Awardees

Annegret Falkner, Ph.D.., Profesor Asistente, Instituto de Neurociencia de Princeton, Universidad de Princeton, Princeton, NJ

Neuroendocrinología computacional: vinculación de la transcripción mediada por hormonas con el comportamiento complejo a través de la dinámica neuronal

Las hormonas gonadales (el estrógeno y la testosterona se encuentran entre las más conocidas) son importantes para los mamíferos en muchos sentidos. Modulan los estados internos, el comportamiento y la fisiología. Pero si bien se ha estudiado mucho sobre cómo estas hormonas afectan el cuerpo, no se comprende tan bien cómo cambian la dinámica neuronal.

En su investigación, la Dra. Annegret Falkner y su laboratorio investigarán cómo las hormonas cambian las redes neuronales y, por lo tanto, afectan el comportamiento en períodos de tiempo cortos y largos. Utilizando nuevos métodos para la cuantificación del comportamiento, observará y registrará comportamientos de todo tipo en animales que se comportan libremente durante un cambio de estado hormonal; mapear la dinámica neuronal de las redes sensibles a las hormonas a través de un cambio de estado hormonal; y utilizar imágenes ópticas de hormonas específicas del sitio para observar dónde y cuándo ocurre la transcripción mediada por receptores de estrógeno dentro de esta red: una ventana a cómo las hormonas pueden actualizar la comunicación en red, y que ayudará a los investigadores a comprender las profundas formas en que las hormonas afectan el cerebro. y comportamiento.

Andrea Gómez, Ph.D., Profesor asistente, Neurobiología, Universidad de California, Berkeley, CA

La base molecular de la plasticidad inducida por psicodélicos

El cerebro posee la capacidad de cambiarse a sí mismo, una característica descrita como "plasticidad". La Dra. Andrea Gómez tiene como objetivo aprender más sobre la plasticidad cerebral utilizando psicodélicos como herramienta, reabriendo ventanas de plasticidad en el cerebro adulto utilizando la psilocibina psicodélica en un modelo de ratón. Esto no sólo podría ayudarnos a aprender más sobre cómo funciona el cerebro, sino que también podría ayudar en el desarrollo de terapias de próxima generación.

Los psicodélicos tienen efectos estructurales duraderos en las neuronas, como un mayor crecimiento de procesos neuronales y formación de sinapsis. Una sola dosis puede tener efectos que duren meses. En su investigación, la Dra. Gómez y su equipo utilizarán psicodélicos para identificar clases de ARN que promueven la plasticidad neuronal en la corteza prefrontal. El laboratorio de Gómez evaluará cómo los psicodélicos cambian la forma en que se empalma el ARN, establecerá el vínculo entre los cambios de ARN inducidos por la psilocibina y la plasticidad en ratones medida por la actividad sináptica, y observará el efecto de la plasticidad inducida por los psicodélicos en la interacción social.

Sinisa Hrvatin, Ph.D.., Profesor asistente de biología, Instituto Whitehead de Investigación Biomédica, Instituto de Tecnología de Massachusetts, Cambridge, MA

Anatomía molecular de los circuitos de hibernación

La mayoría de la gente comprende el concepto de hibernación, pero relativamente pocos piensan en lo extraordinario que es. Los mamíferos que evolucionaron específicamente para mantener una temperatura corporal constante “apagan” abruptamente esa característica, cambian su metabolismo y cambian su comportamiento durante meses seguidos. Si bien los hechos de la hibernación se comprenden bien, no se comprende bien cómo los animales inician y mantienen ese estado, ni cómo surgió esta capacidad.

La doctora Sinisa Hrvatin propone profundizar en las poblaciones y circuitos neuronales implicados en la hibernación utilizando un modelo menos común, el hámster sirio. Se puede inducir a los hámsteres sirios a hibernar ambientalmente, lo que los hace ideales para un experimento de laboratorio, pero no hay líneas transgénicas disponibles (como en ratones), lo que lo llevó a aplicar nuevas herramientas virales basadas en sensores de ARN para atacar poblaciones celulares específicas relacionadas con hibernación. Documentará las neuronas activas durante la hibernación para identificar circuitos relevantes y examinar si se conservan circuitos similares en otros modelos de hibernación y no hibernación.

Xin Jin, Ph.D.., Profesor asistente, Departamento de Neurociencia, The Scripps Research Institution, La Jolla, CA

Neurogenómica in vivo a escala

Al estudiar la función genética en las neuronas, los investigadores a menudo tienen que elegir entre escala y resolución. Pero para el Dr. Xin Jin, el poder del genoma se hace realidad cuando las herramientas permiten a los investigadores estudiar una gran cantidad de genes en todo el cerebro y ver dónde están presentes y dónde se cruzan en regiones cerebrales específicas.

El laboratorio del Dr. Jin ha desarrollado nuevos métodos paralelos de forma masiva. en vivo enfoques de secuenciación para ampliar la investigación de un gran número de variantes genéticas y mapear su presencia en cerebros completos e intactos. La capacidad de perfilar más de 30.000 células a la vez permite al equipo estudiar cientos de genes en cientos de tipos de células y obtener una lectura en cuestión de dos días en lugar de semanas. Realizarán estudios de órganos completos, demostrando la capacidad no sólo de identificar qué células incluyen variantes específicas, sino también de identificar su contexto dentro del cerebro: dónde están ubicadas y cómo están conectadas.

Ann Kennedy, Ph.D., Profesor asistente, Departamento de Neurociencia, Universidad Northwestern, Chicago, IL

Dinámica de poblaciones neuronales que median el equilibrio de las necesidades de supervivencia en competencia

Para sobrevivir, los animales han desarrollado una amplia gama de comportamientos innatos como la alimentación, el apareamiento, la agresión y las respuestas de miedo. Los investigadores han podido registrar la actividad neuronal en modelos de ratón mientras realizan este tipo de comportamientos. Pero en el mundo real, los animales a menudo tienen que sopesar y decidir entre múltiples cursos de acción urgentes.

La Dra. Ann Kennedy se dedica a desarrollar modelos computacionales teóricos que ayudarán a mejorar nuestra comprensión de cómo se toman decisiones importantes como estas. Al observar la actividad neuronal en el hipotálamo de ratones involucrados en comportamientos de tipo agresivo, la Dra. Kennedy y su equipo desarrollarán modelos de redes neuronales que capturen la escalabilidad y persistencia de

estados motivacionales agresivos, al mismo tiempo que proporciona un mecanismo para el intercambio entre múltiples estados motivacionales competitivos en el comportamiento del animal. A partir de este trabajo, el laboratorio del Dr. Kennedy avanzará en nuestra comprensión de cómo la estructura integrada en el cerebro ayuda a los animales a sobrevivir.

Sung Soo Kim, Ph.D.., Profesor asistente de biología molecular, celular y del desarrollo, Universidad de California-Santa Bárbara, Santa Bárbara, CA

Representación neuronal del mundo durante la navegación

Cualquiera que haya tenido que navegar por una habitación conocida pero oscura comprende lo valioso que es que nuestro cerebro pueda navegar por el entorno que nos rodea utilizando una variedad de información, interna y externa, incluidos colores, formas y una sensación de automovimiento. Trabajando con un modelo de mosca de la fruta y un aparato experimental nuevo e innovador, el Dr. Sung Soo Kim y su equipo investigarán lo que sucede en el cerebro cuando se navega.

El Dr. Kim investigará cómo múltiples estímulos sensoriales se transforman en un sentido de dirección y cómo los contextos conductuales afectan el procesamiento de la dirección. Una clave para esta investigación es un novedoso campo de realidad virtual que el equipo del Dr. Kim está construyendo con un microscopio muy grande en lo alto, lo que permite obtener imágenes de todo el cerebro de la mosca incluso mientras gira. Al activar y silenciar ciertas poblaciones neuronales, el Dr. Kim podrá realizar investigaciones que analicen el papel combinado de la percepción, la cognición y el control motor.

Bianca Jones Marlin, Ph.D.., Profesor asistente de Psicología y Neurociencia, Universidad de Columbia y Zuckerman Mind Brain Behaviour Institute, Nueva York, NY

Mecanismos moleculares de la memoria intergeneracional

¿Puede la próxima generación heredar el recuerdo de una experiencia estresante? Investigaciones recientes parecen sugerir que sí, y la Dra. Bianca Jones Marlin y su equipo están preparados para investigar cómo las experiencias que inducen miedo o estrés en un modelo de ratón pueden causar cambios en las mismas neuronas presentes en su cerebro, y cómo esos cambios pueden ser heredado genéticamente por los hijos del animal que experimentó el estrés.

La investigación del Dr. Marlin se basa en el descubrimiento de que los cambios en el entorno conducen a una plasticidad cerebral dependiente de la experiencia. Utilizando el condicionamiento del miedo olfativo, el equipo descubrió que los ratones producirán más neuronas olfativas en sintonía con el olor utilizado. Esa proporción más alta persiste, está codificada en el esperma y se transmite a la siguiente generación (pero no a las generaciones posteriores). El laboratorio de la Dra. Marlin investigará el proceso a nivel molecular, lo que espera no solo ayude a los investigadores, sino que también genere conciencia sobre los efectos del trauma.

Nancy Padilla-Coreano, Ph.D.., Profesor asistente, Departamento de Neurociencia, Facultad de Medicina de la Universidad de Florida, Gainesville, FL

Mecanismos neuronales de cambios entre competencia social y cooperación

Los animales sociales tienen interacciones muy complejas, y a menudo pasan de la cooperación a la competencia en un lapso de tiempo muy corto. La Dra. Nancy Padilla-Coreano tiene como objetivo comprender las redes neuronales involucradas mediante ensayos de comportamiento, electrofisiología multisitio y análisis de aprendizaje automático. Los hallazgos pueden ayudar a los investigadores a comprender mejor qué subyace a la competencia social, que se ve obstaculizada en una serie de trastornos neuropsiquiátricos.

El equipo del Dr. Padilla-Coreano está utilizando tecnologías innovadoras, como la asistencia de IA para identificar y rastrear el comportamiento de los animales, y metodologías de investigación para identificar los circuitos activos durante la cooperación y la competencia. Con la hipótesis de que son circuitos superpuestos, el equipo manipulará cada circuito en los mismos animales y observará cómo cambia el comportamiento cuando se les presente determinadas situaciones. Un segundo objetivo será investigar qué hay aguas arriba de esos circuitos; y un tercero investigará el papel de la dopamina en el proceso. En conjunto, la investigación ayudará a revelar cómo el cerebro ayuda a los animales sociales a optimizar y cambiar.

Mubarak Hussain Syed, Ph.D.., Profesor asistente, Departamento de Biología, Universidad de Nuevo México, Albuquerque, NM

Mecanismos moleculares que regulan la diversidad neuronal: de las células madre a los circuitos

El Dr. Mubarak Hussain Syed investigará qué determina cómo surgen neuronas de diferentes tipos a partir de células madre neurales (NSC) y cómo los factores de desarrollo especifican los comportamientos de los adultos. Su laboratorio se centrará en cómo las NSC de tipo II producen tipos de neuronas del complejo central. Investigaciones anteriores han demostrado que el momento del nacimiento de una célula que desciende de un NSC de tipo II se correlaciona con su tipo de célula final. Se cree que proteínas específicas expresadas temporalmente en esos momentos regulan el destino de los tipos de neuronas.

A través de experimentos de pérdida y ganancia de función dirigidos a esas proteínas y vías, el equipo del Dr. Syed aprenderá el mecanismo a través del cual cambian el destino de las neuronas y qué efecto tiene eso en los comportamientos. En futuros experimentos se observará cómo se forman los circuitos de las regiones cerebrales de orden superior. El Dr. Syed trabajará a través de su programa llamado Pueblo Brain Science para capacitar y orientar a la próxima generación de neurocientíficos diversos mientras realiza su investigación.

