Boursiers

Annegret Falkner, Ph.D.., Professeur adjoint, Princeton Neuroscience Institute, Princeton University, Princeton, NJ

Neuroendocrinologie computationnelle : relier la transcription médiée par les hormones à un comportement complexe grâce à la dynamique neuronale

Les hormones gonadiques – les œstrogènes et la testostérone sont parmi les plus connues – sont importantes pour les mammifères à bien des égards. Ils modulent les états internes, le comportement et la physiologie. Mais si de nombreuses études ont été menées sur la manière dont ces hormones affectent le corps, la manière dont elles modifient la dynamique neuronale est moins bien comprise.

Dans le cadre de ses recherches, la Dre Annegret Falkner et son laboratoire étudieront comment les hormones modifient les réseaux neuronaux et affectent ainsi le comportement à court et à long terme. En utilisant de nouvelles méthodes de quantification comportementale, elle observera et enregistrera des comportements de toutes sortes chez des animaux au comportement libre lors d'un changement d'état hormonal ; cartographier la dynamique neuronale des réseaux sensibles aux hormones lors d'un changement d'état hormonal ; et utiliser l'imagerie optique des hormones spécifique à un site pour observer où et quand la transcription médiée par les récepteurs d'œstrogènes se produit au sein de ce réseau - une fenêtre sur la façon dont les hormones sont capables de mettre à jour la communication réseau et qui aidera les chercheurs à comprendre les profondes façons dont les hormones affectent le cerveau. et le comportement.

Andrea Gomez, Ph.D., Professeur adjoint, neurobiologie, Université de Californie, Berkeley, Californie

La base moléculaire de la plasticité induite par les psychédéliques

Le cerveau possède la capacité de se modifier lui-même, une caractéristique décrite sous le nom de « plasticité ». Le Dr Andrea Gomez vise à en apprendre davantage sur la plasticité cérébrale en utilisant les psychédéliques comme outil, en rouvrant les fenêtres de plasticité dans le cerveau adulte en utilisant la psilocybine psychédélique dans un modèle murin. Non seulement cela pourrait nous aider à en apprendre davantage sur le fonctionnement du cerveau, mais cela pourrait également contribuer au développement de thérapies de nouvelle génération.

Les psychédéliques ont des effets structurels durables sur les neurones, tels qu’une croissance accrue des processus neuronaux et la formation de synapses. Une seule dose peut avoir des effets pendant des mois. Dans ses recherches, le Dr Gomez et son équipe utiliseront des psychédéliques pour identifier les classes d'ARN qui favorisent la plasticité neuronale dans le cortex préfrontal. Le laboratoire de Gomez évaluera comment les psychédéliques modifient la façon dont l'ARN est épissé, établira le lien entre les modifications de l'ARN induites par la psilocybine et la plasticité chez la souris, mesurée par l'activité synaptique, et observera l'effet de la plasticité induite par les psychédéliques sur l'interaction sociale.

Sinisa Hrvatin, Ph.D.., Professeur adjoint de biologie, Whitehead Institute for Biomedical Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA

Anatomie moléculaire des circuits d'hibernation

La plupart des gens comprennent le concept d’hibernation, mais relativement peu pensent à quel point c’est remarquable. Les mammifères qui ont spécifiquement évolué pour maintenir une température corporelle constante « éteignent » brusquement cette fonctionnalité, modifient leur métabolisme et changent leur comportement pendant des mois à la fois. Bien que les faits relatifs à l’hibernation soient bien compris, la manière dont les animaux initient et maintiennent cet état n’est pas bien comprise, ni comment cette capacité est née.

La Dre Sinisa Hrvatin propose d'approfondir les populations et les circuits neuronaux impliqués dans l'hibernation à l'aide d'un modèle moins courant, le hamster syrien. Les hamsters syriens peuvent être amenés à hiberner dans l'environnement, ce qui les rend idéaux pour une expérience en laboratoire, mais il n'existe aucune lignée transgénique disponible (comme chez la souris), ce qui l'a amené à appliquer de nouveaux outils viraux basés sur la détection de l'ARN pour cibler des populations cellulaires spécifiques liées à hibernation. Il documentera les neurones actifs pendant l'hibernation pour identifier les circuits pertinents et examinera si des circuits similaires sont conservés dans d'autres modèles en hibernation et hors hibernation.

Xin Jin, Ph.D.., Professeur adjoint, Département de neurosciences, The Scripps Research Institution, La Jolla, Californie

Neurogénomique in vivo à grande échelle

Lorsqu’ils étudient la fonction des gènes dans les neurones, les chercheurs doivent souvent choisir entre l’échelle et la résolution. Mais pour le Dr Xin Jin, la puissance du génome est pleinement exploitée lorsque les outils permettent aux chercheurs d’étudier un grand nombre de gènes dans le cerveau et de voir où ils sont présents et où ils se croisent dans des régions spécifiques du cerveau.

Le laboratoire du Dr Jin a développé de nouveaux in vivo des approches de séquençage pour intensifier l’étude d’un grand nombre de variantes génétiques et cartographier leur présence dans des cerveaux entiers et intacts. La capacité de profiler plus de 30 000 cellules à la fois permet à l’équipe d’étudier des centaines de gènes dans des centaines de types de cellules et d’obtenir une lecture en deux jours plutôt qu’en quelques semaines. Ils mèneront des enquêtes sur des organes entiers, démontrant leur capacité non seulement à identifier les cellules qui incluent des variantes spécifiques, mais aussi à identifier leur contexte dans le cerveau : où elles se trouvent et comment elles sont connectées.

Ann Kennedy, Ph.D., Professeur adjoint, Département de neurosciences, Northwestern University, Chicago, IL

Dynamique des populations neuronales médiant l’équilibre des besoins de survie concurrents

Pour survivre, les animaux ont développé un large éventail de comportements innés tels que l’alimentation, l’accouplement, l’agressivité et la peur. Les chercheurs ont pu enregistrer l’activité neuronale de modèles de souris alors qu’elles adoptaient ce type de comportement. Mais dans le monde réel, les animaux doivent souvent peser et choisir entre plusieurs plans d’action urgents.

La Dre Ann Kennedy travaille à l’élaboration de modèles informatiques théoriques qui contribueront à faire progresser notre compréhension de la manière dont des décisions importantes comme celles-ci sont prises. En examinant l'activité neuronale de l'hypothalamus de souris engagées dans un comportement de type agressif, la Dre Kennedy et son équipe développeront des modèles de réseaux neuronaux qui capturent l'évolutivité et la persistance de

états de motivation agressifs, tout en fournissant également un mécanisme d'échange entre plusieurs états de motivation concurrents dans le comportement de l'animal. Grâce à ces travaux, le laboratoire du Dr Kennedy fera progresser notre compréhension de la façon dont la structure construite dans le cerveau aide les animaux à survivre.

Sung Soo Kim, Ph.D.., Professeur adjoint de biologie moléculaire, cellulaire et du développement, Université de Californie-Santa Barbara, Santa Barbara, Californie

Représentation neuronale du monde pendant la navigation

Quiconque a déjà dû naviguer dans une pièce connue mais sombre comprend à quel point il est précieux que notre cerveau puisse naviguer dans notre environnement en utilisant diverses informations, intérieures et extérieures, notamment les couleurs, les formes et la sensation de mouvement. En travaillant avec un modèle de mouche des fruits et un nouvel appareil expérimental innovant, le Dr Sung Soo Kim et son équipe étudieront ce qui se passe dans le cerveau lors de la navigation.

Le Dr Kim étudiera comment de multiples entrées sensorielles sont transformées en un sentiment d'orientation et comment les contextes comportementaux affectent le traitement de l'orientation. L'une des clés de cette recherche est une nouvelle arène de réalité virtuelle que l'équipe du Dr Kim est en train de construire avec un très grand microscope au-dessus de la tête, ce qui permet de visualiser l'ensemble du cerveau de la mouche même lorsqu'elle tourne. En activant et en réduisant au silence certaines populations neuronales, le Dr Kim pourra mener des recherches sur le rôle combiné de la perception, de la cognition et du contrôle moteur.

Bianca Jones Marlin, Ph.D.., Professeur adjoint de psychologie et de neurosciences, Columbia University et Zuckerman Mind Brain Behaviour Institute, New York, NY

Mécanismes moléculaires de la mémoire intergénérationnelle

Le souvenir d’une expérience stressante peut-il être hérité par la prochaine génération ? Des recherches récentes semblent suggérer que c'est possible, et le Dr Bianca Jones Marlin et son équipe sont prêts à étudier comment les expériences qui provoquent de la peur ou du stress chez un modèle de souris peuvent provoquer des modifications dans les neurones mêmes présents dans son cerveau, et comment ces modifications peuvent être génétiquement hérité par les enfants de l'animal qui a subi le stress.

Les recherches du Dr Marlin s'appuient sur la découverte selon laquelle les changements dans l'environnement conduisent à une plasticité cérébrale dépendante de l'expérience. En utilisant le conditionnement de la peur olfactive, l’équipe a appris que les souris produiront davantage de neurones olfactifs adaptés à l’odeur utilisée. Ce rapport plus élevé persiste, est codé dans le sperme et est transmis à la génération suivante (mais pas aux générations suivantes.) Le laboratoire du Dr Marlin étudiera le processus au niveau moléculaire, ce qui, espère-t-elle, aidera non seulement les chercheurs, mais sensibilisera également les gens. les effets du traumatisme.

Nancy Padilla-Coreano, Ph.D.., Professeur adjoint, Département de neurosciences, Collège de médecine de l'Université de Floride, Gainesville, FL

Mécanismes neuronaux des changements entre compétition sociale et coopération

Les animaux sociaux ont des interactions très complexes, passant souvent de la coopération à la compétition dans un laps de temps très court. La Dre Nancy Padilla-Coreano vise à comprendre les réseaux neuronaux impliqués à l’aide d’analyses comportementales, d’électrophysiologie multisite et d’analyses d’apprentissage automatique. Les résultats peuvent aider les chercheurs à mieux comprendre ce qui sous-tend la compétence sociale, qui est entravée dans un certain nombre de troubles neuropsychiatriques.

L'équipe du Dr Padilla-Coreano utilise des technologies innovantes, telles que l'assistance de l'IA pour identifier et suivre le comportement des animaux, ainsi que des méthodologies de recherche pour identifier les circuits actifs lors de la coopération et de la compétition. En supposant qu'il s'agit de circuits qui se chevauchent, l'équipe manipulera chaque circuit chez les mêmes animaux et observera comment le comportement change lorsqu'il est introduit dans certaines situations. Un deuxième objectif consistera à étudier ce qui se trouve en amont de ces circuits ; et un troisième étudiera le rôle de la dopamine dans le processus. Ensemble, ces recherches aideront à révéler comment le cerveau aide les animaux sociaux à s'optimiser et à changer.

