CRCNS: US-German Collaboration: Role of Astrocytes in Cortical Information Processing

CRCNS:美德合作:星形胶质细胞在皮质信息处理中的作用

基本信息

  • 批准号:
    1010363
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 57.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-10-01 至 2014-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The cortex consists of two major cell types: neurons and glia. Most research in cortical function has focused primarily on the role of neurons in signal processing. Glial cells, including astrocytes, have been considered as secondary actors in brain function, providing physical and metabolic support to neurons. In primary visual cortex (V1), precise neuronal responses and representations are considered to anchor visual processing. However, astrocytes contact synapses as well as blood vessels, and recent evidence suggests that astrocytes receive synaptic inputs and influence neuronal as well as vascular responses. The accumulated results of the past decade have led to the ?tripartite synapse? concept, in which excitatory synapses in cortex are composed of a presynaptic, a postsynaptic, and an astrocytic element. An over-arching and novel theme of this proposal is that astrocytes partner with neurons in synaptic transmission and plasticity. Any complete framework for understanding and modeling the network basis of cortical responses must account for both astrocytic and neuronal contributions. The goal of this proposal is to combine experimental and computational modeling approaches to understand the role astrocytes play in the generation, development and plasticity of neuronal responses in visual cortex. Many aspects of astrocyte biology and physiology have been described in vitro, but little is known about the role of astrocytes in the context of intact functional circuits. This project will utilize novel experimental approaches, including specific cellular markers, optical probes of cellular function, and genetically engineered mice with optical reporters, that provide new ways to examine the cooperative roles of neurons and astrocytes in visual cortex responses and representations. The US laboratory of Mriganka Sur has pioneered the use of these approaches, in combination with in vivo two-photon calcium imaging of cells, optical imaging of intrinsic signals, and electrophysiological recording, to study the influence of astrocytes on visual processing. The modeling portion of this project will develop the first network models of visual cortex to include astrocyte influences on synaptic transmission, in addition to neuronal excitation and inhibition. The German laboratory of Klaus Obermayer has made seminal contributions to a computational understanding of how visual cortex networks generate, develop and alter emergent responses. Previous joint efforts of the Sur and Obermayer groups have been influential in revealing operating regimes of visual cortex networks, the influence of map structure on cortical network function, and the dynamics of feature-selective responses. In each instance, computational models influenced experiments, and vice versa.This project is jointly funded by Collaborative Research in Computational Neuroscience and the Office of International Science and Engineering. A companion project is being funded by the German Ministry of Education and Research (BMBF).
皮质由两种主要的细胞类型组成:神经元和神经胶质。 大多数关于皮层功能的研究主要集中在神经元在信号处理中的作用。神经胶质细胞,包括星形胶质细胞,被认为是脑功能的次要参与者,为神经元提供物理和代谢支持。在初级视皮层(V1),精确的神经元反应和表征被认为是锚视觉处理。然而,星形胶质细胞接触突触以及血管,最近的证据表明,星形胶质细胞接受突触输入和影响神经元以及血管反应。过去十年积累的成果导致了?三重突触概念,其中皮质中的兴奋性突触由突触前、突触后和星形细胞元件组成。 这一提议的一个过于复杂和新颖的主题是星形胶质细胞与神经元在突触传递和可塑性方面的伙伴关系。任何完整的框架,理解和建模的网络基础的皮质反应必须考虑星形胶质细胞和神经元的贡献。 本研究的目的是结合联合收割机的实验和计算机模拟方法来了解星形胶质细胞在视皮层神经元反应的产生、发展和可塑性中的作用。 星形胶质细胞生物学和生理学的许多方面已经在体外进行了描述,但对星形胶质细胞在完整功能回路中的作用知之甚少。该项目将利用新的实验方法,包括特定的细胞标记物,细胞功能的光学探针,以及具有光学报告的基因工程小鼠,这些方法提供了新的方法来研究神经元和星形胶质细胞在视觉皮层反应和表征中的合作作用。美国Mriganka Sur实验室率先使用这些方法,结合细胞的体内双光子钙成像,内在信号的光学成像和电生理记录,研究星形胶质细胞对视觉处理的影响。 该项目的建模部分将开发第一个视皮层网络模型,包括星形胶质细胞对突触传递的影响,以及神经元的兴奋和抑制。克劳斯·奥伯迈耶(Klaus Obermayer)的德国实验室对视觉皮层网络如何产生、发展和改变紧急反应的计算理解做出了开创性的贡献。Sur和Obermayer小组以前的共同努力在揭示视觉皮层网络的操作机制、地图结构对皮层网络功能的影响以及特征选择性反应的动态方面具有影响力。在每种情况下,计算模型影响实验,反之亦然。该项目由计算神经科学合作研究和国际科学与工程办公室联合资助。 德国教育和研究部(BMBF)正在资助一个配套项目。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Mriganka Sur其他文献