Longzhi Tan, Ph.D.., Profesor asistente de Neurobiología, Universidad de Stanford, Stanford, CA

¿Cómo influye la arquitectura del genoma 3D en el desarrollo y el envejecimiento del cerebro?

El Dr. Longzhi Tan y su equipo están utilizando un revolucionario “microscopio bioquímico” que puede mostrar la forma tridimensional de las moléculas de ADN dentro de una célula con una resolución incomparable con los telescopios ópticos, y en el proceso están descubriendo que el plegado único puede ofrecer a los investigadores una gran información. trato sobre una celda.

El microscopio bioquímico en el que se basa la investigación utiliza ligadura de proximidad en lugar de óptica. Parte del proyecto implicará la construcción de la próxima generación de esta herramienta para que el equipo del Dr. Tan pueda localizar en 3D cada molécula de ARN en una célula cerebral y dónde se encuentra en relación con el ADN plegado. Esto contribuirá a elaborar un libro de reglas sobre el plegamiento del ADN. Dado que el plegado también se degrada con la edad, comprender cómo esto influye en el envejecimiento podría proporcionar información sobre formas de revertir o frenar algunos de sus impactos. Un objetivo final analizará cómo las mutaciones y las diferencias de plegamiento influyen en las diferencias entre individuos.

Ishmail Abdus-Saboor, Ph.D., Profesor asistente, Ciencias Biológicas y Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Universidad de Columbia, Nueva York, NY

Eje piel-cerebro para comportamientos táctiles gratificantes

El contacto social es un estímulo clave que es fundamental para las experiencias humanas que van desde nutrir a los demás y construir vínculos sociales hasta la receptividad sexual. Trabajando con un modelo de ratón y optogenética, la investigación previa de Abdus-Saboor ha demostrado que existen conexiones directas entre las células neuronales de la piel y el cerebro, y que las células dedicadas están específicamente sintonizadas con ciertas señales táctiles. Estas células son necesarias y suficientes para provocar respuestas físicas específicas.

En su nueva investigación, Abdus-Saboor y su equipo pretenden definir cómo las neuronas de la piel desencadenan señales positivas únicas en el cerebro, y cómo el cerebro recibe y procesa esas señales como gratificantes, además de identificar las neuronas táctiles que se requieren en diferentes escenarios táctiles (criar a los cachorros versus acicalarlos o jugar). Un tercer objetivo buscará identificar qué sensor de estas células identifica el tacto. La investigación revelará más sobre la conexión piel-cerebro, con posibles aplicaciones para los investigadores que estudian los trastornos sociales.

Yasmine El-Shamayleh, Ph.D.., Profesor asistente, Departamento de Neurociencia e Instituto Zuckerman Mind Brain Behavior, Universidad de Columbia, Nueva York, NY

Circuitos corticales para percibir la forma visual

En los primates, aproximadamente 30% de la corteza cerebral se dedica al procesamiento de información visual. Utilizando nuevas técnicas, el Dr. El-Shamayleh está trabajando para desarrollar una comprensión mecanicista detallada de cómo el cerebro detecta y reconoce los objetos que vemos. Centrándose en el área cortical V4, la investigación de El-Shamayleh revela cómo varios tipos de neuronas en esta región del cerebro respaldan nuestra capacidad de percibir la forma de los objetos visuales.

El área cortical V4 está muy en sintonía con la forma de los objetos del mundo. A partir de estos conocimientos clave y utilizando aplicaciones novedosas de optogenética basada en vectores virales, El-Shamayleh está registrando y manipulando la actividad de grupos específicos de neuronas V4 con una precisión sin precedentes. Esta investigación está identificando cómo interactúan varios tipos de neuronas en el área cortical V4 para procesar la forma de un objeto y desbloqueará detalles sobre cómo los cerebros de los primates procesan la información visual. Las innovaciones técnicas establecidas en esta investigación también facilitarán futuros estudios mecanicistas de la función y el comportamiento del cerebro de los primates.

Vikram Gadagkar, Ph.D., Profesor asistente, Departamento de Neurociencia e Instituto Zuckerman Mind Brain Behavior, Universidad de Columbia, Nueva York, NY

Mecanismos neuronales del cortejo y la monogamia

Si bien se han realizado importantes investigaciones sobre cómo los animales aprenden y realizan comportamientos, se ha prestado menos atención a cómo un animal evalúa el desempeño de otro durante las interacciones sociales. En el caso de los pájaros cantores, la mayoría de las investigaciones han analizado lo que sucede en el cerebro de los machos que realizan una canción para atraer a una pareja, pero no lo que ocurre en el cerebro de la hembra cuando escucha el canto del macho.

El trabajo del Dr. Gadagkar observará una parte del cerebro llamada HVC, un núcleo sensoriomotor que se sabe que está activo en los machos para mantener el ritmo mientras aprenden e interpretan su canción. Por primera vez, él y su laboratorio están registrando lo que sucede en la HVC femenina mientras escucha y evalúa el canto masculino. En segundo lugar, el Dr. Gadagkar examinará cómo las mujeres hacen sus evaluaciones y qué hacen las neuronas cuando se detectan errores. Finalmente, la investigación analizará el sistema de dopamina para ver cómo el cerebro muestra preferencia por el desempeño más atractivo.

Hidehiko Inagaki, Ph.D., Instituto Max Planck de Neurociencia de Florida, Júpiter, FL

Mecanismos sinápticos y dinámica de red que subyacen al aprendizaje motor

Aprender una nueva habilidad requiere que el cerebro realice cambios en sus circuitos, un proceso conocido como plasticidad. Si bien se han realizado importantes investigaciones para identificar cómo las redes cerebrales ejecutan la habilidad, se sabe menos sobre la mecánica del aprendizaje de nuevas habilidades. El Dr. Inagaki y su equipo están trabajando para concentrarse en las células y procesos involucrados durante el proceso de aprendizaje.

Utilizando imágenes de dos fotones in vivo y electrofisiología a gran escala en un modelo de ratón, el Dr. Inagaki y su equipo ahora pueden observar a nivel celular qué cambios ocurren a medida que se aprende una nueva habilidad; en este caso, aprender un nuevo momento para la acción. Utilizando la manipulación genética para permitir a los investigadores activar o inhibir proteínas asociadas con la plasticidad, su objetivo es descubrir no sólo qué cambios en el cerebro, sino también cómo se inician y consolidan esos cambios. Comprender más acerca de cómo funciona el aprendizaje podría tener implicaciones para la investigación sobre los trastornos del aprendizaje.

Peri Kurshan, Ph.D., Profesor asistente, Facultad de Medicina Albert Einstein, Bronx, Nueva York

Desentrañando los mecanismos del desarrollo de las sinapsis, desde las moléculas hasta el comportamiento

Las sinapsis, los lugares donde se envían y reciben señales entre neuronas, son la clave para el funcionamiento de los circuitos neuronales que subyacen al comportamiento. Comprender cómo se desarrollan las sinapsis a nivel molecular y cómo el desarrollo sináptico influye en el comportamiento es el objetivo de la investigación del Dr. Kurshan. El modelo dominante sostiene que una clase de proteínas llamadas moléculas de adhesión a células sinápticas (sCAM) inician el proceso, estando especialmente indicada una familia de sCAM llamadas neurexinas. Pero la investigación in vivo muestra que eliminar las neurexinas no elimina las sinapsis.

El trabajo del Dr. Kurshan indica que las proteínas de andamio citosólico presináptico pueden autoasociarse con la membrana celular y luego reclutar neurexinas para estabilizar las sinapsis. En su nueva investigación, utilizando imágenes, proteómica, modelado computacional y manipulación transgénica, ella y su laboratorio pretenden identificar qué proteínas y componentes de la membrana celular están involucrados y cómo interactúan. La investigación tiene implicaciones para una variedad de trastornos neurológicos relacionados con defectos sinápticos.

Scott Linderman, Ph.D., Profesor asistente, Instituto de Estadística y Neurociencias Wu Tsai, Universidad de Stanford, Stanford, CA

Métodos de aprendizaje automático para descubrir estructuras en datos neuronales y de comportamiento

Las contribuciones del Dr. Linderman a la neurociencia radican en el desarrollo de métodos de aprendizaje automático que pueden gestionar y extraer conocimientos de las asombrosas cantidades de datos que producen este tipo de investigaciones, como grabaciones de alta resolución de una gran cantidad de neuronas en todo el cerebro y la observación simultánea de comportamientos de personas libremente. comportarse animales durante largos periodos de tiempo. Linderman y su equipo se asocian con laboratorios de investigación para desarrollar métodos probabilísticos de aprendizaje automático para encontrar patrones en todos esos datos.

El laboratorio de Linderman se centra específicamente en neuroetología computacional y modelado probabilístico; esencialmente, descubrir cómo construir y ajustar modelos estadísticos al tipo de datos que los investigadores producen hoy. Sus proyectos actuales y futuros demuestran la amplitud de formas en que se puede aplicar el aprendizaje automático a la investigación neuronal. Linderman aborda el trabajo como un socio integrado con colaboradores experimentales y, al desarrollar métodos para resolver los problemas de la neurobiología, también está ayudando a avanzar en los campos de la estadística y el aprendizaje automático.

Swetha Murthy, Ph.D., Profesor asistente, Instituto Vollum, Universidad de Ciencias y Salud de Oregón, Portland, Oregón

Mecanosensación para guiar la morfología celular

La mecanosensación –o la detección de fuerza física por parte de una célula o una neurona– es una función sorprendentemente sutil y multipropósito mediada por ciertos canales iónicos (entre otras proteínas) en la membrana celular. Un ejemplo obvio es el sentido del tacto. El laboratorio del Dr. Murthy está investigando un caso de mecanosensación a mucha menor escala con profundas implicaciones para la salud neuronal: el proceso de mielinización, en el que células especializadas llamadas oligodendrocitos (OL) forman una vaina alrededor de un nervio para mejorar la conducción.

Se plantea la hipótesis de que las señales mecánicas (entre otros factores) pueden regular la morfología y la mielinización del OL, pero los mecanismos subyacentes siguen siendo desconocidos. El laboratorio de Murthy está estudiando el canal iónico activado mecánicamente TMEM63A, que se expresa en OL, para revelar cómo estos canales podrían mediar en la mielinización y, a su vez, arrojar luz sobre cómo las señales mecánicas guían el proceso. Comprender cómo puede funcionar la mielinización (y cómo puede fallar) será útil para los investigadores que estudien una variedad de condiciones relacionadas con la mielinización.

Karthik Shekhar, Ph.D., Ingeniería Química y Biomolecular/Instituto de Neurociencia Helen Wills, Universidad de California, Berkeley, Berkeley, CA

Evolución de la diversidad y los patrones neuronales en el sistema visual

El laboratorio del Dr. Shekhar busca comprender cómo evolucionaron los diversos tipos neuronales y su organización para satisfacer las necesidades de diferentes animales. Su investigación se centra en el sistema visual del cerebro, específicamente la retina y la corteza visual primaria, que están notablemente bien conservadas en especies separadas por cientos de millones de años de evolución.

La investigación de Shekhar examinará la conservación evolutiva y la divergencia de los tipos neuronales en la retina de varias especies de vertebrados, desde peces hasta aves y mamíferos, y utilizará enfoques computacionales para reconstruir la evolución de la diversidad neuronal, incluido si la evolución condujo al surgimiento de nuevos tipos o modificación de tipos existentes. Un esfuerzo simultáneo investigará la corteza visual y rastreará los orígenes de las primeras épocas de desarrollo conocidas como "períodos críticos", donde las redes neuronales del cerebro muestran una plasticidad exquisita ante la experiencia sensorial. Un principio rector que subyace al enfoque de Shekhar es que las colaboraciones interdisciplinarias pueden aportar nuevos enfoques para abordar grandes cuestiones de la neurociencia.