Moubarak Hussain Syed, Ph.D.., Professeur adjoint, Département de biologie, Université du Nouveau-Mexique, Albuquerque, Nouveau-Mexique

Mécanismes moléculaires régulant la diversité neuronale : des cellules souches aux circuits

Le Dr Mubarak Hussain Syed étudiera ce qui détermine la façon dont les neurones de différents types naissent des cellules souches neurales (NSC) et comment les facteurs de développement déterminent les comportements des adultes. Son laboratoire se concentrera sur la façon dont les NSC de type II produisent des types de neurones du complexe central. Des recherches antérieures ont montré que le moment de la naissance d'une cellule descendant d'un NSC de type II est en corrélation avec son type de cellule éventuel. On pense que des protéines spécifiques exprimées temporellement à ces moments régulent le sort des types de neurones.

Grâce à des expériences de perte et de gain de fonction ciblant ces protéines et ces voies, l'équipe du Dr Syed découvrira le mécanisme par lequel elles modifient le destin des neurones et quel effet cela a sur les comportements. D’autres expériences examineront comment se forment les circuits des régions cérébrales d’ordre supérieur. Le Dr Syed travaillera dans le cadre de son programme appelé Pueblo Brain Science pour former et encadrer la prochaine génération de neuroscientifiques diversifiés tout en menant ses recherches.

Longzhi Tan, Ph.D.., Professeur adjoint de neurobiologie, Université de Stanford, Stanford, Californie

Comment l’architecture du génome 3D façonne-t-elle le développement et le vieillissement du cerveau ?

Le Dr Longzhi Tan et son équipe utilisent un « microscope biochimique » révolutionnaire capable de montrer la forme 3D des molécules d'ADN dans une cellule avec une résolution inégalée par les télescopes optiques, et découvrent ainsi que le pliage unique peut révéler aux chercheurs une grande traiter d'une cellule.

Le microscope biochimique au cœur de la recherche utilise la ligature de proximité au lieu de l'optique. Une partie du projet consistera à construire la prochaine génération de cet outil afin que l'équipe du Dr Tan puisse localiser en 3D chaque molécule d'ARN dans une cellule cérébrale et où elle se trouve par rapport à l'ADN replié. Cela contribuera à un livre de règles sur le repliement de l’ADN. Étant donné que le pliage se dégrade également avec l’âge, comprendre comment cela influence le vieillissement pourrait donner un aperçu des moyens d’inverser ou de ralentir certains impacts du vieillissement. Un dernier objectif consistera à examiner comment les mutations et les différences de repliement influencent les différences entre les individus.

Ishmail Abdus-Saboor, Ph.D., Professeur adjoint, Sciences biologiques et Zuckerman Mind Brain Behaviour Institute, Columbia University, New York, NY

Axe peau-cerveau pour récompenser les comportements tactiles

Le contact social est un stimulus clé qui est fondamental pour les expériences humaines, allant de l'éducation des autres à la création de liens sociaux en passant par la réceptivité sexuelle. En travaillant avec un modèle murin et l'optogénétique, les recherches antérieures d'Abdus-Saboor ont montré qu'il existe des connexions directes entre les cellules neurales de la peau et le cerveau, et que les cellules dédiées sont spécifiquement adaptées à certains signaux tactiles. Ces cellules sont nécessaires et suffisantes pour susciter des réponses physiques spécifiques.

Dans sa nouvelle recherche, Abdus-Saboor et son équipe visent à définir comment les neurones de la peau déclenchent des signaux positifs uniques dans le cerveau, et comment le cerveau reçoit et traite ces signaux comme gratifiants, ainsi qu'à identifier les neurones tactiles nécessaires dans différents scénarios tactiles (nourrir les chiots ou les toiletter ou jouer). Un troisième objectif cherchera à identifier quel capteur de ces cellules identifie le toucher. La recherche en révélera davantage sur la connexion peau-cerveau, avec des applications potentielles pour les chercheurs étudiant les troubles sociaux.

Yasmine El-Shamayleh, Ph.D.., Professeur adjoint, Département de neurosciences et Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Columbia University, New York City, NY

Circuits corticaux pour percevoir la forme visuelle

Chez les primates, environ 30% du cortex cérébral est dédié au traitement des informations visuelles. À l’aide de nouvelles techniques, le Dr El-Shamayleh travaille à développer une compréhension mécaniste détaillée de la façon dont le cerveau détecte et reconnaît les objets que nous voyons. En se concentrant sur la zone corticale V4, les recherches d'El-Shamayleh révèlent comment divers types de neurones dans cette région du cerveau soutiennent notre capacité à percevoir la forme des objets visuels.

L'aire corticale V4 est très adaptée à la forme des objets dans le monde. S’appuyant sur ces connaissances clés et utilisant de nouvelles applications de l’optogénétique basée sur les vecteurs viraux, El-Shamayleh enregistre et manipule l’activité de groupes spécifiques de neurones V4 avec une précision sans précédent. Cette recherche identifie comment différents types de neurones de la zone corticale V4 interagissent pour traiter la forme d'un objet et dévoilera des détails sur la façon dont le cerveau des primates traite les informations visuelles. Les innovations techniques mises en place dans cette recherche faciliteront également les futures études mécanistes sur la fonction cérébrale et les comportements des primates.

Vikram Gadagkar, Ph.D., Professeur adjoint, Département de neurosciences et Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Columbia University, New York City, NY

Mécanismes neuronaux de la cour et de la monogamie

Bien que d’importantes recherches aient été menées sur la manière dont les animaux apprennent et adoptent leurs comportements, moins d’attention a été accordée à la manière dont un animal évalue les performances d’un autre lors des interactions sociales. Chez les oiseaux chanteurs, la plupart des recherches ont porté sur ce qui se passe dans le cerveau des mâles exécutant un chant pour attirer un partenaire, mais pas sur ce qui se passe dans le cerveau de la femelle lorsqu'elle écoute le chant du mâle.

Les travaux du Dr Gadagkar porteront sur une partie du cerveau appelée HVC, un noyau sensorimoteur connu pour être actif chez les hommes pour garder le temps pendant qu'ils apprennent et interprètent leur chanson. Pour la première fois, lui et son laboratoire enregistrent ce qui se passe chez une femme HVC alors qu'elle écoute et évalue le chant d'un homme. Deuxièmement, le Dr Gadagkar examinera comment les femmes effectuent leur évaluation et ce que font les neurones lorsque des erreurs sont détectées. Enfin, la recherche examinera le système dopaminergique pour voir comment le cerveau montre une préférence pour les performances les plus attractives.

Hidehiko Inagaki, Ph.D., Institut Max Planck de Floride pour les neurosciences, Jupiter, Floride

Mécanismes synaptiques et dynamiques de réseau sous-jacents à l'apprentissage moteur

L’apprentissage d’une nouvelle compétence nécessite que le cerveau modifie ses circuits, un processus connu sous le nom de plasticité. Bien que d’importantes recherches aient été menées pour identifier la manière dont les réseaux cérébraux exécutent les compétences, on en sait moins sur les mécanismes d’apprentissage de nouvelles compétences. Le Dr Inagaki et son équipe travaillent à se concentrer sur les cellules et les processus impliqués au cours du processus d'apprentissage.

Grâce à l'imagerie in vivo à 2 photons et à l'électrophysiologie à grande échelle sur un modèle de souris, le Dr Inagaki et son équipe peuvent désormais observer au niveau cellulaire les changements qui se produisent à mesure qu'une nouvelle compétence est acquise – dans ce cas, l'apprentissage d'un nouveau timing pour l'action. En utilisant la manipulation génétique pour permettre aux chercheurs d’activer ou d’inhiber des protéines associées à la plasticité, ils visent à découvrir non seulement quels changements surviennent dans le cerveau, mais aussi comment ces changements sont initiés et consolidés. Mieux comprendre le fonctionnement de l’apprentissage pourrait avoir des implications pour la recherche sur les troubles d’apprentissage.

Peri Kurshan, Ph.D., Professeur adjoint, Albert Einstein College of Medicine, Bronx, NY

Démêler les mécanismes de développement des synapses, des molécules au comportement

Les synapses, les endroits où les signaux sont envoyés et reçus entre les neurones, sont la clé du fonctionnement des circuits neuronaux qui sont à la base du comportement. Comprendre comment les synapses se développent au niveau moléculaire et comment le développement synaptique influence le comportement est l'objectif des recherches du Dr Kurshan. Le modèle dominant soutient qu'une classe de protéines appelées molécules d'adhésion cellulaire synaptique (sCAM) initie le processus, une famille de sCAM appelées neurexines étant particulièrement indiquée. Mais des recherches in vivo montrent que l’élimination des neurexines n’élimine pas les synapses.

Les travaux du Dr Kurshan indiquent que les protéines d'échafaudage cytosoliques présynaptiques peuvent s'auto-associer à la membrane cellulaire, puis recruter des neurexines pour stabiliser les synapses. Dans ses nouvelles recherches, utilisant l’imagerie, la protéomique, la modélisation informatique et la manipulation transgénique, elle et son laboratoire visent à identifier les protéines et les composants de la membrane cellulaire impliqués et comment ils interagissent. La recherche a des implications sur une gamme de troubles neurologiques liés à des défauts synaptiques.

Scott Linderman, Ph.D., Professeur adjoint, Institut de statistiques et de neurosciences Wu Tsai, Université de Stanford, Stanford, Californie

Méthodes d'apprentissage automatique pour découvrir la structure des données neuronales et comportementales

Les contributions du Dr Linderman aux neurosciences résident dans le développement de méthodes d'apprentissage automatique capables de gérer et d'extraire des informations à partir des quantités impressionnantes de données produites par ce type de recherche, telles que des enregistrements haute résolution d'un grand nombre de neurones dans le cerveau et l'observation simultanée des comportements des personnes librement comportement des animaux sur de longues périodes. Linderman et son équipe s'associent à des laboratoires de recherche pour développer des méthodes probabilistes d'apprentissage automatique afin de trouver des modèles dans toutes ces données.

Le laboratoire de Linderman se concentre spécifiquement sur la neuroéthologie computationnelle et la modélisation probabiliste – essentiellement sur la façon de construire et d'adapter des modèles statistiques au type de données que les chercheurs produisent aujourd'hui. Ses projets en cours et futurs démontrent l’étendue des façons dont l’apprentissage automatique peut être appliqué à la recherche neuronale. Linderman aborde le travail en tant que partenaire intégré avec des collaborateurs expérimentaux et, en développant des méthodes pour résoudre les problèmes de neurobiologie, il contribue également à faire progresser les domaines des statistiques et de l'apprentissage automatique.

