Opis projektu
Obrazowanie impulsów umożliwiające badanie procesu przetwarzania informacji przestrzennych w hipokampie
Hipokamp ogrywa istotną rolę w zapisywaniu wspomnień epizodycznych. Badano także jego związek z pamięcią przestrzenną. Hipokamp to też ważny model wykorzystywany w badaniach in vitro nad molekularnymi, komórkowymi i mikroobwodowymi podstawami uczenia się i pamięci. Zespół finansowanego ze środków UE projektu AllOptHIPP zastosuje nową technologię w celu równoczesnego rejestrowania potencjału błonowego wielu neuronów i manipulowania nim u myszy, by zbadać mechanizmy przetwarzania informacji przestrzennych w hipokampie. Pozwoli to wypełnić lukę pomiędzy mechanistycznymi badaniami in vitro a charakterystyką in vivo reprezentacji przestrzennych oraz uzyskać informacje na temat mechanistycznego podłoża pamięci przestrzennej. Będzie to pierwszy krok w kierunku lepszego zrozumienia, jak mózg przechowuje i przywołuje wspomnienia epizodyczne.
Cel
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.
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
91904 Jerusalem
Izrael