The role of AMPA receptors in critical period plasticity in the auditory cortex
AMPA 受体在听觉皮层关键期可塑性中的作用
基本信息
- 批准号:RGPIN-2018-06552
- 负责人:
- 金额:$ 2.26万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Discovery Grants Program - Individual
- 财政年份:2020
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2020-01-01 至 2021-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The optimal functioning of the nervous system involves proper activity-dependent refinement of neuronal circuits during critical periods (CPs) in early life. Such periods are characterized by highest level of synaptic plasticity, rapid learning, synaptogenesis as well as enduring consequences for neuronal connectivity. Currently, the cellular and molecular mechanisms of CP plasticity remain elusive, although the prevailing notion is that the finely tuned local excitatory/inhibitory balance determines the CP plasticity. The maturation of inhibition from parvalbumin-positive inhibitory interneuron has been implicated in the formation of CPs for sensory plasticity. However, the maturation of inhibitory circuits in various sensory maps develops through glutamatergic excitation. To date, detailed knowledge about the role of glutamatergic excitation in the regulation of CP plasticity in the immature brain is sparse. The CP plasticity of the auditory cortex has been strongly implicated in both functional brain development and cognitive function. The central hypothesis of this application is that the maturation of glutamate receptors in both pyramidal neurons and parvalbumin-positive inhibitory interneurons, in particular AMPA receptors (AMPAR), critically determines the timing and the duration of CP through regulating tonotopic-mapping plasticity in the auditory cortex. To test this hypothesis, we will first characterize the developmental changes in AMPAR expression and function in both pyramidal neurons and parvalbumin-positive inhibitory interneurons related to CP timing in the auditory cortex. Then we will examine whether NMDAR-only silent synapse maturation in pyramidal neurons and parvalbumin-positive inhibitory interneurons determines CP tonotopic plasticity in the auditory cortex. Finally, we intend to assess the causal roles of AMPAR maturation in pyramidal neurons and interneurons in the CP of the auditory cortex by studying the consequence of blocking AMPARs function. Our research program will provide critical information for understanding the cellular underpinnings of the CP tonotopic mapping plasticity in the auditory cortex. This will facilitate the identification of candidate molecular sites for modulating these neurodevelopmental processes. The HQP training throughout this research program will aid in the development of highly skilled personnel equipped for successful careers in academic, industrial, and government professions.
神经系统的最佳功能包括在生命早期的关键时期(CP)对神经回路进行适当的活动依赖性细化。这些时期的特征是最高水平的突触可塑性,快速学习,突触发生以及神经元连接的持久后果。目前,CP可塑性的细胞和分子机制仍然难以捉摸,虽然流行的观点是,微调局部兴奋/抑制平衡决定CP可塑性。小清蛋白阳性抑制性中间神经元的抑制成熟与感觉可塑性CP的形成有关。然而,在各种感觉地图中,抑制回路的成熟是通过脑电兴奋来发展的。到目前为止,详细的知识,在未成熟的大脑中的CP可塑性的调节中的作用的兴奋是稀疏的。听觉皮层的CP可塑性与大脑功能发育和认知功能密切相关。本申请的中心假设是,锥体神经元和小白蛋白阳性抑制性中间神经元中的谷氨酸受体,特别是AMPA受体(AMPAR)的成熟,通过调节听觉皮层中的音调映射可塑性来决定CP的时间和持续时间。为了验证这一假设,我们将首先表征听觉皮层中与CP定时相关的锥体神经元和小清蛋白阳性抑制性中间神经元中AMPAR表达和功能的发育变化。然后,我们将研究是否NMDAR只有沉默的突触成熟锥体神经元和小白蛋白阳性抑制性中间神经元决定CP tonotopic可塑性在听觉皮层。最后,我们打算通过研究阻断AMPAR功能的后果来评估AMPAR成熟在听觉皮层CP锥体神经元和中间神经元中的因果作用。我们的研究计划将提供重要的信息,了解在听觉皮层的CP tonotopic映射可塑性的细胞基础。这将有助于确定候选分子位点调节这些神经发育过程。整个研究计划的HQP培训将有助于培养高技能人才,为学术,工业和政府专业的成功职业生涯做好准备。
项目成果
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