Plasticity of cortical networks during learning
学习过程中皮质网络的可塑性
基本信息
- 批准号:10705630
- 负责人:
- 金额:$ 3.26万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-09-16 至 2026-09-15
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AddressAnimalsAssociation LearningAutomobile DrivingBehaviorBehavioralBehavioral ParadigmCalciumCuesDataDiseaseDorsalEventExcisionExhibitsGoalsGraphImageImaging TechniquesIndividualLearningMethodsMotivationMotorMotor CortexMusNeocortexNeuronsPhasePopulationProcessReversal LearningRewardsRoleSchizophreniaShapesSiteStimulusSymptomsTechniquesTestingTimeTrainingV1 neuronVisualWaterWorkaddictionanalytical toolarea striatadesignexperimental studyfrontal lobehippocampal pyramidal neuroninsightneocorticalneuralnoveloptogeneticspreventrecruitresponsespatiotemporaltwo-photonvisual plasticityvisual processing
项目摘要
PROJECT SUMMARY:
Plasticity occurs in the primary visual cortex (V1) in response to visual associative learning, where one
stimulus is paired with reward (CS+) and another is not (CS-). However, learning is not a unitary process, and
distinct stages of learning might drive contrasting plastic changes in V1. Indeed, previous work has found
dynamic changes in V1 pyramidal neuron activity and inputs at different times throughout learning. Experiments
separating distinct learning phases behaviorally are lacking, making it difficult to fully dissect V1 plasticity
changes throughout learning. To address this, we have designed a 3-phase associative learning task that
separates early, stimulus non-specific learning from late, stimulus-specific learning and reversal learning. We
will also manipulate stimulus value in two ways: devaluation and spout removal. Using this behavioral paradigm
along with 1- and 2-photon calcium imaging of the mouse dorsal cortex, we will test the following hypotheses: 1)
that visual associative learning differentially recruits V1 activity during distinct learning stages, 2) activity in V1 is
rapidly plastic in response to changes in stimulus value, 3) individual V1 neurons exhibit bidirectional plasticity
across learning, 4) visual associative learning changes cortico-cortical functional connectivity, and 5) V1 activity
is required to maintain these cortico-cortical functional connectivity changes. Our results will provide an
unprecedented level of insight into V1 plasticity throughout learning and stimulus value manipulation. We will,
for the first time, address how plasticity in V1 is mirrored across the dorsal cortex, or required for cortico-cortical
plasticity.
项目摘要:
可塑性在响应视觉关联学习中发生在主要视觉皮层(V1)中,其中一个
刺激与奖励(CS+)配对,而另一个则不是(CS-)。但是,学习不是一个统一的过程,并且
学习的不同阶段可能会导致V1中的塑性变化。确实,以前的工作已经找到
V1锥体神经元活性的动态变化和在整个学习过程中的不同时间输入。实验
在行为上缺乏分离不同的学习阶段,因此难以完全剖析V1可塑性
整个学习的变化。为了解决这个问题,我们设计了一项三相关联学习任务
将早期的刺激非特异性学习与晚期,刺激特定的学习和逆转学习分开。我们
还将通过两种方式操纵刺激价值:贬值和拔出喷口去除。使用此行为范式
以及小鼠背皮层的1和2光子钙成像,我们将测试以下假设:1)
视觉关联学习在不同的学习阶段差异化招募V1活动,2)V1中的活动是
快速塑料响应刺激值的变化,3)单个V1神经元表现出双向可塑性
在学习过程中,4)视觉关联学习会改变皮质 - 皮质功能连接,5)V1活动
需要维持这些皮层皮质功能连接性变化。我们的结果将为
在整个学习和刺激价值操纵过程中,对V1可塑性的前所未有的洞察力。我们将,
首次解决V1中的可塑性如何在背侧皮质上镜像或皮质皮质所需
可塑性。
项目成果
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