An integrative study of neural coding in the vestibular cerebellum: from cellular physiology to models of network behaviour
前庭小脑神经编码的综合研究:从细胞生理学到网络行为模型
基本信息
- 批准号:BB/F005490/1
- 负责人:
- 金额:$ 83.06万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2008
- 资助国家:英国
- 起止时间:2008 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
We form representations of our surroundings using our primary senses: seeing, hearing, smelling, tasting and touching the world around us. To process this vast array of information brains have evolved specialized regions dedicated to specific types of sensory modalities. In mammals including humans we know when this information reaches the brain it is placed in context through multimodal integration within and between these different regions. The success of this kind of integration is highlighted, for example, by our ability to compute the location of an auditory or visual stimulus relative to head position. Vestibular information, the so-called sixth sense has perhaps the most dramatic and yet underappreciated influence throughout the central nervous system, contributing to functions such as vision, hearing, movement, cognition, sleep, digestion and even learning and memory. More specifically it is presumed to underlie an internal gravity model in humans as well as an intrinsic spatial coordinate system. Defects of the vestibular system result in impaired spatial perception and memory as well as failure to perceive self-motion. In fact disequilibrium affects almost half of the population by age 60 and is as prevalent as hypertension and angina. Recent clinical studies have reported that isolated cortical lesions in humans can cause recurrent episodes of vertigo and imbalance that are consistent with extracellular electrophysiological studies in primates and cats showing vestibular contributions to cortical activity. In this project we will elucidate the neural mechanisms of vestibular representation in the cerebellum- the primary structure know to be involved in maintaining balance, posture and the control of movement. We will combine cellular studies in brain slices that allow us to examine the microscopic mechanisms involved in regulating single cell excitability with a systems approach that uses natural stimulation in the intact animal. Computer simulations will allow us to explore the mechanisms of vestibular signalling on the large scale that the cerebellum is known to operate on. Findings from this provide an understanding of the neural basis of balance and movement and shed light on the underlying causes of disequilibrium and vertigo.
我们使用我们的主要感官来形成对周围环境的表征:看,听,闻,尝和触摸我们周围的世界。为了处理大量的信息,大脑已经进化出专门的区域,专门用于特定类型的感觉模式。在包括人类在内的哺乳动物中,我们知道当这些信息到达大脑时,它通过这些不同区域内和之间的多模态整合被置于上下文中。例如,我们能够计算听觉或视觉刺激相对于头部位置的位置,这就突出了这种整合的成功。前庭信息,即所谓的第六感,对整个中枢神经系统的影响可能是最引人注目的,但却未得到充分重视,它有助于视觉,听觉,运动,认知,睡眠,消化甚至学习和记忆等功能。更具体地说,它被认为是人类内部重力模型以及内在空间坐标系的基础。前庭系统的缺陷导致空间感知和记忆受损以及无法感知自我运动。事实上,到60岁时,失衡影响了几乎一半的人口,与高血压和心绞痛一样普遍。最近的临床研究报告,孤立的皮质病变在人类中可以引起眩晕和不平衡的复发性发作,这与细胞外的电生理研究在灵长类动物和猫显示前庭皮质活动的贡献是一致的。在这个项目中,我们将阐明小脑中前庭代表的神经机制-已知参与维持平衡,姿势和运动控制的主要结构。我们将结合联合收割机的细胞研究,使我们能够检查涉及调节单细胞兴奋性的微观机制与系统的方法,在完整的动物使用自然刺激。计算机模拟将使我们能够在小脑已知的大范围内探索前庭信号的机制。由此发现的结果提供了对平衡和运动的神经基础的理解,并揭示了不平衡和眩晕的潜在原因。
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Network structure within the cerebellar input layer enables lossless sparse encoding.
小脑输入层内的网络结构可实现无损稀疏编码。
- DOI:10.1016/j.neuron.2014.07.020
- 发表时间:2014-08-20
- 期刊:
- 影响因子:16.2
- 作者:Billings, Guy;Piasini, Eugenio;Lorincz, Andrea;Nusser, Zoltan;Silver, R. Angus
- 通讯作者:Silver, R. Angus
The contribution of single synapses to sensory representation in vivo.
- DOI:10.1126/science.1158391
- 发表时间:2008-08-15
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Arenz A;Silver RA;Schaefer AT;Margrie TW
- 通讯作者:Margrie TW
NeuroML: a language for describing data driven models of neurons and networks with a high degree of biological detail.
- DOI:10.1371/journal.pcbi.1000815
- 发表时间:2010-06-17
- 期刊:
- 影响因子:4.3
- 作者:Gleeson P;Crook S;Cannon RC;Hines ML;Billings GO;Farinella M;Morse TM;Davison AP;Ray S;Bhalla US;Barnes SR;Dimitrova YD;Silver RA
- 通讯作者:Silver RA
Rapid desynchronization of an electrically coupled interneuron network with sparse excitatory synaptic input.
- DOI:10.1016/j.neuron.2010.06.028
- 发表时间:2010-08-12
- 期刊:
- 影响因子:16.2
- 作者:Vervaeke K;Lorincz A;Gleeson P;Farinella M;Nusser Z;Silver RA
- 通讯作者:Silver RA
Neuronal arithmetic.
- DOI:10.1038/nrn2864
- 发表时间:2010-07
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Silver RA
- 通讯作者:Silver RA
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