Tanya Sippy, Ph.D., Profesor asistente, Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, Nueva York, NY

Modulación de las células y sinapsis del cuerpo estriado mediante señales de movimiento de dopamina

La dopamina es quizás el neuromodulador más conocido, en gran parte debido al papel que desempeña en la señalización de la recompensa. Sin embargo, la dopamina también desempeña un papel clave en el movimiento, lo que queda claramente demostrado por la incapacidad de los pacientes con enfermedad de Parkinson, un trastorno de la dopamina, para iniciar movimientos. El Dr. Sippy tiene como objetivo ayudar a aprender más sobre cómo la dopamina está involucrada en el movimiento, a través de mediciones in vivo muy precisas de las fluctuaciones de la dopamina simultáneamente con el potencial de membrana en las neuronas objetivo.

Las grabaciones del potencial de membrana permiten a los miembros del laboratorio del Dr. Sippy medir dos propiedades de las neuronas que se sabe que se ven afectadas por la neuromodulación: 1) la fuerza de las entradas sinápticas y 2) la excitabilidad de las neuronas que determina cómo responden a estas entradas. Pero medir tanto las fluctuaciones de dopamina como el potencial de membrana en una célula es muy difícil. El trabajo de Sippy depende del descubrimiento de que la actividad de la dopamina se refleja en los dos hemisferios del cerebro, por lo que su medición y el potencial de membrana se pueden realizar en lados opuestos y aun así tener resultados fuertemente correlacionados. Con estas grabaciones realizadas, Sippy manipulará optogenéticamente el sistema de dopamina y verá cómo la activación o supresión de la dopamina afecta las propiedades de las neuronas objetivo, y cómo esto afecta las acciones del animal.

Moriel Zelikowsky, Ph.D., Profesor asistente, Universidad de Utah, Salt Lake City, UT

Control cortical neuropéptido del aislamiento social

El aislamiento social prolongado puede afectar negativamente la vida de los mamíferos, incluido un fuerte aumento de la agresión. Si bien muchos estudios han analizado el control subcortical de las formas naturales de agresión, pocos han analizado las formas patológicas de agresión o su control de arriba hacia abajo. El Dr. Zelikowsky pretende comprender mejor el mecanismo y los circuitos corticales implicados en el aumento de la agresión como resultado del aislamiento social crónico.

La investigación inicial utilizando un modelo de ratón identificó un papel para el neuropéptido taquiquinina 2 (Tac2) como neuromodulador subcortical del miedo y la agresión inducidos por el aislamiento. Fundamentalmente, también se descubrió que Tac2 estaba regulado positivamente en la corteza prefrontal medial (mPFC) después del aislamiento social. La investigación de Zelikowsky utiliza perturbaciones específicas de tipos celulares en ratones que han experimentado aislamiento social. El aprendizaje automático se utiliza para identificar grupos de comportamiento, que se asignan a imágenes de la actividad cerebral. Al comprender cómo el aislamiento puede cambiar el cerebro de los mamíferos, los futuros investigadores podrán comprender mejor los efectos de la privación social prolongada en los humanos.

Christine Constantinopla, Ph.D.., Profesor Asistente, Centro de Ciencias Neurales de la Universidad de Nueva York, Ciudad de Nueva York, NY

Mecanismos de circuito neuronal de inferencia

El Dr. Constantinople está trabajando con un modelo de rata para descubrir qué partes del cerebro están involucradas en inferir cosas sobre el mundo y cómo las neuronas llegan a representar cosas en el mundo, y las diferencias neurológicas entre tomar una decisión cognitiva en un entorno incierto o caerse. volver a la acción habitual. El experimento consiste en esperar una recompensa de agua conocida, o "optar por no participar" con la esperanza de que la próxima recompensa ofrecida valga más la pena.

Al monitorear la actividad cerebral en múltiples regiones y en proyecciones específicas durante períodos predecibles e impredecibles y las transiciones entre ellos, y al inactivar regiones cerebrales específicas y vías neuronales en diferentes ensayos, el Dr. Constantine propone identificar los mecanismos involucrados en la inferencia. Ella propone que se involucran diferentes procesos cuando se elige una acción basada en un modelo mental versus decisiones libres de modelo; que diferentes núcleos talámicos codifican las recompensas y la historia de la rata por separado; y que la corteza orbitofrontal (OFC) integra estas dos entradas superpuestas pero distintas para inferir estados desconocidos.

Bradley Dickerson, doctorado., Profesor Asistente, Instituto de Neurociencia de Princeton, Universidad de Princeton, Princeton, NJ

Retroalimentación Proporcional-Integral en un 'Giroscopio' Biológico

El sistema nervioso recopila y actúa sobre la información entrante en milisegundos, a veces con reflejos programados, a veces con intención. El Dr. Dickerson propone resolver el nivel de control que tienen las moscas de la fruta sobre ciertos conjuntos de músculos de las alas a través de un experimento que estudia órganos mecanosensoriales especializados exclusivos de las moscas conocidos como halteres, que actúan como una especie de giroscopio automático.

El Dr. Dickerson propone que el halterio tenga mecanismos de control separados que puedan activarse durante las perturbaciones para ofrecer a la mosca el máximo control. En la jerga de la ingeniería de controles, él cree que el halterio puede reaccionar tanto a la retroalimentación proporcional (el tamaño de una perturbación) como integral (cómo cambia la perturbación con el tiempo), una sofisticación mayor de lo que se creía anteriormente. Usando un microscopio epifluorescente, un microscopio de dos fotones sobre la mosca para monitorear la actividad cerebral y una cámara debajo que sigue el movimiento del ala, rastreará lo que sucede en las neuronas y los músculos cuando la mosca recibe estímulos visuales. Espera crear un modelo de cómo se comunican los cerebros, las neuronas y los músculos que pueda avanzar en nuestra comprensión de cómo se controla el movimiento.

Dr. Markita Landry., Profesor Asistente, Universidad de California – Berkeley, Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular, Berkeley, CA

Iluminando la señalización de oxitocina en el cerebro con nanosensores fluorescentes de infrarrojo cercano

El trabajo del Dr. Landry implica la creación de "sondas ópticas": minúsculos nanotubos de carbono con un péptido unido a la superficie que emitirá fluorescencia en luz infrarroja cercana cuando esté en presencia de oxitocina en el cerebro. Esta fluorescencia se puede detectar con alta precisión en una escala de tiempo de milisegundos, lo que permite a los investigadores ver exactamente dónde y cuándo está presente en un cerebro, y así identificar bajo qué condiciones la liberación de oxitocina podría verse afectada (y por lo tanto tratable) en el estado de ánimo, el comportamiento y social. trastornos

Es importante destacar que estos nanotubos se pueden introducir externamente en el tejido cerebral; la fluorescencia no es el resultado de la codificación genética, por lo que puede usarse en animales que no han sido modificados. Debido a que emiten luz infrarroja cercana, es posible que la luz se pueda detectar a través del cráneo, lo que permitiría una mínima perturbación para los sujetos. Con estos sensores como herramienta, el Dr. Landry espera ayudar a mejorar el diagnóstico de los trastornos neurológicos y así desestigmatizar y mejorar el tratamiento de muchas de estas afecciones.

Lauren Orefice, Ph. D., Hospital General de Massachusetts/Escuela de Medicina de Harvard, Boston, MA

Desarrollo, función y disfunción de los sistemas somatosensorial y viscerosensorial en el trastorno del espectro autista

Tradicionalmente se ha pensado que el trastorno del espectro autista (TEA) es causado únicamente por anomalías en el cerebro, pero en su investigación, la Dra. Orefice descubrió que las alteraciones en las neuronas sensoriales periféricas contribuyen al desarrollo de los síntomas del TEA en ratones, incluida la hipersensibilidad al tacto. de la piel y conductas sociales alteradas. Su investigación actual se centrará en si las neuronas sensoriales periféricas de los ganglios de la raíz dorsal (GRD) que detectan estímulos en el tracto gastrointestinal también son anormales en modelos de ratón para TEA, y comprenderá cómo las alteraciones en el desarrollo del circuito somatosensorial debido a la disfunción de las neuronas sensoriales periféricas dan como resultado cambios en los circuitos cerebrales conectados que regulan o modifican los comportamientos sociales.

Finalmente, la Dra. Orefice se enfocará en traducir sus hallazgos de estudios preclínicos en ratones para comprender los problemas sensoriales asociados con los TEA en humanos. El Dr. Orefice probará primero si los enfoques que reducen la excitabilidad de las neuronas sensoriales periféricas pueden mejorar la hiperreactividad al tacto y los problemas gastrointestinales en ratones. Aprovechará estos hallazgos en ratones para comprender mejor la fisiología humana mediante estudios de células cultivadas extraídas de personas con TEA.

Kanaka Rajan, doctorado., Profesor asociado, Departamento de Neurobiología, Instituto Blavatnik, Facultad de Medicina de Harvard; Facultad, Instituto Kempner para el Estudio de la Inteligencia Natural y Artificial, Universidad de Harvard

Modelos de redes neuronales multiescala para inferir motivos funcionales en el cerebro

El Dr. Rajan está aprovechando el poder de los modelos basados en IA para crear representaciones mejores y más predictivas del cerebro. Mediante el uso de modelos de redes neuronales recurrentes (RNN), el Dr. Rajan descubrió que imponer más restricciones a los modelos computacionales dio como resultado hallazgos más consistentes y espacios de solución más pequeños y robustos. Desde entonces, ha recurrido al desarrollo de RNN multiescala donde las restricciones son datos neuronales, de comportamiento y anatómicos de experimentos reales, y se aplican simultáneamente. Su próximo paso será crear RNN de múltiples escalas utilizando dichos datos registrados de múltiples especies bien estudiadas en neurociencia (larvas de pez cebra, moscas de la fruta y ratones) para crear modelos.

En última instancia, el uso de conjuntos de datos de diferentes especies permitirá al Dr. Rajan identificar "motivos funcionales" y usarlos para descubrir similitudes y divergencias inesperadas en estos sistemas. Estos conjuntos comunes y discretos de neuronas activas que están vinculadas a comportamientos y estados similares, independientemente de la especie, nos ayudarán a inferir cómo funcionan los cerebros a un nivel fundamental. Con los datos disponibles, estos modelos pueden ejecutar muchos escenarios e identificar qué cambios en la estructura o la actividad neuronal dan como resultado diferentes resultados de comportamiento.

Weiwei Wang, doctorado., Profesor Asistente, Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas, Dallas, TX

Comprensión de la construcción y función de los ensamblajes postsinápticos glicinérgicos

La forma en que las neuronas se comunican entre sí es notablemente compleja: los neurotransmisores pasan de una neurona a la siguiente a través de las sinapsis, lo que indica a los receptores sinápticos de la neurona receptora que se abran y formen canales que permitan el paso de los iones y transmitan así una señal eléctrica. Sin embargo, si las sinapsis no funcionan o no se forman, el deterioro de estas señales puede contribuir a los trastornos neurológicos. El Dr. Wang busca ampliar nuestra comprensión de estas sinapsis, cómo se forman y cómo funcionan, en particular, cómo organizan los receptores sinápticos en grupos, y por qué es importante que los receptores se junten en altas concentraciones, estudiando en detalle el glicinérgico. sinapsis

El Dr. Wang utilizará microscopía crioelectrónica para identificar con precisión la estructura molecular de cada subtipo de sinapsis glicinérgica que aún no se ha resuelto y así identificar cómo funciona cada uno; probar cómo se forma el andamiaje en el que se agrupan los receptores de glicina a partir de las proteínas gefirina, neuroligina-2 y colibistina; y finalmente probar receptores purificados en una membrana artificial, primero de forma aislada, luego unidos al andamio y luego unidos al andamio en un grupo para ver cómo cambia la función.

