Subcortical influence on the respiratory coordination of cortical neurodynamicsrelated to cognition

皮质下对认知相关皮质神经动力学呼吸协调的影响

基本信息

  • 批准号:
    10302446
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 16.67万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-09-10 至 2022-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Slow cortical oscillations, such as theta band activity (5-9Hz), may be critical for coherence of activity over large distances, providing a mechanism for interregional communication involved in neural processing. Faster gamma band oscillations (GBO; 30-200 Hz) are thought to play a major role in higher-level cognitive processing including attention. While the role of Theta/GBO coupling in select aspects of cognitive processing has been a topic of intense interest, recent findings suggest that nasal respiration can also temporally coordinate dynamic neural activity in the brain. These respiratory-entrained oscillations also exhibit high phase- amplitude coupling to GBO (RG coupling) during select behaviors. Presently it is unknown if RG coupling has a role in cognition. Our overarching hypothesis posits that the strength of RG coupling in the attention- related frontoparietal network (prelimbic and posterior parietal cortices) will correlate with vigilant attention- dependent performance. Aim 1: RG coupling in the frontoparietal attentional network correlates with performance in an attention-demanding operant task. We will measure respiration and respiratory-entrained oscillations in local field potentials in select brain regions to evaluate RG coupling during an operant signal detection task used to measure vigilant attention, the rodent psychomotor vigilance task (rPVT). In the rPVT, mice maintain attention to a stimulus location, and respond to detection of a brief and unpredictable cue with a short-latency operant response to receive food reward. Prior to correct trials, we predict that RG coupling will be strong in the frontoparietal attention network, and that fast reaction times will correlate with robust RG coupling. In contrast, prior to omission trials (attention failures), we predict that RG coupling will be diminished. Aim 2: Attenuation/promotion of RG coupling by means of optogenetic manipulation of basal forebrain parvalbumin neurons will impair/improve performance in the rPVT. Our preliminary findings show that closed-loop gamma frequency stimulation of basal forebrain parvalbumin neurons in relation to respiratory inhalation, but not exhalation, promotes RG coupling. Therefore, we will utilize this stimulation paradigm to determine how modulation of RG coupling impacts performance in the rPVT. Across a range of select neuropsychiatric illnesses, the pathological processes behind cognitive deficits involve abnormal neural temporal dynamics. Thus, these basic research studies will help to inform the development of translational therapies to restore/enhance cognitive function.
缓慢的皮质振荡,例如 θ 带活动 (5-9Hz),可能对于活动的连贯性至关重要 远距离,为涉及神经处理的区域间通信提供了机制。快点 伽马带振荡(GBO;30-200 Hz)被认为在高级认知中发挥着重要作用 处理包括注意力。而 Theta/GBO 耦合在认知处理的某些方面的作用 一直是人们强烈关注的话题,最近的研究结果表明鼻呼吸也可以暂时 协调大脑中的动态神经活动。这些呼吸引起的振荡也表现出高相位 选择行为期间与 GBO 的幅度耦合(RG 耦合)。目前尚不清楚 RG 耦合是否具有 在认知中发挥作用。我们的总体假设认为 RG 耦合在注意力中的强度 相关的额顶叶网络(前边缘和后顶叶皮质)将与警惕的注意力相关 依赖性能。 目标 1:额顶叶注意力网络中的 RG 耦合与行为表现相关 需要注意力的操作任务。我们将测量局部的呼吸和呼吸引起的振荡 选定大脑区域的场电位,以评估操作信号检测任务期间的 RG 耦合 测量警惕注意力,啮齿动物精神运动警惕任务(rPVT)。在 rPVT 中,小鼠保持注意力 到刺激位置,并用短延迟操作响应检测到短暂且不可预测的提示 响应以获得食物奖励。在正确的试验之前,我们预测 RG 耦合在 额顶注意力网络,快速反应时间将与强大的 RG 耦合相关。相比之下, 在遗漏试验(注意失败)之前,我们预测 RG 耦合将会减弱。 目标 2:通过基础光遗传学操作减弱/促进 RG 耦合 前脑小清蛋白神经元会损害/改善 rPVT 的表现。我们的初步调查结果 显示基底前脑小白蛋白神经元的闭环伽马频率刺激与 呼吸促进 RG 耦合,但呼气不促进。因此,我们将利用这种刺激 确定 RG 耦合调制如何影响 rPVT 性能的范例。 在一系列特定的神经精神疾病中,认知缺陷背后的病理过程 涉及异常的神经时间动力学。因此,这些基础研究将有助于为 开发转化疗法以恢复/增强认知功能。

