A dendritic mechanism for cholinergic neuromodulation of cortical function

皮质功能胆碱能神经调节的树突机制

基本信息

项目摘要

Acetylcholine (ACh) exerts diverse and powerful effects on animal behavior and underlying cortical neural dynamics. However, identifying the cellular and circuit substrates mediating these processes has proved challenging due to the many targets of ACh action and the lack of specific tools. ACh is thought to act on local cortical circuit components, specifically interneurons, to indirectly influence pyramidal neuron dynamics. We hypothesize that direct cholinergic neuromodulation of pyramidal neurons dendrites is an important new locus for the effects of ACh on cortical dynamics and behavior. By leveraging a new genetically targeted pharmacological tool with unprecedented specificity, we will causally test the contribution of AChR-dependent dendritic mechanisms to a cortical sensorimotor computation.!Our preliminary evidence shows that muscarinic acetylcholine receptors (mAChRs) potently modulate the excitability of distal apical trunk dendrites in layer 5 cortical pyramidal neurons (L5 PNs). These dendrites exhibit an active supralinear mechanism that can drive high frequency somatic spiking during coincident “bottom-up” and “top-down” cortical input. L5 PN trunk dendrites are therefore well positioned to implement a canonical cortical computation for combining multiple inputs. In the mouse barrel cortex, bottom-up sensory information is combined with top-down motor input via this subcellular coincidence detection mechanism to produce a whisker object localization signal. We will use this system to test a novel role for ACh in cortical function by characterizing the effect of mAChR activation on L5 PN dendritic integration (Aim 1) and identifying its ion channel mechanism (Aim 2). We will then employ a novel genetically-targeted pharmacology strategy with unprecedented specificity to causally test the contributions of mAChR-dependent dendritic mechanisms to a cortical sensorimotor computation during behavior (Aim 3). These experiments will establish a new pathway linking a single neuromodulator – and its ion channel target(s) in a genetically defined L5 PN cell type – to cellular processing, circuit computation, and behavior, providing critical insight into how ACh modulates brain function. !
乙酰胆碱(Acetylcholine,ACh)对动物行为和潜在的皮层神经元具有多种和强大的影响, 动力学然而,确定介导这些过程的细胞和电路基板已经证明, 由于乙酰胆碱行动的许多目标和缺乏具体的工具,这是一项具有挑战性的工作。ACh被认为是作用于局部 皮质电路组件,特别是中间神经元,间接影响锥体神经元动力学。我们 假设锥体神经元树突直接胆碱能神经调节是一个重要的新位点 乙酰胆碱对大脑皮层动力学和行为的影响。通过利用一种新的基因靶向 药理学工具具有前所未有的特异性,我们将因果检验AChR依赖性 皮层感觉运动计算的树突机制我们的初步证据显示毒蕈碱 乙酰胆碱受体(mAChRs)有效地调节第5层远端顶干树突的兴奋性 皮质锥体神经元(L5 PNs)。这些树突表现出一种活跃的超线性机制, 在同时的“自下而上”和“自上而下”皮层输入期间的高频躯体尖峰。L5 PN中继 因此,树突被很好地定位以实现用于组合多个 输入。在老鼠的桶状皮层中,自下而上的感觉信息与自上而下的运动输入通过 该亚细胞符合检测机制产生触须对象定位信号。我们将使用 该系统通过表征mAChR激活对皮质功能的影响来测试ACh在皮质功能中的新作用。 L5 PN树突整合(目的1)和确定其离子通道机制(目的2)。然后我们将使用一个 新的遗传靶向药理学策略,具有前所未有的特异性,可以因果检验 mAChR依赖性树突机制对皮层感觉运动计算的贡献 行为(目标3)。这些实验将建立一个新的途径连接一个单一的神经调质-和它的离子 遗传定义的L5 PN小区类型中的信道目标-到蜂窝处理、电路计算,以及 行为,提供关键的洞察乙酰胆碱如何调节大脑功能。!

项目成果

期刊论文数量(11)
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 }}

Mark Thomas Harnett其他文献

Mark Thomas Harnett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('Mark Thomas Harnett', 18)}}的其他基金

Dendritic Computation and Representation of Head Direction in Retrosplenial Cortex
压后皮质头部方向的树突计算和表示
  • 批准号:
    10408825
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 34.78万
  • 项目类别:
Dendritic Computation and Representation of Head Direction in Retrosplenial Cortex
压后皮质头部方向的树突计算和表示
  • 批准号:
    10198060
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 34.78万
  • 项目类别:
Dendritic Computation and Representation of Head Direction in Retrosplenial Cortex
压后皮质头部方向的树突计算和表示
  • 批准号:
    10630181
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 34.78万
  • 项目类别:
A dendritic mechanism for cholinergic neuromodulation of cortical function
皮质功能胆碱能神经调节的树突机制
  • 批准号:
    9898496
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 34.78万
  • 项目类别:

相似海外基金

Transcriptional assessment of haematopoietic differentiation to risk-stratify acute lymphoblastic leukaemia
造血分化的转录评估对急性淋巴细胞白血病的风险分层
  • 批准号:
    MR/Y009568/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.78万
  • 项目类别:
    Fellowship
Combining two unique AI platforms for the discovery of novel genetic therapeutic targets & preclinical validation of synthetic biomolecules to treat Acute myeloid leukaemia (AML).
结合两个独特的人工智能平台来发现新的基因治疗靶点
  • 批准号:
    10090332
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.78万
  • 项目类别:
    Collaborative R&D
Acute senescence: a novel host defence counteracting typhoidal Salmonella
急性衰老:对抗伤寒沙门氏菌的新型宿主防御
  • 批准号:
    MR/X02329X/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.78万
  • 项目类别:
    Fellowship
Cellular Neuroinflammation in Acute Brain Injury
急性脑损伤中的细胞神经炎症
  • 批准号:
    MR/X021882/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.78万
  • 项目类别:
    Research Grant
KAT2A PROTACs targetting the differentiation of blasts and leukemic stem cells for the treatment of Acute Myeloid Leukaemia
KAT2A PROTAC 靶向原始细胞和白血病干细胞的分化,用于治疗急性髓系白血病
  • 批准号:
    MR/X029557/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.78万
  • 项目类别:
    Research Grant
Combining Mechanistic Modelling with Machine Learning for Diagnosis of Acute Respiratory Distress Syndrome
机械建模与机器学习相结合诊断急性呼吸窘迫综合征
  • 批准号:
    EP/Y003527/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.78万
  • 项目类别:
    Research Grant
FITEAML: Functional Interrogation of Transposable Elements in Acute Myeloid Leukaemia
FITEAML:急性髓系白血病转座元件的功能研究
  • 批准号:
    EP/Y030338/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.78万
  • 项目类别:
    Research Grant
STTR Phase I: Non-invasive focused ultrasound treatment to modulate the immune system for acute and chronic kidney rejection
STTR 第一期:非侵入性聚焦超声治疗调节免疫系统以治疗急性和慢性肾排斥
  • 批准号:
    2312694
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.78万
  • 项目类别:
    Standard Grant
ロボット支援肝切除術は真に低侵襲なのか?acute phaseに着目して
机器人辅助肝切除术真的是微创吗?
  • 批准号:
    24K19395
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.78万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Acute human gingivitis systems biology
人类急性牙龈炎系统生物学
  • 批准号:
    484000
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.78万
  • 项目类别:
    Operating Grants
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了