Lucas Cheadle, PhD, Profesor asistente, Laboratorio Cold Spring Harbor, Cold Spring Harbor, NY 

Descubriendo la base molecular de la función microglial en el cerebro estimulado

En su investigación, el Dr. Cheadle está estudiando el desarrollo de conexiones neuronales visuales utilizando un modelo de ratón en el que algunos ratones se crían en un entorno sin luz durante una etapa crucial de desarrollo. Su investigación anterior muestra que la microglía esencialmente "esculpe" el sistema visual, eliminando las conexiones sinápticas que son menos beneficiosas. Como resultado, el orden físico de esa parte del sistema neural es diferente en los ratones criados en la oscuridad que en los criados en la luz. En su trabajo en curso, el Dr. Cheadle buscará identificar a nivel molecular cómo la microglía es estimulada por factores externos (como la luz) y los mecanismos por los que luego esculpen las sinapsis.

La investigación ofrece varios enfoques novedosos, incluido el uso de tecnología de edición de genes para eliminar genes microgliales específicos para definir sus roles en el desarrollo del circuito visual, así como la creación de una línea transgénica de ratones que etiquetan células microgliales funcionalmente activas en el cerebro, ambas tácticas más a menudo se aplica a las neuronas que el Dr. Cheadle está adaptando para estudiar la microglía por primera vez.

Josie Clowney, Doctora en Filosofía, Profesor asistente, Universidad de Michigan, Departamento de Biología Molecular, Celular y del Desarrollo, Ann Arbor, MI

Un encuadre feminista de lo infructuoso: la masculinidad como represión de los programas neuronales femeninos

Una gran cantidad de investigación sobre las diferencias entre cerebros masculinos y femeninos ha sido conductual, como la realización de rituales de apareamiento, pero se comprende menos acerca de cómo los genes que impulsan esos rituales se sintonizan en el cerebro. El Dr. Clowney plantea la hipótesis de que el proceso es de resta. Sus estudios hasta la fecha utilizando un modelo de mosca de la fruta sugieren que el cerebro masculino puede resultar de la eliminación de programas neuronales de un "modelo base" que está mucho más cerca del cerebro femenino, en lugar de la creación de nuevos programas.

La clave del proceso es un factor de transcripción de la mosca de la fruta llamado "Sin fruto", una proteína creada solo en el cerebro masculino de la mosca de la fruta. En su investigación, la Dra. Clowney llevará a cabo experimentos utilizando una variedad de técnicas para observar la ganancia o pérdida de circuitos y comportamientos asociados al sexo en animales con o sin Fruitless.

Shaul Druckmann, PhD, Profesor Asistente de Neurobiología y de Psiquiatría y Ciencias del Comportamiento, Universidad de Stanford, Stanford, CA

¿Cómo calcula el cerebro mediante la actividad distribuida entre poblaciones y áreas cerebrales?

Después de décadas de investigación, todavía tenemos una comprensión limitada de cómo el cerebro realiza cálculos en todas las regiones. Esta pregunta fundamental está en el corazón del trabajo del Dr. Druckmann, que aprovecha el alcance y el detalle cada vez mayores del registro de la actividad cerebral para explorar lo que sucede en el cerebro entre el estímulo y la respuesta, específicamente cuando la respuesta se retrasa y la memoria a corto plazo. esta comprometido.

Los datos preliminares muestran que la actividad está presente y cambia a través de las regiones y en diferentes poblaciones neuronales en estas situaciones, y Druckmann tiene como objetivo mostrar que esta actividad colectiva está interactuando a través de áreas del cerebro y las formas en que las interacciones pueden "arreglar" los recuerdos necesarios y la intención de movimiento. incluso cuando la actividad de una sola región o población pueda ser errónea. Un objetivo adicional del proyecto es ampliar la forma en que trabajan los investigadores; su proyecto implica una intensa colaboración con varios otros investigadores, y espera poder explorar tanto la ciencia básica como también buscar aplicaciones clínicas para sus hallazgos.

Laura Lewis, Doctora en Filosofía, Profesor asistente, Universidad de Boston, Departamento de Ingeniería Biomédica, Boston, MA

Imágenes de dinámica neural y de fluidos en el cerebro dormido

Tanto la actividad neuronal como la dinámica de fluidos del líquido cefalorraquídeo (LCR) cambian durante el sueño, con diversas consecuencias: los sistemas sensoriales se alejan de la conciencia de los estímulos externos y se orientan hacia la reactivación de la memoria, y el LCR fluye hacia el cerebro y elimina las proteínas tóxicas que se acumulan durante el sueño. horas para caminar. Curiosamente, los dos procesos están estrechamente relacionados. En su investigación, la Dra. Lewis investigará la conexión entre la dinámica neural y de fluidos durante el sueño y la conexión de cada uno con la salud del cerebro.

Para ello, el Dr. Lewis está utilizando métodos innovadores para observar la actividad neural precisa y sincronizada y el flujo de LCR. Su investigación explorará primero cómo se activan estas ondas lentas en el cerebro y qué redes neuronales están involucradas, utilizando estímulos auditivos que pueden mejorar las ondas lentas. En segundo lugar, examinará el vínculo entre estas ondas lentas y el flujo de LCR.

Ashok Litwin-Kumar, PhD, Profesor asistente, Departamento de Neurociencia e Instituto Zuckerman, Universidad de Columbia, Nueva York, NY

Modelos de comportamiento adaptativo restringidos por el conectoma

En su investigación, el Dr. Litwin-Kumar tiene como objetivo desarrollar una metodología para unir los mundos del conectoma (diagramas de cableado de los sistemas nerviosos) y los modelos funcionales de comportamiento mediante el desarrollo de formas de identificar estructuras relevantes dentro de un conectoma que pueden restringir los modelos de comportamiento. - por ejemplo, limitando los modelos para que solo usen conexiones sinápticas que existen físicamente en el conectoma, en lugar de hacer saltos físicamente imposibles entre neuronas.

Para probar y perfeccionar este enfoque, el Dr. Litwin-Kumar se centra primero en el conectoma de una parte del cerebro de la mosca de la fruta. En esta parte del cerebro, las entradas sensoriales se proyectan a las neuronas de salida, que desencadenan comportamientos como reacciones de aproximación o evitación. El equipo buscará identificar de manera eficiente la estructura dentro del conectoma que refleje cómo se transmite la información. Luego, probarán los modelos de aprendizaje profundo restringidos por esas conexiones para ver qué tan efectivamente predicen las respuestas a los estímulos, en comparación con los modelos no restringidos.

David Schneider, doctorado, Profesor asistente, Universidad de Nueva York, Centro de Ciencias Neuronales, Nueva York, NY

Transformaciones coordinadas en la corteza del ratón

El trabajo del Dr. Schneider se centra en cómo el control motor y las regiones sensoriales del cerebro trabajan juntas de esta manera y trabajará para descubrir cómo el cerebro aprende y forma recuerdos que forman la base de lo que se espera. En sus experimentos, el Dr. Schneider se centra en un conducto que conecta una región de control motor a una región sensorial auditiva. Siempre que se realiza un movimiento, las dos regiones se comunican de una manera que le dice al sistema auditivo que ignore el sonido creado por ese movimiento.

Estos experimentos ayudarán a identificar el papel de neuronas específicas en la anticipación de respuestas sensoriales, cómo interactúan el control motor y los centros sensoriales del cerebro, y cómo cambian las vías entre las regiones motoras y sensoriales cuando se "espera" un nuevo sonido. La investigación adicional bloqueará ciertas vías en el cerebro para determinar su papel en la realización de predicciones y también verá cómo el cerebro utiliza la información visual para ayudar a anticipar los sonidos autogenerados.

Swathi Yadlapalli, PhD, Profesor Asistente, Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan, Departamento de Biología Celular y del Desarrollo, Ann Arbor, MI

Mecanismos celulares que controlan los ritmos circadianos

Los relojes circadianos impulsan muchos de los ritmos de nuestro sistema biológico, como cuando dormimos, nos despertamos, cómo metabolizamos y mucho más. Pero no se comprende exactamente qué está sucediendo dentro de una célula determinada para crear ese ritmo. Investigaciones bioquímicas y genéticas anteriores habían identificado proteínas cruciales que son factores de transcripción, positivos o inhibidores, con un papel en los ritmos circadianos. El Dr. Yadlapalli ha desarrollado métodos innovadores para realizar la visualización unicelular de alta resolución de estas proteínas y cómo interactúan durante un período de 24 horas en las células vivas de las moscas de la fruta por primera vez. Estos métodos descubrieron el papel de uno de los factores de transcripción inhibidores clave, llamado PER, que se acumula para formar focos distribuidos uniformemente alrededor de la envoltura del núcleo celular y juega un papel en la alteración de la ubicación nuclear de los genes del reloj durante el ciclo.

En una serie de experimentos, el Dr. Yadlapalli determinará los mecanismos involucrados en este proceso: cómo se forman los focos y dónde se localizan, y cómo promueven la represión de genes regulados por el reloj. Comprender más sobre el funcionamiento de estos poderosos y fundamentales procesos celulares proporcionará un punto de partida para la investigación de muchos trastornos metabólicos y del sueño y enfermedades neurológicas.

Steven Flavell, Ph.D., Profesor Asistente, The Picower Institute for Learning and Memory, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA

Elucidando los mecanismos fundamentales de la señalización del encéfalo-cerebro en C. elegans

Poco se entiende sobre cómo el intestino y el cerebro interactúan mecánicamente. La investigación del Dr. Flavell se basará en los descubrimientos que su laboratorio ha realizado al estudiar el C. elegans gusano, cuyo sistema nervioso simple y bien definido puede generar comportamientos relativamente complejos que se estudian fácilmente en el laboratorio. El Dr. Flavell y su equipo han identificado un tipo específico de neurona entérica (neuronas que recubren el intestino) que solo está activa mientras C. elegans alimentarse de bacterias. Sus experimentos identificarán las señales bacterianas que activan las neuronas, examinarán el papel de otras neuronas en la señalización del cerebro intestinal y examinarán cómo la retroalimentación del cerebro influye en la detección de bacterias intestinales. Esta investigación podría abrir nuevas líneas de investigación sobre el microbioma humano y cómo influye en la salud y las enfermedades humanas, incluidos los trastornos neurológicos y psiquiátricos.

Nuo Li Doctor., Profesor Asistente de Neurociencia, Baylor College of Medicine, Houston, TX

Cálculos cerebelosos durante la planificación motora

El laboratorio del Dr. Li ha revelado que la corteza motora lateral anterior (ALM, una parte específica de la corteza frontal del ratón) y el cerebelo están bloqueados en un bucle mientras el ratón está planeando una acción. Todavía se desconoce exactamente qué información se transmite de un lado a otro, pero es distinta de la señal que realmente impulsa los músculos. Si la conexión se interrumpe incluso durante un instante durante la planificación, el movimiento se realizará incorrectamente.

Los experimentos del Dr. Li descubrirán el papel del cerebelo en la planificación motora y definirán las estructuras anatómicas que lo vinculan con el ALM. Mapeará la corteza cerebelosa y descubrirá qué poblaciones de un tipo especial de célula utilizada en la computación cerebelosa, llamadas células de Purkinje, son activadas por el ALM en la planificación motora, y qué señales envían de un lado a otro durante la planificación. Un segundo objetivo explorará en qué tipo de cómputo está involucrado el cerebelo. A través de este trabajo, el Dr. Li aprenderá más sobre estos sofisticados y fundamentales procesos cerebrales.

Lauren O'Connell, Doctor., Profesor Asistente de Biología, Universidad de Stanford, Stanford, CA

Bases neuronales de engramas parentales en el cerebro infantil

El trabajo del Dr. O'Connell ayudará a identificar cómo se forman los recuerdos en la infancia como parte del proceso de vinculación, rastreará esas impresiones de memoria para identificar cómo afectan la toma de decisiones en el futuro y explorará el impacto neurológico de la vinculación interrumpida. En las ranas que O'Connell está estudiando, recibir comida y cuidado lleva al renacuajo a imprimir sobre el padre, lo que a su vez afecta la futura elección del compañero del renacuajo: preferirá compañeros que se parecen al cuidador.

