Probing D2 and 5HT-2A mechanisms in early visual processing in V1

探索 V1 早期视觉处理中的 D2 和 5HT-2A 机制

基本信息

  • 批准号:
    10605769
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 6.95万
  • 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:
    2023-01-01 至 2025-12-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Little is known about the modulatory mechanisms contributed by extra-retinal inputs to primary visual cortex (V1), despite their substantial contribution to visual information processing. While a systematic search across neuromodulators and their receptors is possible, clinical literature provides an avenue to narrow the search of potential receptors contributing to these circuits. Schizophrenia (SZ) is one example, where patients exhibit visual processing deficits. Data suggests these deficits are specific to the magnocellular pathway and not the parvocellular pathway, with shifted contrast sensitivity for sinusoidal grating stimuli at low but not high spatial frequencies and reduced BOLD signal in V1. Magnocellular and parvocellular inputs from the lateral geniculate nucleus of the thalamus are known to show distinct patterns of innervation in V1, but whether there are differences in modulatory mechanisms between these pathways is unknown. Interestingly, there are reports of both typical and atypical antipsychotic medications improving visual deficits in SZ patients. It is known these drugs target a variety of receptors for multiple neuromodulators, providing very little insight into how these drugs may improve symptoms, but showing us that neuromodulation has a profound impact on early visual processing. Research in SZ has emphasized the role of dopamine and serotonin systems, as the early typical antipsychotics show very high affinity for dopamine D2 receptors and drugs with psychedelic effects that may mimic some positive symptoms of SZ target serotonin 5HT-2A receptors. Anatomical studies have reported both receptor types in V1, with clear laminar patterns, though precise localization of these receptors on excitatory or inhibitory neurons remains unknown. Here, we propose to study the role of D2 and 5HT-2A receptors in magnocellular and parvocellular pathways in layer IVC, and in center-surround mechanisms in layers II/III. Aim 1 will test whether magnocellular and parvocellular inputs to V1 show differences in response to activating or blocking dopamine D2 receptors and 5HT-2A receptors. Aim 2a will determine if manipulations to D2 or 5HT-2A receptors impact center-surround mechanisms as a function of stimulus size. Lastly, Aim 2b will determine if there is an effect of D2 or 5-HT2A modulation center-surround mechanism as a function of contrast and orientation.
项目摘要 视网膜外输入对初级视皮层的调节机制尚不清楚 (V1)尽管它们对视觉信息处理有着重要的贡献。虽然系统的搜索 神经调节剂及其受体的研究是可能的,临床文献提供了一种途径,以缩小搜索范围, 潜在的受体对这些回路起作用。精神分裂症(SZ)就是一个例子,患者表现出 视觉处理缺陷数据表明,这些缺陷是特定的大细胞途径,而不是 小细胞通路,在低而非高空间分辨率下对正弦光栅刺激具有偏移的对比敏感度 V1中的频率和降低的BOLD信号。大细胞和小细胞的输入来自外侧 已知丘脑膝状体核在V1中显示出不同的神经支配模式,但是否存在 这些途径之间的调节机制的差异是未知的。有趣的是, 典型和非典型抗精神病药物改善SZ患者视力缺陷的报告。是 已知这些药物靶向多种神经调质的各种受体, 这些药物如何改善症状,但向我们展示了神经调节对早期 视觉处理深圳的研究强调了多巴胺和5-羟色胺系统的作用, 典型的抗精神病药对多巴胺D2受体显示出非常高的亲和力, 可能模拟SZ靶向5-羟色胺5 HT-2A受体的一些阳性症状。解剖学研究 报道了V1中的两种受体类型,具有清晰的层状模式,尽管这些受体的精确定位 对兴奋性或抑制性神经元的影响仍然未知。在此,我们建议研究D2和5 HT-2A的作用, 在IVC层的大细胞和小细胞通路中,以及在 层II/III。目的1将测试大细胞和小细胞对V1的输入是否显示出反应的差异 激活或阻断多巴胺D2受体和5 HT-2A受体。目标2a将确定是否操作 D2或5 HT-2A受体影响作为刺激大小的函数的中心-环绕机制。目标2b 将确定是否存在D2或5-HT 2A调制中心-环绕机制的影响,作为 对比和定位。

项目成果

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