Descrizione del progetto
Immaginografia di tensione per studiare l’elaborazione delle informazioni spaziali dell’ippocampo
L’ippocampo svolge un ruolo cruciale nella memorizzazione di ricordi episodici ed è stato studiato per la sua rilevanza nella memoria spaziale; è inoltre un importante modello per gli studi in vitro sulle basi molecolari, cellulari e dei microcircuiti per l’apprendimento e la memoria. Il progetto AllOptHIPP, finanziato dall’UE, applicherà nuove tecnologie per registrare e manipolare simultaneamente il potenziale di membrana di più neuroni nei topi al fine di studiare i meccanismi di elaborazione delle informazioni spaziali da parte dell’ippocampo. La ricerca colmerà il divario tra gli studi meccanicistici in vitro e la descrizione in vivo delle rappresentazioni spaziali per fornire dettagli sulla base meccanicistica per la memoria spaziale, rappresentando un primo passo verso una maggiore comprensione di come il cervello memorizzi e recuperi i ricordi episodici.
Obiettivo
The hippocampus is critical for the storage of episodic memories and has been extensively studied on its role in spatial memory. The hippocampus is also a central model for in vitro studies on the molecular, cellular and microcircuit basis for learning and memory. I propose to use a new technology that I developed to record and manipulate the membrane potential of multiple neurons, simultaneously, in behaving animals to reveal the mechanisms by which hippocampal circuits process spatial information. This research will bridge the gap between the in vitro mechanistic studies and the in vivo efforts to describe the spatial representations.
I first propose to employ the voltage imaging technology for detailed mechanistic studies of the function and plasticity of hippocampal microcircuits during place cell formation (Objective 1). To this end, we will combine voltage imaging with Optogenetics in head-fixed mice performing virtual navigation in familiar and novel environments. To expand to a ‘systems’ view on hippocampal plasticity, we will next establish a method for optical selection of single neurons based on their functional profile (Objective 2). We will use this technology to trace the long-range projections and the pre- and postsynaptic landscape of photo-selected CA1 neurons. In the last objective, we will combine both technologies to dissect the contribution of different entorhinal cell types (i.e. grid cells, border cells, and speed cells) to place cell formation in CA1 (objective 3). To this end, we will image the entorhinal cortex and photo-select cells based on their functional profiles. We will then image CA1 while manipulating the activity of the selected entorhinal cells. Our work will provide new discoveries on the mechanistic basis for spatial memory and will comprise a first step towards broader understanding of how the brain stores and retrieves episodic memories.
Campo scientifico
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Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-STG - Starting GrantIstituzione ospitante
91904 Jerusalem
Israele