O'Connell ha identificado marcadores neuronales que están enriquecidos en renacuajos que piden alimentos que son análogos a los implicados en una variedad de problemas neurológicos relacionados con el aprendizaje y el comportamiento social en humanos. Su investigación explorará la arquitectura neuronal involucrada en el reconocimiento infantil y la vinculación con los cuidadores, así como la actividad cerebral al tomar decisiones de pareja más adelante en la vida, para ver cómo se relaciona la actividad neuronal en cada proceso.

Zhaozhou Qiu, Doctor., Profesor Asistente de Fisiología y Neurociencia, Universidad Johns Hopkins, Baltimore, MD

Descubriendo la identidad molecular y la función de los nuevos canales de cloruro en el sistema nervioso

Muchas investigaciones hasta la fecha se han centrado en canales iónicos que conducen iones cargados positivamente, como sodio, potasio y calcio. Sin embargo, la función de los canales iónicos que permiten el paso del cloruro, el ión con carga negativa más abundante, sigue siendo poco conocida. Al realizar pantallas genómicas de alto rendimiento, el Dr. Qiu y su equipo de investigación han identificado dos nuevas familias de canales de cloruro, activados por el aumento del volumen celular y el pH ácido, respectivamente. Su investigación tiene como objetivo investigar la función neurológica de estos nuevos canales iónicos con un enfoque en las interacciones neurona-glía, la plasticidad sináptica y el aprendizaje y la memoria. El Dr. Qiu extenderá este enfoque a otros misteriosos canales de cloruro en el cerebro. Su investigación proporcionará información clave sobre cómo se regula el cloruro en el sistema nervioso.

Maria Antonietta Tosches, Doctor., Profesor Asistente, Universidad de Columbia, Nueva York, NY

La evolución de módulos genéticos y motivos de circuitos para la inhibición cortical

Los cerebros modernos fueron moldeados por una larga historia evolutiva. El Dr. Tosches está realizando una investigación para comprender estos procesos y descubrir qué sistemas neuronales fundamentales se han conservado en animales vertebrados separados por cientos de millones de años de evolución.

El Dr. Tosches está explorando la historia evolutiva de las neuronas GABAérgicas. Sus experimentos anteriores han encontrado que las neuronas GABAérgicas de reptiles y mamíferos son genéticamente similares, lo que indica que estos tipos de neuronas ya existían en ancestros vertebrados; También comparten módulos genéticos asociados con funciones neuronales específicas en ambos tipos de cerebros. En la nueva investigación de Tosches, ella determinará si estos mismos tipos de neuronas se encuentran en el cerebro simple de las salamandras. Este trabajo presentará un modelo animal completamente nuevo para el circuito de neurociencia, lo que aumentará nuestra comprensión de cómo funciona el cerebro en un nivel fundamental.

Daniel Wacker Doctor., Profesor Asistente, Icahn School of Medicine en Mount Sinai, Nueva York, NY

Aceleración del descubrimiento de fármacos para los trastornos cognitivos a través de estudios estructurales de un receptor de serotonina

El Dr. Wacker propone un enfoque novedoso para el descubrimiento de fármacos que se centra en un receptor de serotonina específico conocido como 5-HT₇R (que no conlleva los mismos riesgos que la activación del sistema de dopamina como lo hacen muchos medicamentos), mapeando cuidadosamente la estructura de ese receptor a escala molecular y buscando compuestos que se unan a ese receptor de una manera específica. El Dr. Wacker propone realizar un estudio estructural del receptor utilizando cristalografía de rayos X en muestras purificadas del receptor. El equipo de Wacker llevará a cabo una búsqueda computarizada de cientos de millones de compuestos, comparando su estructura 3D con el modelo 3D del receptor para los que tienen más probabilidades de "encajar". Este proceso computarizado ofrece la oportunidad de preseleccionar esencialmente medicamentos en función de su estructura y acelerar su desarrollo.

Jayeeta Basu, Ph.D., Profesor asistente, Instituto de Neurociencias, Escuela de Medicina de la Universidad de Nueva York, Nueva York, NY

Modulación cortical sensorial de la actividad del hipocampo y la representación espacial

El Dr. Basu tiene como objetivo mapear los circuitos involucrados entre la LEC y las neuronas específicas del hipocampo. Su laboratorio registrará directamente las señales recibidas por las finas dendritas de las neuronas cuando las señales LEC se envíen con o sin señales MEC y con diferentes intensidades de señal. Una segunda serie de experimentos con ratones probará la hipótesis de que estas entradas LEC apoyan la creación de memorias de lugar mientras aprenden: las señales de aroma activarán el comportamiento para buscar recompensas en distintos lugares. Los investigadores verán cómo la activación o desactivación de las señales LEC durante el aprendizaje o durante el recuerdo afecta la activación de las células situadas en el cerebro y el comportamiento de aprendizaje en sí. Esta investigación puede ser relevante en estudios futuros sobre la enfermedad de Alzheimer, el TEPT y otras afecciones en las que se activan la memoria y los "desencadenantes" contextuales.

Juan Du, Ph.D., Profesor Asistente, Programa de Biología Estructural, Centro para el Cáncer y Biología Celular, Instituto de Investigación Van Andel, Grand Rapids, MI

Mecanismo de regulación de los receptores termosensibles en el sistema nervioso.

El Dr. Du llevará a cabo un proyecto de tres partes para descubrir los secretos de cómo el sistema neural recibe y procesa la información sobre la temperatura. Ella está observando tres receptores particulares, uno que detecta las temperaturas frías y frías externamente, uno que detecta el calor externo extremo y otro que detecta las temperaturas cálidas en el cerebro (para regular la temperatura corporal). Primero identificará las condiciones de purificación de estos receptores. se pueden extraer y utilizar en experimentos de laboratorio y seguir funcionando igual que los receptores en el cuerpo.

Un segundo objetivo es ver qué estructuras de los receptores se activan con la temperatura y comprender cómo funcionan. Esto también incluirá el desarrollo de nuevas terapias que pueden unirse a estas estructuras y regularlas. Tercero, cuando se entiendan las estructuras, se realizarán experimentos de validación en los cuales los receptores se mutarán para cambiar o eliminar la sensibilidad a la temperatura, primero en las células y luego en ratones, para ver cómo las alteraciones en los receptores sensibles a la temperatura impactan el comportamiento.

Mark Harnett, Ph.D., Profesor Asistente, Cerebro y Ciencias Cognitivas., Instituto de Tecnología de Massachusetts, Cambridge, MA

Perturbación de la compartimentación dendrítica para evaluar computaciones corticales de neurona única

El Dr. Harnett está observando las dendritas en el sistema visual con herramientas eléctricas y ópticas precisas, para medir cómo las señales viajan por las ramas de la dendrita y para medir cómo la alteración de las dendritas cambia el funcionamiento de la neurona. Estas perturbaciones permitirán al Dr. Harnett probar si las señales de inhibición en una rama específica de una dendrita cambian la forma en que la red neuronal responde a ciertos estímulos visuales. Aprender que una sola neurona está compuesta esencialmente por su propia red de procesadores de señales más pequeños cambiaría nuestra comprensión de cómo se computa el cerebro. Entre otras cosas, esto podría afectar la forma en que la inteligencia artificial, que se modela en redes neuronales, evoluciona en los próximos años.

Weizhe Hong, Ph.D., Profesor Asistente, Departamentos de Química Biológica y Neurobiología, Universidad de California, Los Ángeles, CA

Mecanismos del circuito neuronal del comportamiento materno.

Un enfoque particular del trabajo del Dr. Hong será investigar el papel de una región cerebral evolutivamente conservada llamada amígdala para controlar el comportamiento de los padres. Mientras que los ratones hembras usualmente se involucran en comportamientos extensivos de crianza de cachorros, los ratones machos generalmente no muestran un comportamiento de crianza hasta que nazcan sus propias crías.

La investigación identificará poblaciones neuronales específicas, definidas molecularmente, que median el comportamiento parental. La investigación también comparará los circuitos neuronales en hombres y mujeres para comprender cómo la actividad neuronal en estas neuronas regula el comportamiento parental. Esta investigación proporcionará información clave sobre las bases neuronales de un comportamiento social esencial y los principios básicos que rigen los comportamientos sexualmente dimórficos.

Rachel Roberts-Galbraith, Ph.D., Profesor Asistente, Departamento de Biología Celular, Universidad de Georgia, Athens, GA

Regeneración del Sistema Nervioso Central en Planarianas.

Al estudiar la exitosa regeneración neural en el mundo natural, el Dr. Roberts-Galbraith espera aprender detalles sobre el mecanismo de la regeneración neural y el papel de las diferentes células. Un objetivo es investigar si las neuronas pueden detectar lesiones y las autoiniciaciones se reparan mediante el envío de señales que desencadenan y rebrotan directamente. El Dr. Roberts-Galbraith plantea la hipótesis de que las neuronas influyen en las células madre planarias, que se reclutan para regenerar partes del sistema nervioso central (y otras partes del cuerpo). El control preciso de las células madre es crítico para la regeneración, ya que los planarios reemplazan fielmente los tejidos faltantes y nunca desarrollan tumores.

Otro objetivo es examinar el papel de las células gliales, que tradicionalmente se han considerado como el pegamento del sistema nervioso, pero que claramente tienen roles más significativos que los reconocidos previamente. Las células gliales constituyen una gran parte de los sistemas nerviosos de los animales y deben regenerarse junto con las neuronas; también es probable que modulen la regeneración neuronal. La esperanza es que esta investigación proporcionará una mayor comprensión de cómo puede ocurrir la regeneración en los casos más exitosos, y tal vez informar nuevas formas de pensar acerca de la regeneración neuronal en los seres humanos.

Shigeki Watanabe, Ph.D., Profesor asistente de biología celular y neurociencia, Johns Hopkins University, Baltimore, MD

Perspectivas mecanicistas en remodelación de membrana en sinapsis

El Dr. Watanabe utilizará una técnica llamada microscopía electrónica de destello y congelación para investigar este proceso. Las neuronas se estimularán con la luz (el destello), luego el proceso se detendrá de manera precisa con la congelación a alta presión en intervalos de tiempo precisos de microsegundos después de la estimulación. Las sinapsis congeladas se pueden visualizar con un microscopio electrónico. Al tomar una serie de imágenes congeladas a diferentes intervalos de tiempo después de la estimulación, el Dr. Watanabe creará una visualización paso a paso del proceso e identificará las proteínas involucradas y lo que hacen. Esto no solo dará una mejor comprensión de cómo funcionan las neuronas, sino que también tiene implicaciones para las enfermedades relacionadas con la transmisión neuronal defectuosa, como la enfermedad de Alzheimer.

Eiman Azim, Ph.D. Profesor Asistente, Laboratorio de Neurobiología Molecular,

Instituto Salk de Estudios Biológicos, La Jolla, CA

Circuitos de la columna vertebral que controlan el movimiento de las extremidades del miembro anterior

Los movimientos diestros de nuestros brazos, manos y dedos son fundamentales para nuestras interacciones cotidianas con el mundo, pero la ciencia apenas comienza a comprender cómo los circuitos neuronales específicos controlan la precisión, la velocidad y la fidelidad de estos impresionantes comportamientos motores. El laboratorio del Dr. Azim en el Instituto Salk se encuentra a la vanguardia de este campo, implementando un enfoque multidisciplinario destinado a analizar la diversidad molecular, anatómica y funcional de las vías motoras, elemento por elemento. Aprovechando los avances recientes en el aprendizaje automático, la tecnología de visión artificial y las herramientas genético-moleculares, el laboratorio de Azim apunta a desarrollar enfoques más estandarizados, imparciales y de alto rendimiento para unir los fundamentos neuronales del movimiento, especialmente los movimientos expertos como el alcance dirigido a objetivos. y agarrando. Sus hallazgos podrían ayudar a aclarar cómo una enfermedad o lesión interrumpe la ejecución normal del movimiento, allanando el camino para un mejor diagnóstico y tratamiento.