Swetha Murthy, Ph.D., Professeur adjoint, Vollum Institute, Oregon Health and Science University, Portland, OR

Mécanosensation pour guider la morphologie cellulaire

La mécanosensation – ou la détection d'une force physique par une cellule ou un neurone – est une fonction étonnamment subtile et polyvalente médiée par certains canaux ioniques (entre autres protéines) sur la membrane cellulaire. Un exemple évident est le sens du toucher. Le laboratoire du Dr Murthy étudie un cas de mécanosensation à bien plus petite échelle ayant de profondes implications pour la santé neuronale : le processus de myélinisation, dans lequel des cellules spécialisées appelées oligodendrocytes (OL) forment une gaine autour d'un nerf pour améliorer la conduction.

On suppose que des signaux mécaniques (entre autres facteurs) peuvent gouverner la morphologie et la myélinisation des OL, mais les mécanismes sous-jacents restent inconnus. Le laboratoire de Murthy étudie le canal ionique mécano-activé TMEM63A, qui est exprimé en OL, pour révéler comment ces canaux pourraient médier la myélinisation et, à leur tour, faire la lumière sur la manière dont les signaux mécaniques guident le processus. Comprendre comment la myélinisation peut fonctionner – et comment elle peut échouer – sera utile aux chercheurs qui étudient toute une gamme de conditions liées à la myélinisation.

Karthik Shekhar, Ph.D., Génie chimique et biomoléculaire/ Helen Wills Neuroscience Institute, Université de Californie, Berkeley, Berkeley, Californie

Evolution de la diversité neuronale et des structurations dans le système visuel

Le laboratoire du Dr Shekhar cherche à comprendre comment divers types neuronaux et leur organisation ont évolué pour répondre aux besoins de différents animaux. Ses recherches portent sur le système visuel du cerveau, en particulier la rétine et le cortex visuel primaire, qui sont remarquablement bien conservés entre espèces séparées par des centaines de millions d'années d'évolution.

Les recherches de Shekhar examineront la conservation évolutive et la divergence des types neuronaux dans la rétine de plusieurs espèces de vertébrés, des poissons aux oiseaux en passant par les mammifères, et utiliseront des approches informatiques pour reconstruire l'évolution de la diversité neuronale, notamment si l'évolution a conduit à l'émergence de nouveaux types ou modification des types existants. Un effort simultané étudiera le cortex visuel et retracera les origines des premières époques de développement connues sous le nom de « périodes critiques », où les réseaux neuronaux du cerveau font preuve d'une plasticité exquise pour l'expérience sensorielle. L'un des principes directeurs qui sous-tendent l'approche de Shekhar est que les collaborations interdisciplinaires peuvent apporter de nouvelles approches pour aborder les grandes questions en neurosciences.

Tanya Sippy, Ph.D., Professeur adjoint, Grossman School of Medicine de l'Université de New York, New York City, NY

Modulation des cellules striatales et des synapses par les signaux de mouvement de la dopamine

La dopamine est peut-être le neuromodulateur le plus connu, en grande partie en raison du rôle qu'elle joue dans la signalisation de la récompense. Cependant, la dopamine joue également un rôle clé dans le mouvement, ce qui est clairement démontré par l'incapacité des patients atteints de la maladie de Parkinson, un trouble de la dopamine, à initier des mouvements. Le Dr Sippy vise à en apprendre davantage sur la façon dont la dopamine est impliquée dans le mouvement, grâce à des mesures in vivo très précises des fluctuations de la dopamine simultanément avec le potentiel membranaire des neurones cibles.

Les enregistrements du potentiel membranaire permettent aux membres du laboratoire du Dr Sippy de mesurer deux propriétés des neurones connues pour être affectées par la neuromodulation : 1) la force des entrées synaptiques et 2) l'excitabilité des neurones qui détermine la façon dont ils répondent à ces entrées. Mais mesurer à la fois les fluctuations de la dopamine et le potentiel membranaire d’une cellule est très difficile. Les travaux de Sippy reposent sur la découverte que l'activité de la dopamine se reflète dans les deux hémisphères du cerveau. Ainsi, la mesure de celle-ci et du potentiel membranaire peuvent être effectuées sur des côtés opposés tout en ayant des résultats fortement corrélés. Une fois ces enregistrements réalisés, Sippy manipulera optogénétiquement le système dopaminergique et verra comment l'activation ou la suppression de la dopamine affecte les propriétés des neurones cibles, et comment cela affecte les actions de l'animal.

Moriel Zelikowsky, Ph.D., Professeur adjoint, Université de l'Utah, Salt Lake City, UT

Contrôle cortical neuropeptidergique de l'isolement social

Un isolement social prolongé peut avoir un impact négatif sur la vie des mammifères, notamment une forte augmentation de l'agressivité. Alors que de nombreuses études se sont penchées sur le contrôle sous-cortical des formes naturelles d’agression, rares sont celles qui se sont intéressées aux formes pathologiques d’agression ou à leur contrôle descendant. Le Dr Zelikowsky vise à mieux comprendre le mécanisme et les circuits corticaux impliqués dans la montée de l'agressivité résultant de l'isolement social chronique.

Les premières recherches utilisant un modèle murin ont identifié le rôle du neuropeptide Tachykinin 2 (Tac2) en tant que neuromodulateur sous-cortical de la peur et de l'agressivité induites par l'isolement. Il a également été constaté que Tac2 était régulé positivement dans le cortex préfrontal médial (mPFC) après l'isolement social. Les recherches de Zelikowsky utilisent des perturbations spécifiques à un type de cellule chez des souris ayant connu l'isolement social. L’apprentissage automatique est utilisé pour identifier des groupes de comportements, qui sont mappés à l’activité cérébrale imagée. En comprenant comment l’isolement peut modifier le cerveau des mammifères, les futurs chercheurs pourront peut-être mieux comprendre les effets d’une privation sociale prolongée chez les humains.

Christine Constantinople, Ph.D.., Professeur adjoint, New York University Center for Neural Science, New York City, NY

Mécanismes d'inférence des circuits neuronaux

Le Dr Constantinople travaille avec un modèle de rat pour découvrir quelles parties du cerveau sont impliquées dans la déduction des choses sur le monde et comment les neurones en viennent à représenter les choses dans le monde, et les différences neurologiques entre prendre une décision cognitive dans un environnement incertain ou tomber retour à l'action habituelle. L'expérience consiste à attendre une récompense en eau connue, ou à «se retirer» dans l'espoir que la prochaine récompense offerte en vaille la peine.

En surveillant l'activité cérébrale dans plusieurs régions et dans des projections spécifiques pendant des périodes prévisibles et imprévisibles et les transitions entre elles, et en inactivant des régions cérébrales et des voies neuronales spécifiques dans différents essais, le Dr Constantine propose d'identifier les mécanismes impliqués dans l'inférence. Elle propose que différents processus soient impliqués lors du choix d'une action basée sur un modèle mental par rapport à des décisions sans modèle ; que différents noyaux thalamiques codent séparément les récompenses et l'histoire du rat ; et que le cortex orbitofrontal (OFC) intègre ces deux entrées qui se chevauchent mais distinctes pour déduire des états inconnus.

Bradley Dickerson, Ph.D.., Professeur adjoint, Princeton Neuroscience Institute, Princeton University, Princeton, NJ

Rétroaction proportionnelle-intégrale dans un 'gyroscope' biologique

Le système nerveux collecte et agit sur les informations entrantes en quelques millisecondes - parfois avec des réflexes câblés, parfois avec intention. Le Dr Dickerson propose de résoudre le niveau de contrôle des mouches des fruits sur certains assemblages musculaires des ailes grâce à une expérience qui étudie les organes mécanosensoriels spécialisés propres aux mouches connues sous le nom de halteres, qui agissent comme une sorte de gyroscope automatique.

Le Dr Dickerson propose que le haltere ait des mécanismes de contrôle séparés qui peuvent être recrutés pendant les perturbations pour offrir à la mouche un contrôle maximal. Dans le jargon de l'ingénierie des commandes, il pense que le haltere peut réagir à la fois à une rétroaction proportionnelle (la taille d'une perturbation) et intégrale (comment la perturbation change avec le temps) - une plus grande sophistication qu'on ne le croyait auparavant. À l'aide d'un microscope à épifluorescence, d'un microscope à deux photons au-dessus de la mouche pour surveiller l'activité cérébrale et d'une caméra en dessous pour suivre le mouvement des ailes, il suivra ce qui se passe dans les neurones et les muscles lorsque la mouche reçoit des stimuli visuels. Il espère créer un modèle de la façon dont les cerveaux, les neurones et les muscles communiquent qui peut faire progresser notre compréhension de la façon dont le mouvement est contrôlé.

Markita Landry, Ph. D.., Professeur adjoint, Université de Californie – Berkeley, Département de génie chimique et biomoléculaire, Berkely, CA

Éclairer la signalisation de l'ocytocine dans le cerveau avec des nanocapteurs fluorescents dans le proche infrarouge

Les travaux du Dr Landry comprennent la création de « sondes optiques » – de minuscules nanotubes de carbone avec un peptide lié à la surface qui devient fluorescent dans le proche infrarouge lorsqu'il est en présence d'ocytocine dans le cerveau. Cette fluorescence peut être détectée avec une grande précision sur une échelle de temps de la milliseconde, permettant aux chercheurs de voir exactement où et quand elle est présente dans un cerveau, et ainsi d'identifier dans quelles conditions la libération d'ocytocine pourrait être altérée (et donc traitable) dans l'humeur, le comportement et les relations sociales. troubles.

Fait important, ces nanotubes peuvent être introduits dans le tissu cérébral de manière externe ; la fluorescence n'est pas le résultat d'un codage génétique, elle peut donc être utilisée sur des animaux non modifiés. Parce qu'ils émettent de la lumière dans le proche infrarouge, il est possible que la lumière puisse être détectée à travers le crâne, ce qui permettrait une perturbation minimale des sujets. Avec ces capteurs comme outil, le Dr Landry espère contribuer à améliorer le diagnostic des troubles neurologiques et ainsi déstigmatiser et améliorer le traitement de bon nombre de ces affections.

