Dynamic regulation of cortical information processing and energy expenditure by food availability
Dynamic regulation of cortical information processing and energy expenditure by food availability
批准号:
BB/T007907/1
负责人:
Nathalie Louise Isabelle Rochefort
金额:
$64.57万
依托单位:
依托单位国家:
英国
项目类别:
Research Grant
财政年份:
2020
资助国家:
英国
项目状态:
已结题
起止时间:
2020 至 --
中文摘要
我们吃什么会极大地影响我们的大脑功能。大多数人都经历过当他们饿了的时候注意力不集中或脾气暴躁的感觉。这是因为我们的大脑需要许多卡路里才能发挥作用。尽管大脑只占身体质量的2%,但大脑消耗的能量却占我们每天消耗的能量的20%,这意味着,按重量计算,大脑是能量最昂贵的器官。当食物摄入量减少时,肌肉等器官为了节省能量而降低了自己的表现。我们预测大脑没有什么不同,当食物摄入量减少时,为了节省能量,大脑也应该同样降低其表现。我们将在老鼠身上测试这一预测,作为哺乳动物大脑功能的动物模型,使我们能够研究这一过程背后的细胞机制。为了做到这一点,我们将把老鼠的卡路里摄入量减少20%-25%,并记录它们大脑中神经元的活动,特别是处理视觉信息的视觉皮质。我们的初步数据显示,卡路里限制会降低视觉皮质的功能,这与我们的预测一致。在我们的研究中,我们将进一步探索这些变化,并检查当卡路里摄入量减少时,它们是否有助于大脑节省能量。接下来,我们想要了解负责将卡路里摄入量的变化与大脑功能的变化联系起来的分子和激素。最后,我们想了解在卡路里限制期间大脑功能的减少在多大程度上实际上会影响行为。具体地说,在我们的研究中,我们将测试卡路里限制期间视觉皮质功能的降低如何影响小鼠的视觉能力。总体而言,我们的研究将帮助我们了解卡路里摄入量如何影响大脑功能和能量消耗。这项工作将对了解如何最好地调整人类饮食以改善终身认知功能具有重要意义,这将有利于生活质量和经济生产率,并将降低医疗成本。我们的研究还可能揭示改善大脑功能和能量利用的潜在药物靶点。
英文摘要
What we eat greatly impacts our brain function. Most people have experienced the feeling of being less able to concentrate or getting grumpy when they are hungry. This is because our brains need many calories to function. Despite only comprising 2% of the body mass, the brain utilizes 20% of the energy we consume daily, meaning that, by weight, it is the most energetically expensive organ. When food intake is reduced, organs such as muscles, reduce their performance in order to save energy. We predict that the brain is no different, and that when food intake is reduced, the brain should similarly reduce its performance in order to save energy. We will test this prediction in mice, as an animal model of mammalian brain function that allows us to study the cellular mechanisms underlying this process. To do so, we will reduce the calorie intake of mice by 20-25% and will record the activity of neurons within their brain, specifically within the visual cortex, which processes visual information. Our preliminary data show that calorie restriction reduces the function of the visual cortex, in line with our prediction. In our study, we will further explore these changes, and examine if they help the brain to save energy when calorie intake is reduced. We next want to understand the molecules and hormones responsible for linking changes in caloric intake with changes in brain function. Finally, we want to understand to what extent reductions in brain function during calorie restriction actually impact behaviour. Specifically, in our study, we will test how reductions in the function of the visual cortex during calorie restriction affect visual ability in mice. Overall, our study will help us to understand how calorie intake impacts brain function and energy consumption. This work will be important for understanding how best to adapt human diet to improve life-long cognitive function, which would benefit quality of life and economic productivity, and would reduce health costs. Our study may also reveal potential drug targets for improving brain function and energy use.
