Vagus nerve stimulation (VNS) enhances motor learning through temporally-precise cholinergic neuromodulation

迷走神经刺激 (VNS) 通过时间精确的胆碱能神经调节增强运动学习

基本信息

  • 批准号:
    10313783
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.43万
  • 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:
    2021-07-01 至 2023-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary/Abstract Neurological injuries, including those from stroke and TBI, are highly prevalent in the US with millions of cases reported annually and often result in lasting debilitation. Recent studies have found that vagus nerve stimulation (VNS), which involves electrical stimulation of the vagus nerve with an implanted electrode, may to facilitate motor rehabilitation from neurological injury through mechanisms of enhanced plasticity. However, little is known about mechanisms that underly VNS-driven plasticity and motor learning. Previous reports have shown that motor cortex neural activity is altered during motor learning and that lesion of cholinergic systems can prevent motor learning and VNS-enhanced cortical map plasticity. But how VNS modulates motor circuits, and the role cholinergic signaling plays in mediating VNS effects remains poorly studied. This work aims to understand the neural mechanism that underly VNS-enhanced plasticity and motor learning. To address this gap in knowledge, I am proposing to manipulate learning of a skilled reach task with VNS and optogenetic cholinergic manipulation. Using recent advancements in deep learning algorithms I will record 3D reach trajectory to quantify the behavioral impact VNS and cholinergic manipulation have on skilled reaching. I also propose to chronically implanted in vivo optetrode arrays to record single-unit neural activity from the BF to determine if VNS alters BF activity directly. Lastly, I propose use cell-type specific calcium imaging in the motor cortex, to determine if VNS activates cortical inhibitory microcircuits.
项目摘要/摘要 神经损伤,包括中风和TBI的神经伤害,在美国高度普遍存在,数百万个病例 每年报告,并且通常会导致持久的衰弱。最近的研究发现迷走神经 刺激(VNS)涉及用植入电极对迷走神经的电刺激,可能 通过增强的可塑性机制从神经损伤中促进运动康复。然而, 关于基础VNS驱动的可塑性和运动学习的机制知之甚少。以前的报告有 表明运动皮层神经活动在运动学习过程中发生了变化和胆碱能系统的病变 可以防止运动学习和VNS增强的皮质图可塑性。但是VNS如何调节电路, 胆碱能信号在介导VNS效应中的作用仍然很糟糕。这项工作旨在 了解潜在的VNS增强可塑性和运动学习的神经机制。解决这个问题 知识差距,我建议用VN和光学遗传来操纵学习熟练的触手可及任务 胆碱能的操纵。使用深度学习算法中的最新进步,我将记录3D覆盖范围 量化行为影响VN和胆碱能的操纵的轨迹对熟练的到达。我也是 提议长期植入体内选项阵列,以记录从BF到的单单元神经活动 确定VNS是否直接改变BF活动。最后,我建议在电动机中使用细胞类型特异性钙成像 皮层,确定VNS是否激活皮质抑制微电路。

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 }}

Spencer Bowles其他文献

Spencer Bowles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('Spencer Bowles', 18)}}的其他基金

Vagus nerve stimulation (VNS) enhances motor learning through temporally-precise cholinergic neuromodulation
迷走神经刺激 (VNS) 通过时间精确的胆碱能神经调节增强运动学习
  • 批准号:
    10454813
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.43万
  • 项目类别:

相似国自然基金

慢性应激诱导肺上皮分泌乙酰胆碱重塑乳腺癌肺转移前微环境的机制研究
  • 批准号:
    82303386
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
乙酰胆碱-巨噬细胞神经免疫轴在肿瘤运动康复中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82303930
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
神经肽Y-Y1受体与α7烟碱型乙酰胆碱受体交互作用减轻急性肺损伤的机制研究
  • 批准号:
    82300019
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
烟碱型乙酰胆碱受体变异介导普通大蓟马对多杀菌素抗性机制研究
  • 批准号:
    32360663
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于芋螺毒素肽RgIA的α9α10烟碱型乙酰胆碱受体降解剂用于神经性疼痛治疗
  • 批准号:
    22307083
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Project 1: Modeling brain-state-dependent fluid flow and clearance in mice and humans
项目 1:模拟小鼠和人类大脑状态依赖性液体流动和清除
  • 批准号:
    10516501
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.43万
  • 项目类别:
Insights into Coronary Microvascular Dysfunction in Diabetic Cardiomyopathy
糖尿病心肌病冠状动脉微血管功能障碍的见解
  • 批准号:
    10705359
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.43万
  • 项目类别:
Involvement of microglial α7AChR in binge alcohol modulation of gut dysbiosis
小胶质细胞α7AChR参与酗酒调节肠道菌群失调
  • 批准号:
    10705750
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.43万
  • 项目类别:
Role of Sympathetic Innervation in Islet Plasticity during Pregnancy.
交感神经支配在怀孕期间胰岛可塑性中的作用。
  • 批准号:
    10388837
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.43万
  • 项目类别:
Role of Sympathetic Innervation in Islet Plasticity during Pregnancy.
交感神经支配在怀孕期间胰岛可塑性中的作用。
  • 批准号:
    10565670
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.43万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了