Rudy Behnia, Ph.D., Profesor asistente de neurociencia, Instituto de comportamiento mental mental de la Universidad de Columbia-Zuckerman, Nueva York, NY

Neuromodulación dependiente del estado de un circuito para visión de movimiento

El Dr. Behnia estudia los procesos dinámicos dedicados a la visión, explorando cómo el sistema visual del cerebro impulsa los comportamientos y ayuda a los animales y humanos a sobrevivir y prosperar en entornos complejos repletos de estímulos sensoriales. Utilizando el sistema modelo de mosca de la fruta, el laboratorio de Behnia investiga cómo los animales perciben y adaptan su comportamiento a los entornos cambiantes a través de una variedad de técnicas complementarias, que incluyen: en vivo Grabaciones de patch-clamp de una sola célula, paradigmas optogenéticos y conductuales de imágenes de actividad de dos fotones. Un enfoque particular del trabajo financiado por McKnight del Dr. Behnia será explorar cómo los estados internos, como la atención, alteran la sensibilidad del cerebro a ciertos estímulos, una investigación que podría arrojar nueva luz sobre el papel que desempeñan los neuromoduladores en el cambio de la función de los circuitos neuronales. Esta investigación también puede revelar nuevos objetivos para estrategias terapéuticas para trastornos como la depresión y el TDAH.

Felice Dunn, Ph.D., Profesor asistente de oftalmología, Universidad de California, San Francisco

Establecimiento y regulación de la visión de caña y cono.

La investigación del Dr. Dunn se centra en descubrir cómo se analiza y procesa la información visual en el circuito de la retina, conocimiento que podría abrir nuevas vías para restaurar la visión perdida. Si bien muchas enfermedades de la retina que conducen a la pérdida de la visión o la ceguera comienzan con la degeneración de los fotorreceptores, aún se desconoce en gran medida cómo la enfermedad progresa para afectar a las neuronas postsinápticas. En su laboratorio, Dunn despliega la ablación transgénica controlada temporalmente de fotorreceptores, registros funcionales e imágenes de células individuales y métodos de edición de genes para investigar las células y sinapsis restantes de la retina. Su trabajo ayudará a descubrir cómo el circuito restante cambia su estructura y función en una retina degenerativa, y puede ayudar a revelar terapias potenciales para detener o prevenir la pérdida de la visión.

John Tuthill, Ph.D., Profesor Asistente, Fisiología y Biofísica, Universidad de Washington, Seattle

Control de retroalimentación propioceptiva de la locomoción en Drosophila

La propiocepción, la sensación de movimiento y posición del cuerpo, es fundamental para el control efectivo del movimiento, pero se sabe poco sobre cómo los circuitos motores del cerebro integran esta información para guiar los movimientos futuros. El laboratorio del Dr. Tuthill está trabajando para descubrir la esencia del aprendizaje motor en el cerebro investigando cómo las moscas de la fruta caminan para evitar obstáculos y navegar en entornos impredecibles, evaluando el papel de la retroalimentación sensorial en el control motor mediante la manipulación optogenética de la actividad propioceptora. Una comprensión más profunda del control de retroalimentación propioceptiva tiene el potencial de transformar la forma en que entendemos y tratamos los trastornos del movimiento.

Mingshan Xue, Ph.D. Profesor Asistente, Baylor College of Medicine, Houston, TX

Función y mecanismo de la plasticidad sináptica homeostática específica de entrada in vivo

Al navegar por entornos complejos y estados internos cambiantes, el cerebro sano mantiene un equilibrio constante entre la excitación y la inhibición (a menudo caracterizada como una relación E / I) que es notablemente estable. ¿Cómo mantiene el cerebro este equilibrio? El laboratorio del Dr. Xue explorará esta pregunta, combinando enfoques moleculares, genéticos, electrofisiológicos, optogenéticos, de imágenes y anatómicos para determinar si la plasticidad homeostática regula las sinapsis de una manera específica de entrada in vivo, manteniendo así los niveles de actividad neuronal y las propiedades de respuesta funcional. Obtener una comprensión más profunda de cómo el cerebro normal hace frente a las perturbaciones puede allanar el camino para que las intervenciones traten enfermedades neurológicas que alteran el equilibrio natural del cerebro.

Martha Bagnall, Ph.D., Profesor asistente de neurociencia, Universidad de Washington en St. Louis School of Medicine

Cálculos sensoriales y motores subyacentes al control postural. 

La postura es crucial para la función normal, pero se sabe poco acerca de cómo el cerebro dirige con éxito las señales sensoriales sobre la orientación, el movimiento y la gravedad a través de la médula espinal para mantener el cuerpo "boca arriba". El laboratorio del Dr. Bagnall estudia cómo los animales mantienen la postura enfocándose en el sistema vestibular del pez cebra, un organismo modelo con una médula espinal muy similar a los mamíferos de extremidades. En el desarrollo temprano, las médulas espinales del pez cebra larval son transparentes, lo que proporciona a los investigadores un valioso vistazo a las diversas poblaciones de neuronas activadas durante diferentes tipos de movimientos. Al aprender más acerca de cómo se reclutan estas distintas vías premotoras durante los comportamientos posturales, lo que permite a los animales adaptarse a los cambios en el balanceo y el tono, la investigación de Bagnall puede revelar nuevos descubrimientos sobre las complejas conexiones neuronales que gobiernan el comportamiento equivalente en humanos. Su trabajo también podría informar el desarrollo de dispositivos que pueden ayudar a las personas a recuperar su equilibrio y postura, y mejorar la vida de las personas cuyo equilibrio se ha visto afectado por una lesión o enfermedad.

Stephen Brohawn, Ph.D., Profesora Asistente de Neurobiología, Instituto de Neurociencias Helen Wills, Universidad de California, Berkeley

Mecanismos de la sensación de fuerza biológica.

El Dr. Brohawn estudia el sistema eléctrico de la vida desde una perspectiva molecular y biofísica, con un enfoque en encontrar la respuesta a la pregunta "¿Cómo nos sentimos?  La capacidad del sistema nervioso para percibir la fuerza mecánica es uno de los cimientos de la audición y el equilibrio, pero la ciencia aún no ha revelado la maquinaria de proteínas que convierte las fuerzas mecánicas en señales eléctricas. Utilizando una variedad de enfoques, desde la cristalografía de rayos X hasta la microscopía crioelectrónica, el laboratorio de Brohawn adopta un enfoque "de abajo hacia arriba" a la pregunta, capturando instantáneas de resolución atómica de las proteínas de la membrana cuando están en reposo y bajo fuerza. La comprensión de cómo funciona la audición y el equilibrio en un nivel molecular detallado puede, algún día, constituir la base de nuevas terapias para mejorar la vida de las personas que han experimentado una pérdida de función auditiva o vestibular.

Mehrdad Jazayeri, Ph.D., Profesor asistente, Instituto de Tecnología de Massachusetts / Instituto McGovern de Investigación Cerebral

Mecanismos talamocorticales de temporización motor flexible.

Mateo Pecot, Ph.D., Profesor Asistente, Harvard Medical School

Definición de la lógica transcripcional que subyace al ensamblaje de la red neuronal en el sistema visual de Drosophila 

La precisión con la que las neuronas forman conexiones sinápticas es fundamental para el comportamiento animal, sin embargo, no está claro cómo las neuronas identifican las parejas sinápticas correctas en medio de la asombrosa complejidad celular del sistema nervioso. Para identificar los principios moleculares que subyacen en la especificidad sináptica, el laboratorio de Pecot estudia la conectividad neural en el sistema visual de la mosca, que comprende tipos de neuronas genéticamente accesibles bien definidas con patrones conocidos de conectividad sináptica. Sobre la base de su investigación, proponen que las parejas sinápticas correctas expresen una proteína reguladora maestra común que controla la expresión de las moléculas que instruyen su conectividad sináptica. Asegurarse de que las neuronas destinadas a formar conexiones expresen el mismo regulador maestro puede proporcionar una estrategia simple para establecer conexiones neuronales precisas. Con un creciente cuerpo de evidencia que identifica defectos en la conectividad neural como impulsores de enfermedades neurológicas, la investigación del Dr. Pecot podría inspirar estrategias terapéuticas centradas en el recableado de circuitos neuronales dañados en las personas afectadas.

Mark Andermann, Ph.D., Profesor Asistente de Medicina, Centro Médico Beth Israel Deaconess, Escuela de Medicina de Harvard

Un camino para la modulación del hambre de las respuestas de señales de alimentos aprendidas en la corteza insular

La investigación del Dr. Andermann aborda las formas en que el cerebro se da cuenta y actúa sobre las imágenes relacionadas con los alimentos, especialmente cuando una persona tiene hambre. Su trabajo está impulsado por la necesidad social urgente de desarrollar terapias integrales para la obesidad. Los humanos prestan atención a las cosas que sus cuerpos les dicen que necesitan. La atención excesiva a las señales de alimentos, que resulta en la búsqueda de más alimentos de los que se necesitan, puede persistir en personas que sufren de obesidad o trastornos de la alimentación, incluso cuando están saciados. El laboratorio de Andermann desarrolló un método con imágenes de calcio de dos fotones a través de un periscopio para estudiar cientos de neuronas en el cerebro de un ratón, y descubrió que la respuesta del cerebro a las imágenes asociadas con la comida difería dependiendo de si el ratón estaba hambriento o saciado. El laboratorio de Andermann está colaborando con el laboratorio del Dr. Brad Lowell, expertos en circuitos cerebrales que controlan el hambre, para estudiar la corteza insular en busca de formas de prevenir los antojos de los alimentos equivocados en sujetos obesos.

John Cunningham, Ph.D., Profesor Asistente, Departamento de Estadística, Universidad de Columbia

La estructura computacional de las poblaciones de neuronas en la corteza motora.

La principal misión de investigación del Dr. Cunningham es avanzar en la comprensión científica de las bases neuronales de los comportamientos complejos. Por ejemplo, comprender mejor el papel del cerebro en la generación de movimientos voluntarios puede ayudar a millones de personas con discapacidades motoras debido a enfermedades y lesiones. Cunningham es parte de un pequeño pero creciente campo de estadísticos que aplican técnicas estadísticas y de aprendizaje automático a la investigación en neurociencia. Combina aspectos de matemáticas, estadísticas y ciencias de la computación para extraer información significativa de conjuntos de datos masivos generados en experimentos. Su objetivo es cerrar la brecha entre el registro de datos y la recompensa científica, buscando crear herramientas analíticas que él y otros investigadores puedan aprovechar. Los métodos de análisis capaces de manejar los conjuntos de datos masivos generados son esenciales para el campo, particularmente cuando los investigadores registran cada vez más datos de complejidad creciente.

Roozbeh Kiani, MD, Ph.D., Profesor asistente, Universidad de Nueva York, Centro de Ciencias Neuronales

Los procesos de decisión jerárquica que operan en distintas escalas de tiempo subyacen la elección y los cambios en la estrategia

El Dr. Kiani está investigando cómo ocurre el comportamiento adaptativo en la toma de decisiones. Las decisiones se guían por la información disponible y las estrategias que vinculan la información con la acción. Después de un mal resultado, se deben distinguir dos fuentes potenciales de error, una estrategia defectuosa y una información deficiente, para mejorar el desempeño futuro. Este proceso depende de la interacción de varias áreas corticales y subcorticales que representan colectivamente información sensorial, recuperan memorias relevantes y planifican y ejecutan acciones deseadas. La investigación del Dr. Kiani se centra en los mecanismos neuronales que implementan estos procesos, especialmente cómo se integran las fuentes de información, cómo se selecciona y enruta de manera flexible la información relevante de un área del cerebro a otra, y cómo el proceso de toma de decisiones da lugar a creencias subjetivas sobre resultados previstos. Su investigación podría tener implicaciones a largo plazo para el estudio de los trastornos neurológicos que interrumpen los procesos de toma de decisiones, como la esquizofrenia, el trastorno obsesivo-compulsivo y el Alzheimer.

