Neuronal mechanisms of cortico-subcortical communication via cortical giant synapses in the mammalian brain.

哺乳动物大脑中通过皮质巨突触进行皮质-皮质下通讯的神经元机制。

基本信息

项目摘要

Research on the mammalian cortex over the past decades has substantially advanced our knowledge about cortical networks in brain function. The cerebral cortex is viewed as the cognitive headquarter of the brain, accommodating specific cortical circuits for decision making, conscious perception and coordination of behavior. But how does the cortex communicate with the rest of the brain to fulfill these functions? In order to execute appropriate responses to the sensory environment, the cortex must delegate to subcortical areas of the nervous system which directly control behavior. The cortex coordinates responses to the environment by modulating the activity of diverse subcortical target areas such as the thalamus, basal ganglia and brainstem via cortical output pathways. While cortico-subcortical signaling is essential for the interaction between the brain and the environment, we are only at the beginning to investigate the neuronal basis of cortico-subcortical mechanisms with modern anatomical and functional techniques. The proposed project investigates the structure and the functional mechanisms underlying the interplay between the cortex and subcortical target networks by leveraging a combination of in vivo deep-brain electrophysiology, optogenetics, and cell-type-specific approaches in the mouse model system. We will first map the subcortical targets of the somatosensory cortex and characterize the structural organization of these connections in a cell-type specific manner. Based on this anatomical map, we will characterize the synaptic physiology of these connections in vitro and subsequently study the signaling between the cortex and individual target nuclei in vivo, during sensory processing and behavior. The particular focus of this project will be the cortical output via pyramidal neurons in layer 5, as these neurons connect the cortex with numerous subcortical target nuclei with putative giant synapses. Giant synapses transfer neuronal signals with exceptionally high efficiency. We are specifically interested in layer 5 cortical interactions with the superior colliculus, a premotor center which controls movements, as well as the anterior pretectum, which putatively gates sensory information in the thalamus by strong inhibition. While these two cortical target networks will be our starting point, the long-term goal is the comprehensive characterization of cortico-subcortical interactions which will also be relevant for brain diseases such as chronic pain. The results of this project will contribute to a mechanistic understanding of the processes underlying the transformation of sensory signals into behavior.
在过去的几十年里,对哺乳动物大脑皮层的研究大大提高了我们对大脑功能中皮层网络的认识。大脑皮层被认为是大脑的认知总部,容纳特定的皮层回路,用于决策,有意识的感知和行为协调。但是皮层是如何与大脑的其他部分进行交流来实现这些功能的呢?为了对感觉环境做出适当的反应,皮层必须委托给直接控制行为的神经系统的皮层下区域。皮质通过皮质输出通路调节不同的皮质下目标区域如丘脑、基底神经节和脑干的活动来协调对环境的反应。虽然皮质-皮质下信号传导对于大脑与环境之间的相互作用至关重要,但我们只是开始用现代解剖学和功能技术研究皮质-皮质下机制的神经元基础。拟议的项目调查的结构和功能机制之间的相互作用的皮质和皮质下的目标网络,通过利用在体内脑深部电生理学,光遗传学和细胞类型的特定方法在小鼠模型系统的组合。我们将首先绘制躯体感觉皮层的皮层下目标,并以细胞类型特异性方式表征这些连接的结构组织。基于这一解剖图,我们将在体外表征这些连接的突触生理学,随后在体内研究感觉处理和行为过程中皮质和单个靶核之间的信号传导。这个项目的重点是通过第5层锥体神经元的皮质输出,因为这些神经元将皮质与许多具有假定的巨大突触的皮质下靶核连接起来。巨大的突触以极高的效率传递神经元信号。 我们特别感兴趣的是第5层皮层与上级丘(一个控制运动的前运动中心)以及前顶盖(通过强烈抑制来控制丘脑中的感觉信息)的相互作用。虽然这两个皮质靶向网络将是我们的起点,但长期目标是全面表征皮质-皮质下相互作用,这也将与慢性疼痛等脑部疾病相关。该项目的结果将有助于对感觉信号转化为行为的过程的机械理解。

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 }}

Professor Dr. Alexander Groh, Ph.D.其他文献

Professor Dr. Alexander Groh, Ph.D.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('Professor Dr. Alexander Groh, Ph.D.', 18)}}的其他基金

Neuronal mechanisms of cortico-subcortical communication in the mammalian brain
哺乳动物大脑皮质-皮质下通讯的神经机制
  • 批准号:
    383066795
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Heisenberg Fellowships
Funktion genetisch definierter Kortexneurone im sensori-motorischen Verhalten der Maus
基因定义的皮质神经元在小鼠感觉运动行为中的功能
  • 批准号:
    172428188
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Corticothalamic ensembles for multimodal salience coding
用于多模态显着性编码的皮质丘脑系综
  • 批准号:
    438790705
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Cortico-collicular pathways for the modulation of innate behaviour and their roles in learning
调节先天行为的皮质-丘脑通路及其在学习中的作用
  • 批准号:
    537190522
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

Exploring the Intrinsic Mechanisms of CEO Turnover and Market
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    万元
  • 项目类别:
    外国学者研究基金
Exploring the Intrinsic Mechanisms of CEO Turnover and Market Reaction: An Explanation Based on Information Asymmetry
  • 批准号:
    W2433169
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    万元
  • 项目类别:
    外国学者研究基金项目
Erk1/2/CREB/BDNF通路在CSF1R相关性白质脑病致病机制中的作用研究
  • 批准号:
    82371255
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Foxc2介导Syap1/Akt信号通路调控破骨/成骨细胞分化促进颞下颌关节骨关节炎的机制研究
  • 批准号:
    82370979
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
MYRF/SLC7A11调控施万细胞铁死亡在三叉神经痛脱髓鞘病变中的作用和分子机制研究
  • 批准号:
    82370981
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Idh3a作为线粒体代谢—表观遗传检查点调控产热脂肪功能的机制研究
  • 批准号:
    82370851
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
小脑浦肯野细胞突触异常在特发性震颤中的作用机制及靶向干预研究
  • 批准号:
    82371248
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    47.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
声致离子电流促进小胶质细胞M2极化阻断再生神经瘢痕退变免疫机制
  • 批准号:
    82371973
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
GREB1突变介导雌激素受体信号通路导致深部浸润型子宫内膜异位症的分子遗传机制研究
  • 批准号:
    82371652
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    45.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
用于小尺寸管道高分辨成像荧光聚合物点的构建、成像机制及应用研究
  • 批准号:
    82372015
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Developmental Mechanisms of Fine-scale Cortico-cortical Circuit Formation
精细皮质-皮质回路形成的发育机制
  • 批准号:
    10744933
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Neural circuit mechanisms of affective probabilistic learning
情感概率学习的神经回路机制
  • 批准号:
    10744542
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Subcellular mechanisms of subtype-specific neuron vulnerability in ALS and FTD: dysregulation of synapse-localized RNA, protein, and translation in mouse models and human cortico-spinal assembloids
ALS 和 FTD 中亚型特异性神经元脆弱性的亚细胞机制:小鼠模型和人类皮质脊髓组合体中突触定位 RNA、蛋白质和翻译的失调
  • 批准号:
    10716562
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Photopharmacological interrogation of presynaptic neuromodulation of cortico-amygdalar circuits
皮质杏仁核回路突触前神经调节的光药理学研究
  • 批准号:
    10666359
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Inflammatory and Glutamatergic Mechanisms of Sustained Threat in Adolescents with Depression: Toward Predictors of Treatment Response and Clinical Course
抑郁症青少年持续威胁的炎症和谷氨酸机制:治疗反应和临床过程的预测因子
  • 批准号:
    10622580
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Functional Investigation of Cellular and Circuitry Mechanisms Underlying the Cortical Control of Innate Reflexes
先天反射皮质控制下的细胞和电路机制的功能研究
  • 批准号:
    419339
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Operating Grants
Mechanisms of target-specific cortico-cortical transformations in the mouse cerebral cortex
小鼠大脑皮层靶标特异性皮质-皮质转化机制
  • 批准号:
    18H02706
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Markers and Mechanisms of Individual Differences in Cortico-Cardiac Covariation
皮质-心脏协变个体差异的标志物和机制
  • 批准号:
    390764156
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Frontal stimulation to modulate threat sensitivity in anxious depression
额部刺激调节焦虑抑郁症的威胁敏感性
  • 批准号:
    10390276
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Decision-Making Dysfunction and Chronic Cocaine
决策功能障碍和慢性可卡因
  • 批准号:
    9236327
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了