das SNR-Hirnstamm-System ideal dafür geeignet, um die Mechanismen zu ergründen, die der Einleitung und der Steuerung von Verhaltensweisen zugrunde liegen. Das EU-finanzierte Projekt StartAct wird die Auswirkungen der SNR-Signale auf die Aktivität bestimmter Hirnstammneuronen untersuchen, wenn Mäuse Bewegungsabläufe ihrer Vordergliedmaßen einleiten. Es wird den Aufbau der Verbindungen der SNR zum Hirnstamm beleuchten sowie die Art und Weise, wie sie Bewegungen der Vordergliedmaßen unterstützen und so neue Perspektiven für die Behandlung von Krankheiten eröffnen, die sich durch die Beeinträchtigung selbst eingeleiteter Verhaltensweisen äußern.
Ziel
Behavior arises through the combination of movements within distributed circuits. Most work in the past focused on high motor centers and executive circuits in the spinal cord, but how these systems are linked in order to function is poorly understood.
The substantia nigra reticulata (SNR), a basal ganglia output, sends projections to the brainstem. Yet how the brainstem processes these inputs to control actions remains unknown. The Arber lab discovered that the parvocellular reticular formation (PCRt) of the mouse brainstem harbors neurons controlling forelimb behaviors including reaching. PCRt neurons receive inhibitory inputs from the SNR. Thus, the SNR-PCRt circuit is an excellent stepping stone for understanding the mechanisms behind self-initiated actions.
I propose to investigate the impact of the SNR signaling on the activity of PCRt neurons when a mouse self-initiates forelimb reaching. I will characterize the anatomy and nature of SNR to PCRt connections to understand whether and how this architecture supports forelimb movement. I will combine a behavioral task designed to isolate the neuronal events around the triggering of a self-initiated action with loss- and gain of function perturbations to unravel the building blocks of self-initiated actions. Finally, I will use the task while monitoring the activity of specific SNR and PCRt neurons to understand how the different actors physically implement the operations for self-initiated actions.
Together, my experiments will disclose the fine-scale machinery for initiating and controlling an action. This level of understanding is key for designing new therapies to help people impaired in self- initiating actions such in Parkinson’s disease. The fellowship will provide me with the unique opportunity to expand my expertise and establish the foundations of my future career as an independent group leader.
Wissenschaftliches Gebiet
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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Schlüsselbegriffe
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