Abigail Persona, Ph.D. Profesor asistente de fisiología y biofísica, Universidad de Colorado Denver

Mecanismos del circuito de corrección del motor cerebeloso.

El movimiento es fundamental para todos los comportamientos, pero los centros de control motor del cerebro apenas se comprenden. El trabajo del Dr. Person explora cómo el cerebro hace que los movimientos sean precisos. El laboratorio de la persona está particularmente interesado en una parte antigua del cerebro llamada cerebelo, que pregunta cómo sus señales corrigen los comandos motores en curso. El cerebelo ha sido particularmente atractivo para el análisis de circuitos porque sus capas y tipos de células están muy bien definidos. Sin embargo, sus estructuras de salida, llamadas núcleos cerebelosos, violan esta regla y son mucho más heterogéneas y, por lo tanto, mucho más confusas. Utilizando una variedad de técnicas fisiológicas, optogenéticas, anatómicas y de comportamiento, su investigación apunta a desenredar la mezcla de señales en los núcleos para interpretar cómo contribuye al control motor. La persona anticipa que su investigación puede ofrecer a los médicos información sobre las estrategias terapéuticas para las personas con enfermedad cerebelosa, y podría contribuir potencialmente a la clase de tecnologías que utilizan señales neurales para controlar las prótesis.

Susanne ahmariUniversidad de Pittsburgh 
Identificación de cambios en el circuito neuronal subyacentes en los comportamientos relacionados con el TOC

Marlene cohenUniversidad de Pittsburgh
Pruebas causales y correlativas de la hipótesis de que los mecanismos neuronales que subyacen a la atención involucran interacciones entre las áreas corticales 

Daniel Dombeck, Northwestern University
Dinámica funcional, organización y plasticidad de las espinas dendríticas de células de lugar 

Gaby maimonUniversidad de Rockefeller
Bases neuronales para la iniciación interna de la acción.

Jessica Cardin, Universidad de Yale
Mecanismos de regulación cortical dependiente del estado.

Robert froemke, Escuela de Medicina de la NYU
Circuito neural y plasticidad para el control del comportamiento social de los mamíferos

Ryan Hibbs, UT Southwestern Medical Center
Estructura y mecanismo de los receptores neuronales de acetilcolina

Takaki KomiyamaUC San Diego 
Plasticidad del motor de la corteza en el aprendizaje motor

Hillel Adesnik, Universidad de California, Berkeley
Sondeo óptico de la base neural de la percepción

Mark Churchland, Universidad de Colombia
El sustrato neural de la iniciación del movimiento voluntario

Elissa Hallem, Universidad de California, Los Angeles
Organización Funcional de Circuitos Sensoriales en C.Elegans

Dayu lin - NYU Langone Medical Center
El mecanismo de circuito de la modulación de la agresión mediada por el tabique lateral

Anne ChurchlandLaboratorio de Cold Spring Harbor
Circuitos neuronales para la toma de decisiones multisensoriales

Patrick Drew, Universidad del Estado de Pensilvania
Acoplamiento neurovascular de imagen en el comportamiento animal

David Freedman, Universidad de Chicago
Mecanismos neuronales de categorización visual y toma de decisiones.

Almohada jonathanUniversidad de Texas en Austin
Descifrando representaciones corticales a nivel de picos, corrientes y conductas

Adam Carter, Ph.D., Universidad de Nueva York
Especificidad de sinapsis en circuitos estriatales

Sandeep Robert Datta, MD, Ph.D., Escuela Médica de Harvard
Mecanismos neurales que subyacen a los comportamientos sensoriales

Qing Fan, Ph.D., Universidad de Colombia
Mecanismo Molecular De La Función Metabotrópica Del Receptor GABA

Winrich Freiwald, Ph.D.Universidad de Rockefeller
Del reconocimiento facial a la cognición social

Anatol C. Kreitzer, Ph.D., J. David Gladstone Institutes
Función y disfunción de los circuitos de ganglios basales in vivo

Seok-Yong Lee, Ph.D., Duke University Medical Center
Estructura y farmacología de los sensores de tensión del canal de sodio.

Stavros Lomvardas, Ph.D., Universidad de California
Mecanismos moleculares de elección del receptor olfativo.

Andreas S. Tolias, Ph.D., Baylor College of Medicine
La organización funcional de la microcolumna cortical. 

Diana Bautista, Ph.D., Universidad de California, Berkeley
Mecanismos moleculares y celulares del tacto y dolor de los mamíferos

James Bisley, Ph.D., Universidad de California, Los Angeles
El papel de la corteza parietal posterior en la orientación de los movimientos oculares

Nathaniel Daw, Ph.D., Universidad de Nueva York
Toma de decisiones en tareas estructuradas y secuenciales: combinación de enfoques computacionales, conductuales y neurocientíficos

Tatyana Sharpee, Ph.D., Instituto Salk de Estudios Biológicos
Representación discreta de formas visuales en el cerebro

Jeremy Dasen, Ph.D., Escuela de Medicina de la Universidad de Nueva York
Mecanismos de especificidad sináptica en la médula espinal de vertebrados

Wesley Grueber, Ph.D., Columbia University Medical Center
Patrón de campo dendrítico por señales atractivas y repulsivas

Greg Horwitz, Ph.D., Universidad de Washington
Contribuciones magnocelulares al procesamiento de color

Bence Olviczky, Ph.D., Universidad Harvard
Organización funcional de los circuitos neurales que subyacen al aprendizaje sensoriomotor

Bijan Pesaran, Ph.D., Universidad de Nueva York
Decidir dónde mirar y dónde llegar 

Stephen A. Baccus, Ph.D., Stanford University Medical School
Circuito funcional de codificación neural en la retina

Karl A. Deisseroth, MD, Ph.D., Stanford University Medical School
Interrogación óptica rápida multicanal de circuitos neuronales vivos

Gilbert Di Paolo, Ph.D., Columbia University Medical Center
Un nuevo enfoque para la modulación rápida inducida químicamente del metabolismo PIP2 en la sinapsis

Maurice A. Smith, MD, Ph.D., Universidad Harvard
Un modelo computacional de procesos adaptativos interactivos para explicar las propiedades del aprendizaje motor a corto y largo plazo

Rachel Wilson, Ph.D., Escuela Médica de Harvard
Las Bases Biofísicas Y Moleculares De La Transmisión Sináptica Central En Drosophila 

Thomas Clandinin, Ph.D., Stanford University Medical School
¿Cómo se captan las señales visuales salientes por los cambios en la actividad neuronal?

James DiCarlo, MD, Ph.D., Instituto de Tecnología de Massachusetts
Mecanismos neuronales que subyacen al reconocimiento de objetos durante la observación natural

Florian Engert, Ph.D., Universidad Harvard
La base neuronal del comportamiento inducido visualmente en el pez cebra larval

Tirin Moore, Ph.D., Stanford University Medical School
Mecanismos de atención visuoespacial y memoria de trabajo.

Elke Stein, Ph.D., Universidad de Yale
Conversión de la atracción mediada por Netrin-1 a la repulsión a través de la interferencia intracelular 

Athanossios Siapas, Ph.D.Instituto de Tecnología de California
Interacciones cortico-hipocampales y formacion de la memoria

Nirao Shah, MD, Ph.D.Universidad de California, San Francisco
Representación de conductas sexualmente dimórficas en el cerebro

Aravinthan Samuel, Ph.D., Universidad Harvard
Un enfoque biofísico a la neurociencia conductual del gusano

Miriam Goodman, Ph.D., Universidad Stanford
Entendiendo la maquinaria sensible a la fuerza de las neuronas de los receptores táctiles

Ricardo Dolmetsch, Ph.D., Universidad Stanford
Análisis funcional del proteoma del canal de calcio

Loren Frank, Ph.D.Universidad de California, San Francisco
Los correlatos neurales del aprendizaje en el hipocampo - Circuito cortical

Rachelle Gaudet, Ph.D., Universidad Harvard
Estudios estructurales de canales iónicos TRP con sensor de temperatura

Kang Shen, MD, Ph.D., Universidad Stanford
Comprensión del código molecular para la especificidad del objetivo en la formación de sinapsis

Michael Brainard, Ph.D. Universidad de California, San Francisco
Mecanismos conductuales y neuronales de la plasticidad en el canto de los pájaros adultos

Joshua Gold, Ph.D. Escuela de Medicina de la Universidad de Pennsylvania
La base neuronal de las decisiones que vinculan de manera flexible la sensación y la acción

Jacqueline Gottlieb, Ph.D. Universidad de Colombia
Sustratos neuronales de la visión y la atención en la corteza parietal posterior del mono

Kristin Scott, Ph.D. Universidad de California, Berkeley
Representaciones del gusto en el cerebro de Drosophila 

Aaron Di Antonio, MD, Ph.D.Universidad de Washington
Análisis genético del crecimiento sináptico

Marla Feller, Ph.D.Universidad de California, San Diego
Regulación homeostática de la actividad espontánea en la retina de mamíferos en desarrollo

Bharathi Jagadeesh, Ph.D., Universidad de Washington
Plasticidad de las neuronas selectivas de objetos y escenas en la corteza inferotemporal del primate

Philip Sabes, Ph.D.Universidad de California, San Francisco
Los mecanismos neuronales y los principios computacionales de la adaptación visuomotora en el alcance

Daniel Feldman, Ph.D.Universidad de California, San Diego
Bases sinápticas para la plasticidad del mapa de bigotes en la corteza de rata barril

Kelsey Martin, MD, Ph.D., Universidad de California, Los Angeles
Comunicación entre la sinapsis y el núcleo durante la plasticidad sináptica de larga duración

Daniel Minor, Jr., Ph.D.Universidad de California, San Francisco
Estudios de alta resolución de regulación de canales iónicos

Leslie Vosshall, Ph.D., La universidad de rockefeller
La biología molecular del reconocimiento de olores en Drosophila

John Assad, Ph.D., Escuela Médica de Harvard
Efectos de la memoria a largo y corto plazo en la codificación del movimiento visual en la corteza parietal

Eduardo Chichilnisky, Ph.D., El Instituto Salk de Estudios Biológicos
Percepción de color y movimiento: señalización de conjunto por tipos de células identificadas en primates retina

Frank Gertler, Ph.D., Instituto de Tecnología de Massachusetts
Papel de las proteínas reguladoras del citoesqueleto en el crecimiento y orientación de los axones

Richard Krauzlis, Ph.D., El Instituto Salk de Estudios Biológicos
Coordinación de movimientos oculares voluntarios por el colículo superior

Jian Yang, Ph.D., Universidad de Colombia
Canalización y canalización de potasio estudiada con nuevas mutaciones en la red troncal 

Michael Ehlers, MD, Ph.D., Duke University Medical Center
Regulación molecular de los receptores NMDA

Jennifer Raymond, Ph.D., Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford
Análisis fisiológico in vivo de mutaciones que afectan el aprendizaje dependiente de cerebelo

Fred Rieke, Ph.D., Universidad de Washington
Control de ganancia y selectividad de las funciones de las células ganglionares de la retina

Alexander Schier, Ph.D., Escuela de Medicina de la Universidad de Nueva York
Mecanismos de modelado del cerebro frontal

Michael Weliky, Ph.D.Universidad de Rochester
El papel de la actividad neuronal correlacionada en el desarrollo visual cortical

Paul Garrity, Ph.D., Instituto de Tecnología de Massachusetts
Axon Targeting en el sistema visual de Drosophila

Jennifer Groh, Ph.D.Dartmouth College
Transformaciones de coordenadas neuronales

Phyllis Hanson, MD, Ph.D., Escuela de Medicina de la Universidad de Washington
El papel de los chaperones moleculares en la función presináptica

Wendy Suzuki, Ph.D., Universidad de Nueva York
Funciones espaciales de la corteza parahipocampal de macaco

Ulrike I. Galia, Ph.D., La universidad de rockefeller
Aspectos celulares y moleculares de la guía de axones en un sistema in vivo simple

Liqun Luo, Ph.D., Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford
Mecanismos moleculares del desarrollo de dendritas: estudios de GTPasas Rac y Cdc42

Mark Mayford, Ph.D.Universidad de California, San Diego
Control genético regulado de la plasticidad sináptica, el aprendizaje y la memoria

Samuel L. Pfaff, Ph.D., El Instituto Salk de Estudios Biológicos
Control molecular de la neurona motora de vertebrados Axon Targeting

Paul W. Glimcher, Ph.D., Universidad de Nueva York
Bases neurobiológicas de la atención selectiva.

Ali Hemmati-Brivanlou, Ph.D., La universidad de rockefeller
Aspectos moleculares de la neurogénesis de vertebrados

Donald C. Lo, Ph.D., Duke University Medical Center
Regulación De La Neurotrofina De La Plasticidad Sináptica

Tito A. Serafini, Ph.D., Universidad de California, Berkeley
Aislamiento y caracterización de las moléculas de segmentación de cono de crecimiento

Toshinori Hoshi, Ph.D.Universidad de Iowa
Mecanismos de bloqueo de los canales de potasio dependientes de voltaje

Alex L. Kolodkin, Ph.D., Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins
Mecanismos moleculares de la guía del cono de crecimiento: función de las semaforinas durante el desarrollo neurológico

Michael L. Nonet, Ph.D., Escuela de Medicina de la Universidad de Washington
Análisis genético del desarrollo de la unión neuromuscular

Michael N. Shadlen, MD, Ph.D., Universidad de Washington
Integración sensorial y memoria de trabajo

Rita J. Balice-Gordon, Ph.D., Universidad de Pennsylvania
Actividad Dependiente e Mecanismos Independientes Subyacentes a la Formación y Mantenimiento de Sinapsis

Mark K. Bennett, Ph.D., Universidad de California, Berkeley
Regulación de la maquinaria de acoplamiento y fusión sináptica de vesículas por fosforilación de proteínas

David S. Bredt, MD, Ph.D.Universidad de California, San Francisco
Funciones fisiológicas del óxido nítrico en el desarrollo y la regeneración de las neuronas

Richard D. Mooney, Ph.D., Duke University Medical Center
Mecanismos celulares del aprendizaje vocal aviar y la memoria

Ben Barres, MD, Ph.D., Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford
Desarrollo y Función de Glia

Allison J. Doupe, MD, Ph.D.Universidad de California, San Francisco
Un circuito neuronal especializado para el aprendizaje vocal en pájaros cantores

Ehud Y. Isacoff, Ph.D., Universidad de California, Berkeley
Estudios moleculares sobre la fosforilación del canal K + en neuronas centrales de vertebrados

John J. Ngai, Ph.D., Universidad de California, Berkeley
Análisis de la topografía de las neuronas olfativas específicas y la codificación de la información olfativa

Ethan Bier, Ph.D.Universidad de California, San Diego
Genética Molecular De La Neurogénesis

Linda D. Buck, Ph.D., Escuela Médica de Harvard
Identidad neuronal y codificación de la información en el sistema olfativo de mamíferos

Gian Garriga, Ph.D., Universidad de California, Berkeley
Interacciones celulares en el crecimiento de los axones HSN de C.elegans

Nipam H. Patel, Ph.D., Carnegie Institution de Washington
El papel de la grosella espinosa durante la neurogénesis de Drosophila

Daniel Y. Ts'o, Ph.D., La universidad de rockefeller
Imagen óptica de mecanismos neuronales de comportamiento visual

Hollis T. Cline, Ph.D.Escuela de Medicina de la Universidad de Iowa
Regulación del crecimiento neuronal por neurotransmisores y proteínas quinasas

Gilles J. Laurent, Ph.D.Instituto de Tecnología de California
Compartimentación de las neuronas locales en redes sensoras-motoras de insectos

Ernest G. Peralta, Ph.D., Universidad Harvard
Vías de señalización del receptor de acetilcolina muscarínica en células neuronales

Thomas L. Schwarz, Ph.D., Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford
La genética de VAMP y p65: una disección de la liberación del transmisor en Drosophila

John R. Carlson, Ph.D., Facultad de Medicina de la Universidad de Yale
Organización Molecular del Sistema Olfativo Drosophila

Michael E. Greenberg, Ph.D., Escuela Médica de Harvard
Estimulación eléctrica de la expresión génica en las neuronas.

David J. Julio, Ph.D.Universidad de California, San Francisco
Genética Molecular De La Función Del Receptor De Serotonina

John D. Sweatt, Ph.D., Baylor College of Medicine
Mecanismos moleculares para la LTP en la región CA1 del hipocampo de rata

Utpal Banerjee, Ph.D., Universidad de California, Los Angeles
Neurogenética del desarrollo de células R7 en Drosophila

Paul Forscher, Ph.D., Facultad de Medicina de la Universidad de Yale
Transducción de señales en la interfaz neuronal membrana-citoesqueleto

Michael D. Mauk, Ph.D.Escuela de Medicina de la Universidad de Texas.
El papel de las proteínas quinasas en la transmisión sináptica y la plasticidad

Barbara E. Ranscht, Ph.D., La Jolla Cancer Research Foundation
Análisis molecular de las glicoproteínas de superficie de células de pollo y su papel en el crecimiento de la fibra nerviosa

Michael Bastiani, Ph.D.Universidad de Utah
WLos conos de crecimiento de la toma de decisiones hacen elecciones frente a la adversidad

Craig E. Jahr, Ph.D.Universidad de Salud y Ciencia de Oregon
Mecanismos moleculares de la transmisión sináptica excitatoria.

Christopher R. Kintner, Ph.D., El Instituto Salk de Estudios Biológicos
Bases moleculares de la inducción neural en embriones de anfibios

Lorna W. Role, Ph.D., Columbia University College of Physicians and Surgeons
Modulación De Receptores Neuronales De Acetilcolina

Aaron P. Fox, Ph.D., Universidad de Chicago
Canales de calcio del hipocampo: propiedades biofísicas, farmacológicas y funcionales

F. Rob Jackson, Ph.D., Fundación Worcester de Biología Experimental
Bases moleculares de los mecanismos de sincronización endógenos

Dennis DM O'Leary, Ph.D., Escuela de Medicina de la Universidad de Washington
Estudios de desarrollo neocortical centrado en la diferenciación regional

Patricia A. Walicke, MD, Ph.D.Universidad de California, San Diego
Neuronas del hipocampo y factor de crecimiento de fibroblastos

Christine E. Holt, Ph.D.Universidad de California, San Diego
Pathfinding axonal en el embrión de vertebrados

Stephen J. Peroutka, MD, Ph.D., Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford
Interacciones ansiolíticas novedosas con subtipos de receptores de serotonina central

Randall N. Pittman, Ph.D., Facultad de Medicina de la Universidad de Pennsylvania
Análisis bioquímico, inmunológico y de video del crecimiento de neuritas

Sarah W. Bottjer, Ph.D., Universidad del Sur de California
Mecanismos neuronales del desarrollo vocal.

S. Marc Breedlove, Ph.D., Universidad de California, Berkeley
Influencias andogénicas sobre la especificidad de las conexiones neuronales

Jane Dodd, Ph.D., Columbia University College of Physicians and Surgeons
Mecanismos celulares de la transducción sensorial en neuronas aferentes cutáneas

Paul E. Sawchenko, Ph.D., El Instituto Salk de Estudios Biológicos
Plasticidad dependiente de esteroides en la expresión de neuropéptidos

Ronald L. Davis, Ph.D., Baylor College of Medicine
Sistema AMP Cíclico de Genes y Memoria en Drosophila

Scott E. Fraser, Ph.D., Universidad de California, Irvine
Estudios teóricos y experimentales sobre patrones nerviosos y competición sináptica

Michael R. Lerner, MD, Ph.D., Facultad de Medicina de la Universidad de Yale
Memoria y olfato

Jonathan D. Victor, MD, Ph.D., Cornell University Medical College
Un análisis de respuesta evocada del procesamiento visual central en la salud y la enfermedad

Richard A. Andersen, Ph.D., El Instituto Salk de Estudios Biológicos
Propiedades visuales-espaciales de las neuronas sensibles a la luz de la corteza parietal posterior en monos

Clifford B. Saper, MD, Ph.D., Escuela de Medicina de la Universidad de Washington
Organización de los sistemas de excitación cortical

Richard H. Scheller, Ph.D., Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford
Investigaciones De La Función, Organización Y Expresión Regulada De Genes Neuropéptidos En Aplysia

George R. Uhl, MD, Ph.D., Hospital General de Massachusetts
Sistemas de neurotransmisores relacionados con la memoria: correlación clínico-patológica y regulación de la expresión génica específica

Bradley E. Alger, Ph.D., Universidad de Maryland, Escuela de Medicina
La depresión de la inhibición puede contribuir a la potenciación en los estudios en la porción de hipocampo de rata

Ralph J. Greenspan, Ph.D., Universidad de Princeton
Estudios genéticos e inmunológicos de moléculas de superficie celular y su papel en el desarrollo neuronal en el ratón

Thomas M. Jessell, Ph.D., Columbia University College of Physicians and Surgeons
El papel de los neuropéptidos en la transmisión sensorial y la nocicepción

Peter J. Whitehouse, MD, Ph.D., Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins
La base anatómica / patológica de los déficits de memoria en la demencia

David G. Amaral, Ph.D., El Instituto Salk de Estudios Biológicos
Estudios del desarrollo y conectividad del hipocampo.

Robert J. Bloch, Ph.D., Universidad de Maryland, Escuela de Medicina
Macromoléculas Involucradas En La Formación De Sinapsis

Stanley M. Goldin, Ph.D., Escuela Médica de Harvard
Reconstitución, purificación y localización inmunocitoquímica de proteínas transportadoras de iones neuronales del cerebro de mamíferos

Lee L. Rubin, Ph.D., La universidad de rockefeller
Mecanismos Reguladores En La Formación De Sinapsis Nervio-Músculo

Theodore W. Berger, Ph.D.Universidad de Pittsburgh
Estructuras cerebrales involucradas en la amnesia humana: estudio del sistema cortical hipocampo-subicular-cingulado

Thomas H. Brown, Ph.D.Instituto de Investigaciones de la Ciudad de la Esperanza
Análisis cuantitativo de la potenciación sináptica en las neuronas del hipocampo

Steven J. Burden, Ph.D., Escuela Médica de Harvard
La lámina basal sináptica en el desarrollo y la regeneración de las sinapsis neuromusculares

William A. Harris, Ph.D.Universidad de California, San Diego
Orientación axonal y actividad de impulso en el desarrollo.

Robert P. Elde, Ph.D.Escuela de Medicina de la Universidad de Minnesota
Estudios inmunohistoquímicos de vías peptidérgicas límbicas, del cerebroencefálico y hipotalámicas

Yuh-Nung Jan, Ph.D., Escuela Médica de Harvard
Estudios sobre el potencial lento usando ganglios autonómicos como sistemas modelo

Eve Marder, Ph.D., Universidad de Brandeis
Mecanismos de neurotransmisores de células acopladas eléctricamente en un sistema simple

Louis F. Reichardt, Ph.D.Universidad de California, San Francisco
Investigaciones genéticas de la función nerviosa en la cultura

Linda M. Hall, Ph.D., Instituto de Tecnología de Massachusetts
Papel de las sinapsis colinérgicas en el aprendizaje y la memoria

Charles A. Marotta, MD, Ph.D., Escuela Médica de Harvard
Control de la síntesis de tubulina cerebral durante el desarrollo

Urs S. Rutishauser, Ph.D., La universidad de rockefeller
El papel de la adhesión célula-célula en el desarrollo de tejidos neurales