カルシウム応答型MRI造影剤による脳機能イメージング
使用钙响应 MRI 造影剂进行脑功能成像
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    岡田 智;Benjamin B. Bartelle;Nan Li;Vincent Breton-Provencher;Jiyoung J. Lee;Elisenda Rodriguez;James Melican;Mriganka Sur;Alan Jasanoff
  • 通讯作者:
    Alan Jasanoff
Large-scale synaptic dynamics drive the reconstruction of binocular circuits in mouse visual cortex
大规模突触动力学驱动小鼠视觉皮层中双眼回路的重建
  • DOI:
    10.1038/s41467-025-60825-y
  • 发表时间:
    2025-07-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15.700
  • 作者:
    Katya Tsimring;Kyle R. Jenks;Claudia Cusseddu;Greggory R. Heller;Jacque Pak Kan Ip;Julijana Gjorgjieva;Mriganka Sur
  • 通讯作者:
    Mriganka Sur
Calcium-dependent fMRI using a magnetic nanoprobe
使用磁性纳米探针进行钙依赖性功能磁共振成像
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Satoshi Okada;Benjamin B. Bartelle;Nan Li;Vincent Breton-Provencher;Jiyoung J. Lee;Elisenda Rodriguez;James Melican;Mriganka Sur;Alan Jasanoff
  • 通讯作者:
    Alan Jasanoff
磁性ナノプローブによるカルシウム応答型fMRI
使用磁性纳米探针的钙响应功能磁共振成像
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    岡田 智;Benjamin B. Bartelle;Nan Li;Vincent Breton-Provencher;Jiyoung J. Lee;Elisenda Rodriguez;James Melican;Mriganka Sur;Alan Jasanoff
  • 通讯作者:
    Alan Jasanoff
Components of field potentials evoked by white matter stimulation in isolated slices of primary visual cortex: spatial distributions and synaptic order.
初级视觉皮层孤立切片中白质刺激引起的场电位组成:空间分布和突触顺序。
  • DOI:
  • 发表时间:
    1990
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Ronald B. Langdon;Mriganka Sur
  • 通讯作者:
    Mriganka Sur

Mriganka Sur的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Mriganka Sur', 18)}}的其他基金

BRAIN EAGER: Massive-scale multi-area single neuron recordings to reveal circuits underlying short-term memory
BRAIN EAGER:大规模多区域单神经元记录揭示短期记忆背后的电路
  • 批准号:
    1451125
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Role of Retrograde Messengers in Visual Development
逆行信使在视觉发育中的作用
  • 批准号:
    9602143
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Functional Organization of Primate Somatosensory Cortex
灵长类体感皮层的功能组织
  • 批准号:
    8696132
  • 财政年份:
    1986
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Functional Organization of Primate Somatosensory Cortex
灵长类体感皮层的功能组织
  • 批准号:
    8411973
  • 财政年份:
    1985
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