期刊论文(5)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
登录
查看更多内容
DOI:
10.1016/j.neuron.2021.10.024
发表时间:
2022-01-19
期刊:
Neuron
影响因子:
16.2
作者:
[Padamsey Z, Katsanevaki D, Dupuy N, Rochefort NL]
通讯作者:
Rochefort NL
Sex-specific resilience of neocortex to food restriction
新皮质对食物限制的性别特异性弹性
DOI:
10.7554/elife.93052.1
发表时间:
2023
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Padamsey Z]
通讯作者:
Padamsey Z
Defying Expectations: How Neurons Compute Prediction Errors in Visual Cortex.
违背预期:神经元如何计算视觉皮层中的预测误差。
DOI:
10.1016/j.neuron.2020.12.005
发表时间:
2020
期刊:
Neuron
影响因子:
16.2
作者:
[Padamsey Z]
通讯作者:
Padamsey Z
Paying the brain's energy bill.
支付大脑的能量账单。
DOI:
10.1016/j.conb.2022.102668
发表时间:
2023
期刊:
Current opinion in neurobiology
影响因子:
5.7
作者:
[Padamsey Z]
通讯作者:
Padamsey Z
DOI:
10.1371/journal.pcbi.1009799
发表时间:
2022-01
期刊:
PLoS computational biology
影响因子:
4.3
作者:
[Kudryashova N, Amvrosiadis T, Dupuy N, Rochefort N, Onken A]
通讯作者:
Onken A
Neural Representation of Uncertainty in Mouse Visual Cortex
-
批准号:BB/X013308/1
-
项目类别:Research Grant
-
资助金额:$25.59万
-
财政年份:2023
-
负责人:Nathalie Louise Isabelle Rochefort
-
依托单位:
国内基金
海外基金
登录
查看更多内容
Got2基因对浆细胞样树突状细胞功能的调控及其在系统性红斑狼疮疾病中的作用研究
-
批准号:82371801
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:47.00万元
-
批准年份:2023
-
负责人:周海波
-
依托单位:
精氨酸调控骨髓Tregs稳态在脓毒症骨髓功能障碍中的作用研究
-
批准号:82371770
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:49.00万元
-
批准年份:2023
-
负责人:宁铂涛
-
依托单位:
糖尿病ED中成纤维细胞衰老调控内皮细胞线粒体稳态失衡的机制研究
-
批准号:82371634
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:49.00万元
-
批准年份:2023
-
负责人:赵福军
-
依托单位:
亚低温调控颅脑创伤急性期神经干细胞Mpc2/Lactate/H3K9lac通路促进神经修复的研究
-
批准号:82371379
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:49.00万元
-
批准年份:2023
-
负责人:冯军峰
-
依托单位:
PRNP调控巨噬细胞M2极化并减弱吞噬功能促进子宫内膜异位症进展的机制研究
-
批准号:82371651
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:49.00万元
-
批准年份:2023
-
负责人:赵栋
-
依托单位:
CBP/p300-HADH轴在基础胰岛素分泌调节中的作用和机制研究
-
批准号:82370798
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:49.00万元
-
批准年份:2023
-
负责人:王晓
-
依托单位:
TIPE2调控巨噬细胞M2极化改善睑板腺功能障碍的作用机制研究
-
批准号:82371028
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:49.00万元
-
批准年份:2023
-
负责人:赵慧
-
依托单位:
α-酮戊二酸调控ACMSD介导犬尿氨酸通路代谢重编程在年龄相关性听力损失中的作用及机制研究
-
批准号:82371150
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:49.00万元
-
批准年份:2023
-
负责人:侯书乐
-
依托单位:
PfAP2-R介导的PfCRT转录调控在恶性疟原虫对喹啉类药物抗性中的作用及机制研究
-
批准号:82372275
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:49.00万元
-
批准年份:2023
-
负责人:刘耀宝
-
依托单位:
mPFC-VTA-NAc多巴胺能投射调控丙泊酚麻醉—觉醒的机制研究
-
批准号:82371284
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:49.00万元
-
批准年份:2023
-
负责人:许涛
-
依托单位: