Thalamocortical cognitive networks in the healthy human brain

健康人脑中的丘脑皮质认知网络

基本信息

  • 批准号:
    10633809
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 36.2万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-04-03 至 2028-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Abstract This project will characterize the functions of the human pulvinar (PUL) and mediodorsal (MD) nuclei and their role in brain-wide networks promoting a variety of high-level cognitive functions and behaviors. We propose to perform whole-brain fMRI to test the Center hypothesis that PUL and MD play crucial roles in coordinating information within and across cortical networks. Working closely with P5 (Woodward) and Core C (Chen), Aim 1 will resolve the internal organization of PUL and MD in healthy individuals based on functional connectivity with cortical networks involved in high-level cognitive functions. We will compare network topologies to those found in schizophrenia (P5) to identify dysfunction of cortical and thalamic nodes and in their interconnectivity. In Aim 2, we will adapt the Center’s APU and HDM tasks to assess the PUL and MD’s roles as centralized hubs for integrating information across cognitive control networks. The use of common tasks with tree shrews and macaques (P1-3) will allow for bridging across animal models spanning scales of representation from neurons to circuits to networks. In Aim 3, we will use a variant of the HDM task to identify human-unique characteristics of thalamocortical cognitive control networks that support flexible rule switching and generalization. We will use computational cognitive modeling to bridge between neuroimaging and behavior. Resolving the network-level architecture of PUL-cortical and MD-cortical function during complex cognitive behaviors will provide empirical and computational insights into the principles guiding behaviorally-relevant thalamocortical function (Center Aim 1), which will serve as a basis for assessing dysfunction (Center Aim 2) and inform the development of a mechanistic model for human thalamic function (Center Aim 3).
摘要 这个项目将描述人类枕核(PUL)和背内侧核(MD)的功能以及它们的功能。 在促进各种高级认知功能和行为的全脑网络中发挥作用。我们建议 进行全脑功能磁共振检查以验证中央假说,即PUL和MD在协调中起关键作用 大脑皮层网络内部和跨大脑皮层网络的信息。与P5(Woodward)和Core C(Chen)密切合作,Aim 1将根据功能连接解决健康个体的PUL和MD的内部组织 大脑皮层网络参与高级认知功能。我们会将网络拓扑与 在精神分裂症(P5)中发现,用于识别皮质和丘脑节点的功能障碍以及它们之间的相互联系。 在目标2中,我们将调整中心的APU和HDM任务,以评估PUL和MD作为集中枢纽的角色 用于整合认知控制网络中的信息。使用树鼠和树的常见任务 猕猴(P1-3)将允许跨越神经元代表尺度的动物模型之间的桥梁 从电路到网络。在目标3中,我们将使用HDM任务的一个变体来识别人类特有的特征 支持灵活的规则切换和泛化的丘脑皮质认知控制网络。我们将使用 在神经成像和行为之间架起桥梁的计算认知模型。解析网络级别 复杂认知行为中丘脑皮质和MD皮层功能的构筑将提供经验 和对指导行为相关丘脑皮质功能的原则的计算洞察(中心目标 1),这将作为评估功能障碍的基础(中心目标2),并为制定 人体丘脑功能的力学模型(中心目标3)。

项目成果

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