基于CT-US融合影像技术的PCNL智能穿刺体系在临床上的应用
  • 批准号:
    JCZRLH202500482
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于US介导硫酮氧化的早诊分子探针的制备与应用研究
  • 批准号:
    22377069
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Ⅰ型单纯疱疹病毒通过皮层蛋白US3诱导神经元线粒体损伤及其在阿尔茨海默病中的作用
  • 批准号:
    82372245
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
BoCP: US-China: 榕-蜂共生体系性状创新在增加生物多样性中的贡献
  • 批准号:
    32261123001
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    450 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
SRS:US-China:极端温度事件下城乡区域低碳人居环境系统脆弱性分析与韧性提升
  • 批准号:
    T221101033
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    0.00 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
SRS:US-China:城乡复合系统水体温室气体排放特征及调控机制
  • 批准号:
    T2261129474
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    300.00 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
SRS: US-China: 极端温度事件下城乡区域低碳人居环境系统脆弱性分析与韧性提升
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    297.5 万元
  • 项目类别:
SRS:US-China:基础设施促进城乡融合可持续发展的驱动机理与决策机制研究
  • 批准号:
    T2261129477
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    300.00 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
SRS: US-China: 城乡复合系统水体温室气体排放特征及调控机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    300 万元
  • 项目类别:
SRS: US-China: 基础设施促进城乡融合可持续发展的驱动机理与决策机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    300 万元
  • 项目类别:

相似海外基金

CRCNS US-German Collaborative Research Proposal: Neural and computational mechanisms of flexible goal-directed decision making
CRCNS 美德合作研究提案:灵活目标导向决策的神经和计算机制
  • 批准号:
    2309022
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CRCNS US-German Research Proposal - The diversification of retinal ganglion cells: A combined transcriptomic, genome engineering and imaging approach
CRCNS 美国-德国研究提案 - 视网膜神经节细胞的多样化:转录组学、基因组工程和成像相结合的方法
  • 批准号:
    2309039
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CRCNS US-German Research Proposal: Quantitative and Computational Dissection of Glutamatergic Crosstalk at Tripartite Synapses
CRCNS 美德研究提案:三方突触谷氨酸能串扰的定量和计算剖析
  • 批准号:
    10612169
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
CRCNS US-German Research Proposal: Combining computational modeling and artificial intelligence to understand receptor function in physiology and disease
CRCNS 美德研究提案:结合计算模型和人工智能来了解生理学和疾病中的受体功能
  • 批准号:
    2113030
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CRCNS US-German Research Proposal: Computational modeling and real-time visualization of microscale-forces-induced neurovascular unit permeability
CRCNS 美德研究提案:微尺度力诱导的神经血管单元渗透性的计算建模和实时可视化
  • 批准号:
    2207804
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CRCNS US-German Research Proposal: Efficient representations of social knowledge structures for learning from a computational, neural and psychiatric perspective (RepSocKnow)
CRCNS 美德研究提案:从计算、神经和精神病学角度学习的社会知识结构的有效表示 (RepSocKnow)
  • 批准号:
    10688109
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
CRCNS US-German Research Proposal: Efficient representations of social knowledge structures for learning from a computational, neural and psychiatric perspective (RepSocKnow)
CRCNS 美德研究提案:从计算、神经和精神病学角度学习的社会知识结构的有效表示 (RepSocKnow)
  • 批准号:
    10612154
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
CRCNS Research Proposal: Collaborative Research: US-German Collaboration toward a biophysically principled network model of transcranial magnetic stimulation (TMS)
CRCNS 研究提案:合作研究:美德合作建立经颅磁刺激 (TMS) 的生物物理原理网络模型
  • 批准号:
    10610594
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
CRCNS Research Proposal: Collaborative Research: US-German Collaboration toward a biophysically principled network model of transcranial magnetic stimulation (TMS)
CRCNS 研究提案:合作研究:美德合作建立经颅磁刺激 (TMS) 的生物物理原理网络模型
  • 批准号:
    10708986
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
Collaborative Proposal: CRCNS US-German Data Sharing Proposal: DataLad - a decentralized system for integrated discovery, management, and publication of digital objects of science
合作提案:CRCNS 美德数据共享提案:DataLad - 一个用于集成发现、管理和出版科学数字对象的去中心化系统
  • 批准号:
    2148700
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 57.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了