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 }}

JAMES M MCNALLY其他文献

JAMES M MCNALLY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('JAMES M MCNALLY', 18)}}的其他基金

Subcortical influence on the respiratory coordination of cortical neurodynamics related to cognition
皮质下对认知相关皮质神经动力学呼吸协调的影响
  • 批准号:
    10652899
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
Tuning cortical E/I balance for translational modeling of psychiatric disorders
调整皮质 E/I 平衡以建立精神疾病的转化模型
  • 批准号:
    10454861
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
Tuning cortical E/I balance for translational modeling of psychiatric disorders
调整皮质 E/I 平衡以建立精神疾病的转化模型
  • 批准号:
    10158430
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
ShEEP Request for a high speed fluorescent slide scanning system
ShEEP 请求高速荧光载玻片扫描系统
  • 批准号:
    9906591
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
Improving cortical function & cognition in schizophrenia by modulation of mGluR5
改善皮质功能
  • 批准号:
    8634609
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
Improving cortical function & cognition in schizophrenia by modulation of mGluR5
改善皮质功能
  • 批准号:
    8815002
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
Neurosecretory Granular Ca2+ Release Affects Exocytosis
神经分泌颗粒 Ca2 释放影响胞吐作用
  • 批准号:
    7056933
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
Neurosecretory Granular Ca2+ Release Affects Exocytosis
神经分泌颗粒 Ca2 释放影响胞吐作用
  • 批准号:
    7185151
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
Transcription factor mobility
转录因子迁移率
  • 批准号:
    7061115
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
Transcription factor mobility
转录因子迁移率
  • 批准号:
    7338724
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:

相似国自然基金

多模态超声VisTran-Attention网络评估早期子宫颈癌保留生育功能手术可行性
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Ultrasomics-Attention孪生网络早期精准评估肝内胆管癌免疫治疗的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    52 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Development of social attention indicators of emerging technologies and science policies with network analysis and text mining
利用网络分析和文本挖掘开发新兴技术和科学政策的社会关注指标
  • 批准号:
    24K16438
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Improving Flexible Attention to Numerical and Spatial Magnitudes in Young Children
提高幼儿对数字和空间大小的灵活注意力
  • 批准号:
    2410889
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
The Information-Attention Tradeoff: Toward an Understanding of the Fundamentals of Online Attention
信息与注意力的权衡:了解在线注意力的基本原理
  • 批准号:
    2343858
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
The everyday learning opportunities of young children with attention and motor difficulties: From understanding constraints to reshaping intervention
注意力和运动困难幼儿的日常学习机会:从理解限制到重塑干预
  • 批准号:
    MR/X032922/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
    Fellowship
Towards a cognitive process model of how attention and choice interact
建立注意力和选择如何相互作用的认知过程模型
  • 批准号:
    DP240102605
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
DDRIG in DRMS: Communicating risks in a sensational media environment-Using short video multimodal features to attract attention and reduce psychological reactance for persuasion
DRMS中的DDRIG:耸人听闻的媒体环境中沟通风险——利用短视频多模态特征吸引注意力,减少说服心理抵触
  • 批准号:
    2343506
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Assessing the Influence of Reading Fiction on Multiple Tests of Attention
评估阅读小说对注意力多重测试的影响
  • 批准号:
    24K16033
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Attention機構に基づく異種集合マッチング方式の分析と新方式の提案
基于注意力机制的异构集合匹配方法分析及新方法的提出
  • 批准号:
    23K11218
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Effects of instruction using focus of attention on performance of chest compressions.
使用注意力集中的教学对胸外按压表现的影响。
  • 批准号:
    23K09887
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Assessing the Influence of SDGs Formulation on Managers' Perceptions and CSR Activities: An Attention-based View
评估可持续发展目标制定对管理者认知和企业社会责任活动的影响:基于注意力的观点
  • 批准号:
    23K01515
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 16.67万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了