Lauren Orefice, Ph.D., Hôpital général du Massachusetts / École de médecine de Harvard, Boston, MA

Développement, fonction et dysfonctionnement des systèmes somatosensoriels et viscérosensoriels dans les troubles du spectre autistique

On pense traditionnellement que les troubles du spectre autistique (TSA) sont causés uniquement par des anomalies du cerveau, mais dans ses recherches, le Dr Orefice a découvert que des altérations des neurones sensoriels périphériques contribuent au développement de symptômes de TSA chez la souris, y compris l'hypersensibilité au toucher. de la peau et des comportements sociaux modifiés. Ses recherches actuelles porteront sur la question de savoir si les neurones sensoriels périphériques des ganglions de la racine dorsale (DRG) qui détectent les stimuli dans le tractus gastro-intestinal sont également anormaux dans les modèles murins de TSA, et sur la compréhension de la façon dont les altérations du développement du circuit somatosensoriel dues au dysfonctionnement des neurones sensoriels périphériques entraînent modifications des circuits cérébraux connectés qui régulent ou modifient les comportements sociaux.

Enfin, le Dr Orefice se concentrera sur la traduction de ses découvertes d'études précliniques sur la souris pour comprendre les problèmes sensoriels associés aux TSA chez l'homme. Le Dr Orefice testera d'abord si les approches qui réduisent l'excitabilité des neurones sensoriels périphériques peuvent améliorer la surréactivité tactile et les problèmes gastro-intestinaux chez la souris. Elle tirera parti de ces découvertes chez la souris pour mieux comprendre la physiologie humaine à l'aide d'études de cellules cultivées prélevées sur des personnes atteintes de TSA.

Kanaka Rajan, Ph.D.., Professeur agrégé, Département de neurobiologie, Blavatnik Institute, Harvard Medical School ; Professeur, Kempner Institute for the Study of Natural and Artificial Intelligence, Harvard University

Modèles de réseaux neuronaux multi-échelles pour déduire des motifs fonctionnels dans le cerveau

Le Dr Rajan exploite la puissance des modèles basés sur l'IA pour créer des représentations meilleures et plus prédictives du cerveau. À l'aide de modèles de réseaux de neurones récurrents (RNN), le Dr Rajan a découvert que le fait de placer davantage de contraintes sur les modèles informatiques entraînait des résultats plus cohérents et des espaces de solutions plus petits et plus robustes. Elle s'est depuis tournée vers le développement de RNN multi-échelles où les contraintes sont des données neuronales, comportementales et anatomiques issues d'expériences réelles, et sont appliquées simultanément. Sa prochaine étape consistera à créer des RNN multi-échelles en utilisant ces données enregistrées à partir de plusieurs espèces bien étudiées en neurosciences - poisson zèbre larvaire, mouches des fruits et souris - pour créer des modèles.

En fin de compte, l'utilisation d'ensembles de données provenant de différentes espèces permettra au Dr Rajan d'identifier des «motifs fonctionnels» et de les utiliser pour découvrir des points communs et des divergences inattendus entre ces systèmes. Ces ensembles communs et discrets de neurones actifs qui sont liés à des comportements et des états similaires, quelle que soit l'espèce, nous aideront à déduire comment les cerveaux fonctionnent à un niveau fondamental. Avec les données disponibles, ces modèles peuvent exécuter de nombreux scénarios et identifier les changements de structure ou d'activité neuronale qui entraînent différents résultats comportementaux.

Weiwei Wang, Ph.D.., Professeur adjoint, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, TX

Comprendre la construction et la fonction des assemblages post-synaptiques glycinergiques

La façon dont les neurones communiquent entre eux est remarquablement complexe : les neurotransmetteurs sont transmis d'un neurone à l'autre à travers les synapses, signalant aux récepteurs synaptiques du neurone récepteur d'ouvrir et de former des canaux qui permettent aux ions de passer, et ainsi de transmettre un signal électrique. Cependant, si les synapses ne fonctionnent pas ou ne se forment pas, l'altération de ces signaux peut contribuer à des troubles neurologiques. Le Dr Wang cherche à élargir notre compréhension de ces synapses, de leur formation et de leur fonctionnement - en particulier, comment elles organisent les récepteurs synaptiques en grappes et pourquoi il est important que les récepteurs s'assemblent à des concentrations élevées - en étudiant en détail le glycinergique synapse.

Le Dr Wang utilisera la microscopie cryoélectronique pour identifier avec précision la structure moléculaire de chaque sous-type de synapse glycinergique qui n'a pas encore été résolue et ainsi identifier comment chacun fonctionne ; tester comment l'échafaudage sur lequel les récepteurs de la glycine se regroupent est formé à partir des protéines géphyrine, neuroligine-2 et collybistine ; et enfin tester les récepteurs purifiés sur une membrane artificielle, d'abord isolés, puis liés à l'échafaudage, puis liés à l'échafaudage dans un cluster pour voir comment la fonction change.

Lucas Cheadle, PhD, professeur adjoint, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY 

Découvrir la base moléculaire de la fonction microgliale dans le cerveau stimulé

Dans ses recherches, le Dr Cheadle étudie le développement des connexions neuronales visuelles à l'aide d'un modèle de souris dans lequel certaines souris sont élevées dans un environnement sans lumière pendant une étape cruciale du développement. Ses recherches antérieures montrent que la microglie « sculpte » essentiellement le système visuel, en éliminant les connexions synaptiques qui sont moins bénéfiques. En conséquence, l'ordre physique de cette partie du système neuronal est différent chez les souris élevées dans l'obscurité que celles élevées à la lumière. Dans ses travaux en cours, le Dr Cheadle cherchera à identifier au niveau moléculaire comment la microglie est stimulée par des facteurs externes (comme la lumière) et les mécanismes par lesquels elles sculptent ensuite les synapses.

La recherche propose plusieurs nouvelles approches, notamment l'utilisation de la technologie d'édition de gènes pour éliminer des gènes microgliaux spécifiques afin de définir leurs rôles dans le développement des circuits visuels, ainsi que la création d'une lignée transgénique de souris qui marque les cellules microgliales fonctionnellement actives dans le cerveau, les deux tactiques les plus souvent appliqué aux neurones que le Dr Cheadle adapte pour étudier la microglie pour la première fois.

Josie Clowney, Ph.D., professeur adjoint, Université du Michigan, Département de biologie moléculaire, cellulaire et développementale, Ann Arbor, MI

Un cadrage féministe de la stérilité : la masculinité comme suppression des programmes neuronaux féminins

De nombreuses recherches sur les différences entre les cerveaux masculins et féminins ont porté sur le comportement, comme la réalisation de rituels d'accouplement, mais on comprend moins bien comment les gènes qui régissent ces rituels sont réglés dans le cerveau. Le Dr Clowney émet l'hypothèse que le processus est un processus de soustraction. Ses études à ce jour utilisant un modèle de mouche des fruits suggèrent que le cerveau masculin pourrait résulter de la suppression des programmes neuronaux d'un « modèle de base » beaucoup plus proche du cerveau féminin, plutôt que de la création de nouveaux programmes.

La clé du processus est un facteur de transcription de la mouche des fruits appelé « Sans fruit », une protéine créée uniquement dans le cerveau des mouches des fruits mâles. Dans ses recherches, le Dr Clowney mènera des expériences en utilisant une variété de techniques pour observer le gain ou la perte de circuits et de comportements liés au sexe chez les animaux avec ou sans Fruitless.

Shaul Druckmann, PhD, professeur adjoint de neurobiologie et de psychiatrie et sciences du comportement, Stanford University, Stanford, CA

Comment le cerveau calcule-t-il à l'aide d'activités réparties entre les populations et les zones cérébrales ?

Après des décennies de recherche, nous avons encore une compréhension limitée de la façon dont le cerveau effectue des calculs dans toutes les régions. Cette question très fondamentale est au cœur des travaux du Dr Druckmann, qui profite de la portée et des détails croissants de l'enregistrement de l'activité cérébrale pour explorer ce qui se passe dans le cerveau entre le stimulus et la réponse, en particulier lorsque la réponse est retardée et la mémoire à court terme. est engagé.

Les données préliminaires montrent que l'activité est présente et change dans toutes les régions et dans différentes populations neuronales dans ces situations, et Druckmann vise à montrer que cette activité collective interagit à travers les zones du cerveau et les façons dont les interactions peuvent « réparer » les souvenirs nécessaires et l'intention de mouvement, même lorsque l'activité d'une seule région ou population peut être erronée. Un autre objectif du projet est d'élargir la façon dont les chercheurs travaillent ; son projet implique une collaboration intense avec plusieurs autres chercheurs, et il espère pouvoir explorer à la fois la science fondamentale et poursuivre les applications cliniques de ses découvertes.

Laura Lewis, PhD, professeur adjoint, Université de Boston, Département de génie biomédical, Boston, MA

Imagerie de la dynamique neuronale et des fluides dans le cerveau endormi

L'activité neuronale et la dynamique des fluides du liquide céphalo-rachidien (LCR) changent pendant le sommeil, avec des conséquences variées - les systèmes sensoriels passent de la conscience des stimuli externes à la réactivation de la mémoire, et le LCR circule dans le cerveau et élimine les protéines toxiques qui s'accumulent pendant heures de réveil. Curieusement, les deux processus sont étroitement corrélés. Dans ses recherches, la Dre Lewis étudiera le lien entre la dynamique des neurones et des fluides pendant le sommeil et le lien de chacune avec la santé du cerveau.

Pour ce faire, le Dr Lewis utilise des méthodes innovantes pour observer l'activité neuronale synchronisée et précise et le flux du LCR. Ses recherches exploreront d'abord comment ces ondes lentes sont activées dans le cerveau et quels réseaux neuronaux sont impliqués, en utilisant des stimuli auditifs qui peuvent améliorer les ondes lentes. Deuxièmement, elle examinera le lien entre ces ondes lentes et l'écoulement du LCR.

Ashok Litwin-Kumar, PhD, professeur adjoint, Département de neurosciences et Institut Zuckerman, Columbia University, New York, NY

Modèles de comportement adaptatif contraints par le connectome

Dans ses recherches, le Dr Litwin-Kumar vise à développer une méthodologie pour rapprocher les mondes du connectome (schémas de câblage des systèmes nerveux) et les modèles fonctionnels de comportement en développant des moyens d'identifier les structures pertinentes au sein d'un connectome qui peuvent contraindre les modèles comportementaux. – par exemple, en limitant les modèles pour qu'ils n'utilisent que les connexions synaptiques qui existent physiquement dans le connectome, plutôt que de faire des sauts physiquement impossibles entre les neurones.

Pour tester et affiner cette approche, le Dr Litwin-Kumar se concentre d'abord sur le connectome d'une partie du cerveau de la mouche des fruits. Dans cette partie du cerveau, les entrées sensorielles sont projetées pour produire des neurones, qui déclenchent des comportements tels que des réactions d'approche ou d'évitement. L'équipe cherchera à identifier efficacement la structure au sein du connectome qui reflète la façon dont l'information est relayée. Ensuite, ils testeront des modèles d'apprentissage en profondeur contraints par ces connexions pour voir avec quelle efficacité ils prédisent les réponses aux stimuli, par rapport aux modèles sans contraintes.

David Schneider, PhD, professeur adjoint, Université de New York, Center for Neural Science, New York, NY

Transformations de coordonnées dans le cortex de la souris

Les travaux du Dr Schneider se concentrent sur la façon dont le contrôle moteur et les régions sensorielles du cerveau fonctionnent ensemble de cette manière et viseront à découvrir comment le cerveau apprend et forme des souvenirs qui constituent la base de ce qui est attendu. Dans ses expériences, le Dr Schneider se concentre sur un conduit reliant une région de contrôle moteur à une région sensorielle auditive. Chaque fois qu'un mouvement est effectué, les deux régions communiquent d'une manière qui indique au système auditif de ne pas tenir compte du son créé par ce mouvement.

Ces expériences aideront à identifier le rôle de neurones spécifiques dans l'anticipation des réponses sensorielles, comment le contrôle moteur et les centres sensoriels du cerveau interagissent et comment les voies entre les régions motrices et sensorielles changent lorsqu'un nouveau son devient « attendu ». D'autres recherches bloqueront certaines voies dans le cerveau pour déterminer leur rôle dans les prédictions, et verront également comment le cerveau utilise les entrées visuelles pour aider à anticiper les sons auto-générés.

Swathi Yadlapalli, PhD, professeur adjoint, faculté de médecine de l'Université du Michigan, département de biologie cellulaire et du développement, Ann Arbor, MI

Mécanismes cellulaires contrôlant les rythmes circadiens

Les horloges circadiennes déterminent de nombreux rythmes de notre système biologique, comme lorsque nous dormons, nous réveillons, comment nous métabolisons et bien plus encore. Mais ce qui se passe exactement dans une cellule donnée pour créer ce rythme est mal compris. Des recherches biochimiques et génétiques antérieures avaient identifié des protéines cruciales qui sont des facteurs de transcription, positifs ou inhibiteurs, jouant un rôle dans les rythmes circadiens. Le Dr Yadlapalli a mis au point pour la première fois des méthodes innovantes de visualisation haute résolution à cellule unique de ces protéines et de leur interaction sur une période de 24 heures dans les cellules vivantes des mouches des fruits. Ces méthodes ont découvert le rôle de l'un des principaux facteurs de transcription inhibiteurs, appelé PER, qui se rassemble pour former des foyers uniformément répartis autour de l'enveloppe du noyau cellulaire et joue un rôle dans la modification de la localisation nucléaire des gènes de l'horloge au cours du cycle.

Dans une série d'expériences, le Dr Yadlapalli déterminera les mécanismes impliqués dans ce processus – comment les foyers se forment et où ils se localisent, et comment ils favorisent la répression des gènes régulés par l'horloge. Mieux comprendre le fonctionnement de ces processus cellulaires fondamentaux et puissants fournira un point de départ pour la recherche sur de nombreux troubles du sommeil et métaboliques et sur les maladies neurologiques.

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

Élucider les mécanismes fondamentaux de la signalisation intestinale chez C. elegans

On comprend peu de choses sur la façon dont l'intestin et le cerveau interagissent mécaniquement. La recherche du Dr Flavell s'appuiera sur les découvertes que son laboratoire a faites en étudiant C. elegans ver, dont le système nerveux simple et bien défini peut générer des comportements relativement complexes qui sont facilement étudiés en laboratoire. Le Dr Flavell et son équipe ont identifié un type spécifique de neurone entérique (neurones tapissant l'intestin) qui n'est actif C. elegans se nourrissent de bactéries. Ses expériences identifieront les signaux bactériens qui activent les neurones, examineront les rôles des autres neurones dans la signalisation intestinale et examineront comment la rétroaction du cerveau influence la détection des bactéries intestinales. Cette recherche pourrait ouvrir de nouvelles voies d'enquête sur le microbiome humain et comment il influence la santé et les maladies humaines, y compris les troubles neurologiques et psychiatriques.

Nuo Li, doctorat, Professeur adjoint de neurosciences, Baylor College of Medicine, Houston, TX

Calculs cérébelleux pendant la planification motrice

Le laboratoire du Dr Li a révélé que le cortex moteur latéral antérieur (ALM, une partie spécifique du cortex frontal de la souris) et le cervelet sont bloqués en boucle pendant que la souris planifie une action. On ne sait toujours pas exactement quelles informations sont transmises d'avant en arrière, mais elles sont distinctes du signal qui entraîne réellement les muscles. Si la connexion est interrompue, même pendant un instant lors de la planification, le mouvement sera incorrect.

Les expériences du Dr Li découvriront le rôle du cervelet dans la planification motrice et définiront les structures anatomiques qui le relient à l'ALM. Il cartographiera le cortex cérébelleux et découvrira quelles populations d'un type spécial de cellule utilisé dans le calcul cérébelleux, appelées cellules de Purkinje, sont activées par l'ALM dans la planification motrice, et quels signaux ils envoient d'avant en arrière lors de la planification. Un deuxième objectif explorera le type de calcul dans lequel le cervelet est engagé. Grâce à ce travail, le Dr Li en apprendra davantage sur ces processus cérébraux fondamentaux sophistiqués.

Lauren O'Connell, doctorat, Professeur adjoint de biologie, Stanford University, Stanford, CA

Base neuronale des engrammes parentaux dans le cerveau du nourrisson

Les travaux du Dr O'Connell aideront à identifier la façon dont les souvenirs se forment dans la petite enfance dans le cadre du processus de liaison, à retracer ces empreintes de mémoire pour identifier comment elles affectent la prise de décision future et à explorer l'impact neurologique de la liaison perturbée. Chez les grenouilles, O'Connell étudie, recevoir de la nourriture et des soins amène le têtard à imprimer sur le parent, ce qui affecte à son tour le futur choix de partenaire du têtard: il préférera les compagnons qui ressemblent à l'aidant.

O'Connell a identifié des marqueurs neuronaux qui sont enrichis en têtards qui mendient pour la nourriture qui sont analogues à ceux impliqués dans une gamme de problèmes neurologiques liés à l'apprentissage et au comportement social chez l'homme. Sa recherche explorera l'architecture neuronale impliquée dans la reconnaissance et la liaison du nourrisson avec les soignants, ainsi que l'activité cérébrale lors des choix de partenaire plus tard dans la vie, pour voir comment l'activité neuronale dans chaque processus est liée.

Zhaozhou Qiu, doctorat, Professeur adjoint de physiologie et de neurosciences, Université Johns Hopkins, Baltimore, MD

Découverte de l'identité moléculaire et de la fonction de nouveaux canaux de chlorure dans le système nerveux

À ce jour, de nombreuses recherches ont porté sur les canaux ioniques conduisant des ions chargés positivement, tels que le sodium, le potassium et le calcium. Cependant, la fonction des canaux ioniques permettant le passage du chlorure, l'ion chargé négativement le plus abondant, reste mal connue. En effectuant des tests de génomique à haut débit, le Dr Qiu et son équipe de recherche ont identifié deux nouvelles familles de canaux chlorure, activés respectivement par l'augmentation du volume cellulaire et le pH acide. Ses recherches visent à étudier la fonction neurologique de ces nouveaux canaux ioniques en mettant l'accent sur les interactions neurone-glie, la plasticité synaptique, l'apprentissage et la mémoire. Le Dr Qiu étendra cette approche à d'autres mystérieux canaux chlorés dans le cerveau. Ses recherches fourniront des informations clés sur la façon dont le chlorure est régulé dans le système nerveux.

Maria Antonietta Tosches, doctorat, Professeur adjoint, Columbia University, New York, NY

L'évolution des modules géniques et des motifs des circuits pour l'inhibition corticale

Les cerveaux modernes ont été façonnés par une longue histoire évolutive. Le Dr Tosches mène des recherches pour comprendre ces processus et découvrir quels systèmes neuronaux fondamentaux ont été conservés chez les animaux vertébrés séparés par des centaines de millions d'années d'évolution.

Le Dr Tosches explore l'histoire évolutive des neurones GABAergiques. Ses expériences précédentes ont trouvé que les neurones GABAergiques des reptiles et des mammifères sont génétiquement similaires, indiquant que ces types de neurones existaient déjà chez les ancêtres vertébrés; ils partagent également des modules géniques associés à des fonctions neuronales spécifiques dans les deux types de cerveaux. Dans les nouvelles recherches de Tosches, elle déterminera si ces mêmes types de neurones se trouvent dans le simple cerveau des salamandres. Ce travail introduira un tout nouveau modèle animal pour les neurosciences en circuit, ajoutant à notre compréhension du fonctionnement du cerveau à un niveau fondamental.

Daniel Wacker, doctorat, Professeur adjoint, Icahn School of Medicine à Mount Sinai, New York, NY

Accélérer la découverte de médicaments pour les troubles cognitifs grâce à des études structurelles d'un récepteur de sérotonine

Le Dr Wacker propose une nouvelle approche de la découverte de médicaments qui se concentre sur un récepteur de sérotonine spécifique connu sous le nom de 5-HT₇R (qui ne comporte pas les mêmes risques que l'activation du système dopaminergique comme le font de nombreux médicaments), en cartographiant soigneusement la structure de ce récepteur à l'échelle moléculaire et en recherchant des composés qui se lieront à ce récepteur d'une manière spécifique. Le Dr Wacker propose de mener une étude structurale du récepteur en utilisant la cristallographie aux rayons X sur des échantillons purifiés du récepteur. L'équipe de Wacker effectuera ensuite une recherche informatisée de centaines de millions de composés, en comparant leur structure 3D avec le modèle 3D du récepteur pour ceux les plus susceptibles de «s'adapter». Ce processus informatisé offre la possibilité de présélectionner essentiellement les médicaments en fonction de leur structure et d'accélérer leur développement.

Jayeeta Basu, Ph.D., Professeur assistant, Institut des neurosciences, École de médecine de l'Université de New York, New York, NY

Modulation Sensorielle Corticale De L'activité Hippocampique Et La Représentation Spatiale

Le Dr. Basu a pour objectif de cartographier les circuits impliqués entre le LEC et des neurones spécifiques de l'hippocampe. Son laboratoire enregistrera directement les signaux reçus par les dendrites minces des neurones lorsque les signaux LEC sont envoyés avec ou sans signaux MEC et à différentes puissances de signaux. Une deuxième série d’expériences sur des souris vérifiera l’hypothèse voulant que ces entrées LEC permettent de créer des souvenirs de lieu tout en apprenant - les signaux odorants inciteront les comportements à rechercher des récompenses à des endroits distincts. Les chercheurs verront comment l'activation ou la désactivation des signaux du CEL pendant l'apprentissage ou le rappel affecte l'activation des cellules du cerveau et le comportement d'apprentissage lui-même. Cette recherche pourrait être pertinente dans de futures études sur la maladie d'Alzheimer, le SSPT et d'autres affections dans lesquelles des «déclencheurs» contextuels et de la mémoire sont activés.

Juan Du, Ph.D., Professeur adjoint, programme de biologie structurale, Centre de cancérologie et de biologie cellulaire, Institut de recherche Van Andel, Grand Rapids, MI

Mécanisme de régulation des récepteurs thermosensibles dans le système nerveux

Le Dr Du mènera un projet en trois parties visant à dévoiler les secrets de la manière dont les informations sur la température sont reçues et traitées par le système neuronal. Elle examine trois récepteurs particuliers: un qui détecte les températures froides et froides à l’extérieur, un qui détecte la chaleur externe extrême et un qui détecte les températures élevées dans le cerveau (pour réguler la température corporelle). Elle identifiera d’abord les conditions de purification de ces récepteurs. ils peuvent être extraits et utilisés dans des expériences de laboratoire et fonctionnent toujours comme des récepteurs dans le corps.

Un deuxième objectif est de voir quelles structures sur les récepteurs sont activées par la température et de comprendre leur fonctionnement. Cela inclura également le développement de nouvelles thérapies pouvant se lier à ces structures et les réguler. Troisièmement, lorsque les structures seront comprises, des expériences de validation dans lesquelles les récepteurs seront mutés pour modifier ou supprimer la sensibilité à la température seront conduites, d'abord sur des cellules, puis sur des souris, pour voir comment les modifications des récepteurs sensibles à la température ont un impact sur le comportement.

Mark Harnett, Ph.D., Professeur adjoint, Sciences du cerveau et cognitives, Institut de technologie du Massachusetts, Cambridge, MA

Compartimentation Dendritique Perturbante Pour Évaluer Les Calculs Corticaux À Un Neurone

Le Dr Harnett examine les dendrites dans le système visuel avec des outils électriques et optiques précis, afin de mesurer la façon dont les signaux voyagent dans les branches des dendrites et de déterminer comment la modification des dendrites modifie le fonctionnement du neurone. Ces perturbations permettront au Dr Harnett de vérifier si l'inhibition des signaux sur une branche spécifique d'une dendrite modifie la façon dont le réseau neuronal répond à certains stimuli visuels. Apprendre qu'un seul neurone est essentiellement constitué de son propre réseau de processeurs de signaux plus petits changerait notre compréhension de la façon dont le cerveau calcule. Cela pourrait notamment affecter la manière dont l'intelligence artificielle, qui est modelée sur les réseaux de neurones, évoluera au cours des prochaines années.

Weizhe Hong, Ph.D., Professeur adjoint, départements de chimie biologique et de neurobiologie, Université de Californie à Los Angeles, Californie

Mécanismes De Circuit Neuronal Du Comportement Maternel

Les travaux du Dr Hong porteront en particulier sur le rôle d'une amygdale, région du cerveau conservée de manière évolutive, dans le contrôle du comportement parental. Alors que les souris femelles adoptent généralement un comportement de nidification très développé, les souris mâles ne montrent généralement pas de comportement parental tant que leurs propres enfants ne sont pas nés.

La recherche identifiera des populations neuronales spécifiques, définies au niveau moléculaire, qui assurent la médiation du comportement parental. La recherche comparera également les circuits neuronaux chez les hommes et les femmes pour comprendre comment l'activité neuronale de ces neurones régule le comportement parental. Cette recherche fournira des informations clés sur la base neurale d'un comportement social essentiel et sur les principes de base régissant les comportements dimorphes sexuels.

Rachel Roberts-Galbraith, Ph.D., Professeur adjoint, Département de biologie cellulaire, Université de Géorgie, Athènes, Géorgie

Régénération du système nerveux central chez les planariens

En étudiant le succès de la régénération neuronale dans le monde naturel, le Dr Roberts-Galbraith espère en apprendre plus sur le mécanisme de la régénération neurale et le rôle des différentes cellules. L’un des objectifs est d’étudier si les neurones peuvent détecter des lésions et se réparer eux-mêmes en envoyant des signaux qui déclenchent et dirigent la repousse. Le Dr Roberts-Galbraith émet l'hypothèse que les neurones ont une influence sur les cellules souches planariennes, qui sont recrutées pour régénérer des parties du système nerveux central (et d'autres parties du corps). Un contrôle précis des cellules souches est essentiel à la régénération, car les planariens remplacent fidèlement les tissus manquants et ne développent jamais de tumeurs.

Un autre objectif est d'examiner le rôle des cellules gliales, traditionnellement considérées comme le liant du système nerveux, mais qui possèdent clairement des rôles plus importants que ceux précédemment reconnus. Les cellules gliales constituent une grande partie du système nerveux des animaux et doivent être régénérées en même temps que les neurones. ils sont également susceptibles de moduler la régénération neuronale. L'espoir est que cette recherche permettra de mieux comprendre comment la régénération peut se produire dans les cas les plus réussis, et peut-être d'informer de nouvelles façons de penser à la régénération neurale chez l'homme.

Shigeki Watanabe, Ph.D., Professeur adjoint de biologie cellulaire et neurosciences, Université Johns Hopkins, Baltimore, MD

Perspectives Mécanistiques Sur Le Remodelage De La Membrane Au Synapses

Le Dr Watanabe utilisera une technique appelée microscopie électronique par gel et gel pour étudier ce processus. Les neurones seront stimulés par la lumière - le flash -, puis le processus sera stoppé avec une congélation haute pression à des intervalles de temps précis, en microsecondes après la stimulation. Les synapses congelées peuvent ensuite être visualisées au microscope électronique. En prenant une série d’images figées à différents intervalles de temps après la stimulation, le Dr Watanabe créera une visualisation étape par étape du processus et identifiera les protéines en cause et leur fonction. Cela permettra non seulement de mieux comprendre le fonctionnement des neurones, mais aura également des conséquences pour les maladies liées à une transmission neuronale défectueuse, telle que la maladie d'Alzheimer.

Eiman Azim, Ph.D., Professeur adjoint, Laboratoire de neurobiologie moléculaire,

Institut Salk pour les études biologiques, La Jolla, CA

Circuits rachidiens contrôlant le mouvement de la patte antérieure

Les mouvements habiles de nos bras, de nos mains et de nos doigts sont essentiels à nos interactions quotidiennes avec le monde, mais la science commence tout juste à comprendre comment des circuits neuronaux spécifiques contrôlent la précision, la vitesse et la fidélité de ces impressionnants comportements moteurs. Le laboratoire du Dr Azim à l'Institut Salk est à la pointe de ce domaine, déployant une approche multidisciplinaire visant à disséquer la diversité moléculaire, anatomique et fonctionnelle des voies motrices, un élément à la fois. S'appuyant sur les progrès récents en matière d'apprentissage automatique, de technologie de vision par ordinateur et d'outils de génétique moléculaire, le laboratoire Azim vise à développer des approches plus standardisées, non biaisées et à haut débit permettant de reconstituer les fondements neuraux du mouvement, en particulier les mouvements habiles, tels que la réalisation d'objectifs ciblés. et saisir. Ses découvertes pourraient aider à préciser comment une maladie ou une blessure perturbe l'exécution normale du mouvement, ouvrant ainsi la voie à un diagnostic et à un traitement améliorés.

Rudy Behnia, Ph.D., Professeur assistant de neurosciences, Institut de recherche sur le cerveau cérébral Mind University, Zuckerman, New York, NY

Neuromodulation Dépendant De L'état D'un Circuit Pour Motion Vision

Le Dr Behnia étudie les processus dynamiques consacrés à la vision, en explorant comment le système visuel du cerveau détermine les comportements et aide les animaux et les humains à survivre et à s'épanouir dans des environnements complexes regorgeant de stimuli sensoriels. À l'aide du système de modèle de mouche des fruits, le laboratoire de Behnia étudie la manière dont les animaux perçoivent leurs comportements et les adaptent à des environnements en mutation, grâce à diverses techniques complémentaires, notamment: in vivo enregistrements patch-clamp unicellulaires, imagerie d'activité à deux photons, paradigmes optogénétiques et comportementaux. Le travail financé par le Dr Behnia, dirigé par McKnight, visera notamment à déterminer comment des états internes tels que l’attention modifient la sensibilité du cerveau à certains stimuli. Cette recherche pourrait apporter un éclairage nouveau sur le rôle joué par les neuromodulateurs dans la modification du fonctionnement des circuits neuronaux. Cette recherche pourrait également révéler de nouvelles cibles pour des stratégies thérapeutiques pour des troubles tels que la dépression et le TDAH.

Felice Dunn, Ph.D., Professeur adjoint d'ophtalmologie à l'Université de Californie à San Francisco

L'établissement et la régulation de la vision de Rod and Cone

Les recherches de M. Dunn sont axées sur la façon dont l’information visuelle est analysée et traitée dans le circuit rétinien, une connaissance qui pourrait ouvrir de nouvelles voies pour restaurer la vision perdue. Alors que de nombreuses maladies de la rétine conduisant à une perte de vision ou à la cécité commencent par la dégénérescence des photorécepteurs, la manière dont la maladie progresse pour toucher les neurones postsynaptiques est encore largement inconnue. Dans son laboratoire, Dunn déploie une ablation transgénique de photorécepteurs à contrôle temporel, des enregistrements fonctionnels et une imagerie de cellules individuelles, ainsi que des méthodes d'édition de gènes pour étudier les cellules restantes de la rétine et ses synapses. Ses travaux aideront à découvrir comment le circuit restant modifie sa structure et son fonctionnement dans une rétine en dégénérescence, et pourraient aider à révéler des traitements potentiels pour arrêter ou prévenir la perte de vision.

John Tuthill, Ph.D., Professeur adjoint en physiologie et biophysique, Université de Washington, Seattle

Contrôle De Rétroaction Proprioceptive De La Locomotion Chez La Drosophile

La proprioception - la perception par le corps de son propre mouvement et de sa position - est essentielle au contrôle efficace du mouvement, mais on sait peu de choses sur la manière dont les circuits moteurs du cerveau intègrent cette rétroaction pour guider les mouvements futurs. Le laboratoire du Dr Tuthill s'efforce de révéler l'essence de l'apprentissage moteur dans le cerveau en étudiant comment les mouches des fruits qui marchent apprennent à éviter les obstacles et à naviguer dans des environnements imprévisibles, évaluant ainsi le rôle de la rétroaction sensorielle dans le contrôle moteur en manipulant de manière optogénétique l'activité du propriocepteur. Une compréhension plus approfondie du contrôle rétroactif proprioceptif pourrait transformer notre façon de comprendre et de traiter les troubles du mouvement.

Mingshan Xue, Ph.D., Professeur adjoint, Collège de médecine Baylor, Houston, TX

Fonction Et Mécanisme De Plasticité Synaptique Homéostatique D'entrée Spécifique In Vivo

En naviguant dans des environnements complexes et en changeant d'états internes, le cerveau en santé maintient un équilibre constant entre l'excitation et l'inhibition (souvent qualifié de rapport E / I) qui est remarquablement stable. Comment le cerveau maintient-il cet équilibre? Le laboratoire du Dr Xue explorera cette question en combinant des approches moléculaires, génétiques, électrophysiologiques, optogénétiques, d'imagerie et anatomiques afin de déterminer si la plasticité homéostatique régule les synapses d'une manière spécifique à l'input in vivo, maintenant ainsi les niveaux d'activité neuronale et les propriétés de réponse fonctionnelle. Une meilleure compréhension de la manière dont le cerveau normal gère les perturbations peut ouvrir la voie à des interventions visant à traiter les maladies neurologiques qui perturbent l'équilibre naturel du cerveau.

Martha Bagnall, Ph.D., Professeur adjoint de neuroscience, Université de Washington à St. Louis School of Medicine

Calculs sensoriels et moteurs sous-jacents au contrôle postural 

La posture est essentielle au fonctionnement normal, mais on sait peu de choses sur la façon dont le cerveau achemine avec succès les signaux sensoriels d'orientation, de mouvement et de gravité dans la moelle épinière afin de maintenir le corps «à l'endroit». Le laboratoire du Dr Bagnall étudie comment les animaux maintiennent leur posture en se concentrant. sur le système vestibulaire du poisson-zèbre, un organisme modèle avec une moelle épinière remarquablement similaire aux mammifères à membres. Au début du développement, la moelle épinière du poisson zèbre larvaire est transparente, offrant aux chercheurs un aperçu précieux des diverses populations de neurones activés au cours de différents types de mouvements. En apprenant plus sur la manière dont ces voies prémotrices distinctes sont recrutées au cours de comportements posturaux (permettant aux animaux de s'adapter aux changements de roulis et de tangage), les recherches de Bagnall pourraient révéler de nouvelles découvertes sur les connexions neuronales complexes qui régissent un comportement équivalent chez l'homme. Son travail pourrait également éclairer la mise au point de dispositifs pouvant aider les personnes à retrouver leur équilibre et leur posture et améliorer la vie de ceux dont l'équilibre a été altéré par une blessure ou une maladie.

Stephen Brohawn, Ph.D., Professeur assistant de neurobiologie, Helen Wills Neuroscience Institute, Université de Californie à Berkeley

Mécanismes de sensation de force biologique

Dr. Brohawn étudie le système électrique de la vie d'un point de vue moléculaire et biophysique, en cherchant avant tout à trouver la réponse à la question "Comment on se sent?  La capacité du système nerveux à détecter la force mécanique est l’un des fondements de l’audition et de l’équilibre, mais la science n’a pas encore révélé la machinerie protéique qui convertit les forces mécaniques en signaux électriques. Utilisant une gamme d'approches allant de la cristallographie aux rayons X à la microscopie cryo-électronique, le laboratoire de Brohawn adopte une approche «ascendante» à la question, capturant des instantanés de résolution atomique des protéines membranaires au repos et sous force. Comprendre le fonctionnement de l'audition et de l'équilibre au niveau moléculaire détaillé peut constituer un jour la base de nouveaux traitements visant à améliorer la vie des personnes ayant subi une perte de fonction auditive ou vestibulaire.

Mehrdad Jazayeri, Ph.D., Professeur assistant du Massachusetts Institute of Technology / McGovern Institute of Brain Research

Mécanismes thalamocorticaux de synchronisation motrice flexible

Matthew Pecot, Ph.D., Professeur adjoint, faculté de médecine de Harvard

Définir la logique de transcription sous-jacente à l'assemblage de réseaux neuronaux dans le système visuel de drosophile 

La précision avec laquelle les neurones forment des connexions synaptiques est fondamentale pour le comportement des animaux, mais la manière dont les neurones identifient les partenaires synaptiques corrects au sein de la complexité cellulaire stupéfiante du système nerveux n'est pas claire. Pour identifier les principes moléculaires sous-jacents à la spécificité synaptique, le laboratoire Pecot étudie la connectivité neuronale dans le système visuel de la mouche, qui comprend des types de neurones génétiquement accessibles avec des schémas connus de connectivité synaptique. Sur la base de leurs recherches, ils proposent que les partenaires synaptiques corrects expriment une protéine régulatrice principale commune qui contrôle l'expression de molécules qui déterminent leur connectivité synaptique. S'assurer que les neurones destinés à former des connexions expriment le même régulateur maître peut constituer une stratégie simple pour établir des connexions neuronales précises. Avec un nombre croissant de preuves identifiant les défauts de la connectivité neuronale en tant que facteur de la maladie neurologique, les recherches du Dr Pecot pourraient inspirer des stratégies thérapeutiques centrées sur le recâblage des circuits neuronaux endommagés chez les individus affectés.

Mark Andermann, Ph.D., Professeur adjoint de médecine, centre médical Beth Israel Deaconess, faculté de médecine de Harvard

Une voie de modulation de la faim des réponses de signaux alimentaires apprises dans le cortex insulaire

Les recherches du Dr Andermann portent sur la façon dont le cerveau remarque et agit sur les images relatives aux aliments, en particulier lorsqu'un individu a faim. Son travail est motivé par le besoin urgent de la société de développer des thérapies globales pour l'obésité. Les humains font attention aux choses que leur corps leur dit dont ils ont besoin. Une attention excessive portée aux signaux alimentaires, qui conduit à rechercher plus de nourriture que nécessaire, peut persister chez les personnes souffrant d'obésité ou de troubles de l'alimentation, même rassasiées. Le laboratoire d'Andermann a mis au point une méthode d'imagerie du calcium à deux photons via un périscope afin d'étudier des centaines de neurones dans un cerveau de souris. Il a également révélé que la réponse du cerveau aux images associées à la nourriture différait selon que la souris était affamée ou rassasiée. Le laboratoire Andermann collabore avec le laboratoire du Dr Brad Lowell - des experts des circuits cérébraux contrôlant la faim - afin d'étudier le cortex insulaire à la recherche de moyens de prévenir les fringales de mauvais aliments chez les sujets obèses.

John Cunningham, Ph.D., Professeur adjoint, Département de statistique, Université Columbia

La structure informatique des populations de neurones dans le cortex moteur

La principale mission de recherche de M. Cunningham consiste à faire progresser la compréhension scientifique de la base neurale de comportements complexes. Par exemple, une meilleure compréhension du rôle du cerveau dans la génération de mouvements volontaires peut potentiellement aider des millions de personnes présentant une déficience motrice due à une maladie ou à une blessure. Cunningham fait partie d'un groupe de statisticiens de petite taille mais en pleine croissance qui applique des techniques d'apprentissage statistique et automatique à la recherche en neurosciences. Il combine des aspects des mathématiques, des statistiques et de l'informatique pour extraire des informations significatives à partir d'ensembles de données volumineux générés lors d'expériences. Son objectif est de combler le fossé entre l'enregistrement de données et le profit scientifique, en cherchant à créer des outils d'analyse que lui-même et d'autres chercheurs peuvent exploiter. Des méthodes d'analyse capables de traiter les énormes données générées sont essentielles pour le terrain, d'autant plus que les chercheurs enregistrent des données toujours plus complexes.

Roozbeh Kiani, MD, Ph.D., Professeur assistant, Université de New York, Center for Neural Science

Des processus de décision hiérarchiques qui fonctionnent sur des échelles de temps distinctes sous-tendent les choix et les changements de stratégie

Le Dr. Kiani étudie comment le comportement adaptatif se produit dans la prise de décision. Les décisions sont guidées par les informations disponibles et les stratégies qui lient l'information à l'action. Suite à un mauvais résultat, il faut distinguer deux sources d'erreur potentielles - une stratégie erronée et une information médiocre - pour améliorer les performances futures. Ce processus dépend de l'interaction de plusieurs zones corticales et sous-corticales qui représentent collectivement des informations sensorielles, récupèrent des mémoires pertinentes et planifient et exécutent les actions souhaitées. Les recherches du Dr Kiani portent sur les mécanismes neuronaux qui implémentent ces processus, en particulier sur la manière dont les sources d’information sont intégrées, sur la manière dont les informations pertinentes sont sélectionnées et acheminées de manière flexible d’un cerveau à l’autre et sur la manière dont le processus de décision donne lieu à des croyances subjectives concernant résultats attendus. Ses recherches pourraient avoir des implications à long terme pour l'étude des troubles neurologiques qui perturbent les processus décisionnels tels que la schizophrénie, les troubles obsessionnels compulsifs et la maladie d'Alzheimer.

Abigail Person, Ph.D., Professeur adjoint de physiologie et de biophysique à l'Université du Colorado à Denver

Mécanismes de circuit de correction motrice cérébelleuse

Le mouvement est au cœur de tous les comportements, mais les centres de contrôle moteur du cerveau sont à peine compris. Les travaux du Dr Person explorent comment le cerveau rend les mouvements précis. Le laboratoire de Person s'intéresse particulièrement à une partie ancienne du cerveau appelée cervelet, qui demande en quoi ses signaux corrigent les commandes motrices en cours. Le cervelet a été particulièrement attrayant pour l'analyse de circuits car ses couches et ses types de cellules sont très bien définis. Cependant, ses structures de sortie, appelées les noyaux cérébelleux, violent cette règle et sont beaucoup plus hétérogènes et, par conséquent, beaucoup plus confuses. Utilisant une variété de techniques physiologiques, optogénétiques, anatomiques et comportementales, ses recherches visent à démêler le mélange de signaux dans les noyaux afin d’interpréter comment il contribue au contrôle moteur. Elle prévoit que ses recherches pourraient offrir aux cliniciens un aperçu des stratégies thérapeutiques pour les personnes atteintes d’une maladie cérébelleuse et pourraient éventuellement contribuer à la classe de technologies qui utilisent les signaux neuronaux pour contrôler les membres prosthétiques.

Susanne Ahmari, Université de Pittsburgh 
Identification des modifications du circuit neuronal sous-jacentes aux comportements liés aux TOC

Marlene Cohen, Université de Pittsburgh
Tests causaux et corrélatifs de l'hypothèse selon laquelle les mécanismes neuronaux sous-jacents à l'attention impliquent des interactions entre des zones corticales 

Daniel Dombeck, Université du nord-ouest
Dynamique fonctionnelle, organisation et plasticité des épines dendritiques à cellules en place 

Gaby Maimon, Université Rockefeller
Base neuronale pour l'initiation interne de l'action

Jessica Cardin, Université de Yale
Mécanismes de régulation corticale dépendante de l'état

Robert Froemke, NYU School of Medicine
Circuit Neuronal Et Plasticité Pour Le Contrôle Du Comportement Social Des Mammifères

Ryan Hibbs, UT Southwestern Medical Center
Structure et mécanisme des récepteurs neuronaux de l'acétylcholine

Takaki Komiyama, UC San Diego 
Plasticité du cortex moteur dans l'apprentissage moteur

Hillel Adesnik, Université de Californie, Berkeley
Explorer optiquement le fondement neuronal de la perception

Mark Churchland, Université de Columbia
Le substrat neural de l'initiation du mouvement volontaire

Elissa Hallem, Université de Californie - Los Angeles
Organisation fonctionnelle des circuits sensoriels chez C.Elegans

Dayu Lin - Centre médical NYU Langone
Le Mécanisme De Circuit De Modulation De L'agression Médiée Par Le Septum Latéral

Anne Churchland, Laboratoire de Cold Spring Harbor
Circuits neuronaux pour la prise de décision multisensorielle

Patrick Drew, Pennsylvania State University
Imagerie Couplage Neurovasculaire Chez L'animal Comportant

David Freedman, Université de Chicago
Mécanismes neuronaux de catégorisation visuelle et de prise de décision

Jonathan Pillow, Université du Texas à Austin
Déchiffrer les représentations corticales au niveau des pointes, des courants et des conductances

Adam Carter, Ph.D., L'Université de New York
Spécificité Synapse Dans Les Circuits Striataux

Sandeep Robert Datta, MD, Ph.D., École de médecine de Harvard
Mécanismes Neuronaux Sous-jacents Aux Comportements Sensibles

Fan Qing, Ph.D., Université de Columbia
Mécanisme Moléculaire De La Fonction Des Récepteurs GABA Métabotropiques

Winrich Freiwald, Ph.D., Université Rockefeller
De la reconnaissance des visages à la cognition sociale

Anatol C. Kreitzer, Ph.D., Instituts J. David Gladstone
Fonction Et Dysfonction Des Circuits Ganglionnaires Basaux In Vivo

Seok-Yong Lee, Ph.D., Centre médical universitaire de Duke
Structure et pharmacologie des capteurs de tension des canaux de sodium

Stavros Lomvardas, Ph.D., Université de Californie
Mécanismes moléculaires du choix des récepteurs olfactifs

Andreas S. Tolias, Ph.D., Collège de médecine Baylor
L'organisation fonctionnelle de la microcolonne corticale 

Diana Bautista, Ph.D., Université de Californie, Berkeley
Mécanismes moléculaires et cellulaires du toucher et de la douleur chez les mammifères

James Bisley, Ph.D., Université de Californie à Los Angeles
Le rôle du cortex pariétal postérieur dans l'orientation de l'attention et des mouvements oculaires

Nathaniel Daw, Ph.D., L'Université de New York
Prise de décision dans le cadre de tâches séquentielles structurées: combinaison d’approches computationnelles, comportementales et neuroscientifiques

Tatyana Sharpee, Ph.D., Institut Salk pour les études biologiques
Représentation discrète des formes visuelles dans le cerveau

Jeremy Dasen, Ph.D., École de médecine de l'Université de New York
Mécanismes de spécificité synaptique dans la moelle épinière des vertébrés

Wesley Grueber, Ph.D., Centre médical universitaire de Columbia
Modélisation de champs dendritiques par des repères attrayants et répulsifs

Greg Horwitz, Ph.D., Université de Washington
Contributions magnocellulaires au traitement de la couleur

Bence Olveczky, Ph.D., Université de Harvard
Organisation fonctionnelle des circuits neuronaux sous-jacents à l'apprentissage sensorimoteur

Bijan Pesaran, Ph.D., L'Université de New York
Décider où chercher et où atteindre 

Stephen A. Baccus, Ph.D., École de médecine de l'Université Stanford
Circuit Fonctionnel De Codage Neuronal Dans La Rétine

Karl A. Deisseroth, MD, Ph.D., École de médecine de l'Université Stanford
Interrogation optique rapide multicanaux de circuits neuronaux vivants

Gilbert Di Paolo, Ph.D., Centre médical universitaire de Columbia
Une Nouvelle Approche Pour La Modulation Induite Chimiquement Rapide Du Métabolisme De PIP2 Au Synapse

Maurice A. Smith, MD, Ph.D., Université de Harvard
Un modèle informatique des processus adaptatifs en interaction pour expliquer les propriétés de l'apprentissage moteur à court et à long terme

Rachel Wilson, Ph.D., École de médecine de Harvard
Les Bases Biophysiques Et Moléculaires De La Transmission Synaptique Centrale Chez La Drosophile 

Thomas Clandinin, Ph.D., École de médecine de l'Université Stanford
Comment les repères visuels saillants sont-ils capturés par les modifications de l'activité neuronale?

James DiCarlo, MD, Ph.D., Massachusetts Institute of Technology
Mécanismes Neuronaux Sous-jacents à La Reconnaissance D'objet Au Visualisation Naturelle

Florian Engert, Ph.D., Université de Harvard
La Base Neuronale De Comportement Induit Visuellement Chez Le Poisson Zèbre Larvaire

Tirin Moore, Ph.D., École de médecine de l'Université Stanford
Mécanismes d'attention visuospatiale et de mémoire de travail

Elke Stein, Ph.D., Université de Yale
Conversion De L'attraction De Netrin-1-médiée En Répulsion Par La Diaphonie Intracellulaire 

Athanossios Siapas, Ph.D., Institut de technologie de Californie
Interactions cortico-hippocampiques et formation de la mémoire

Nirao Shah, MD, Ph.D., Université de Californie, San Francisco
Représentation de comportements dimorphes sexuels dans le cerveau

Aravinthan Samuel, Ph.D., Université de Harvard
Une approche biophysique de la neuroscience comportementale des vers

Miriam Goodman, Ph.D., Université de Stanford
Comprendre le mécanisme de détection de force des neurones du récepteur tactile

Ricardo Dolmetsch, Ph.D., Université de Stanford
Analyse fonctionnelle du protéome des canaux calciques

Loren Frank, Ph.D., Université de Californie, San Francisco
Les corrélats neuronaux de l'apprentissage dans l'hippocampe - circuit cortical

Rachelle Gaudet, Ph.D., Université de Harvard
Études structurelles des canaux ioniques TRP à détection de température

Kang Shen, MD, Ph.D., Université de Stanford
Comprendre le code moléculaire de la spécificité de la cible dans la formation de Synapse

Michael Brainard, Ph.D. Université de Californie à San Francisco
Mécanismes Comportementaux Et Neuraux De La Plasticité Chez Les Chants D'Oiseaux Adultes

Joshua Gold, Ph.D. École de médecine de l'Université de Pennsylvanie
La base neurale des décisions qui lient de manière flexible la sensation et l'action

Jacqueline Gottlieb, Ph.D. Université Columbia
Substrats Neuronaux De La Vision Et De L'attention Dans Le Cortex Pariétal Postérieur De Singe

Kristin Scott, Ph.D. Université de Californie, Berkeley
Représentations du goût dans le cerveau de drosophile 

Aaron DiAntonio, MD, Ph.D., Université de Washington
Analyse génétique de la croissance synaptique

Marla Feller, Ph.D., Université de Californie, San Diego
Régulation Homéostatique De L'activité Spontanée Dans La Rétine Des Mammifères En Développement

Bharathi Jagadeesh, Ph.D., Université de Washington
Plasticité Des Neurones Sélectifs De Scène Et D'objet Dans Le Cortex Inférotemporal De Primat

Philip Sabes, Ph.D., Université de Californie, San Francisco
Mécanismes Neuronaux Et Principes Computationnels De L'adaptation Visuo-motrice Pour Atteindre

Daniel Feldman, Ph.D., Université de Californie, San Diego
Base synaptique de la plasticité des moustaches dans le cortex du tonneau

Kelsey Martin, MD, Ph.D., Université de Californie, Los Angeles
Communication entre le synapse et le noyau au cours d'une plasticité synaptique durable

Daniel Minor, Jr., Ph.D., Université de Californie, San Francisco
Etudes à haute résolution de la régulation des canaux ioniques

Leslie Vosshall, Ph.D., L'Université Rockefeller
La biologie moléculaire de la reconnaissance des odeurs chez la drosophile

John Assad, Ph.D., École de médecine de Harvard
Effets De La Mémoire À Long Et Court Terme Sur Le Codage Du Mouvement Visuel Dans Le Cortex Pariétal

Eduardo Chichilnisky, Ph.D., Institut Salk d'études biologiques
Perception Des Couleurs Et Des Mouvements: Signalisation Ensemble Par Types De Cellules Identifiées Dans La Rétine Primate

Frank Gertler, Ph.D., Massachusetts Institute of Technology
Rôle Des Protéines De Régulation Du Cytosquelette Dans La Croissance De L'axone Et Orientation

Richard Krauzlis, Ph.D., Institut Salk d'études biologiques
Coordination des mouvements oculaires volontaires par le colliculus supérieur

Jian Yang, Ph.D., Université de Columbia
La perméation des canaux potassiques et la sélection de portails étudiées avec de nouvelles mutations du squelette 

Michael Ehlers, MD, Ph.D., Centre médical universitaire de Duke
Régulation Moléculaire Des Récepteurs NMDA

Jennifer Raymond, Ph.D., École de médecine de l'Université Stanford
Analyse physiologique in vivo de mutations affectant l'apprentissage dépendant du cervelet

Fred Rieke, Ph.D., Université de Washington
Contrôle De Gain Et Sélectivité Des Caractéristiques Des Cellules Ganglionnaires Rétiniennes

Alexander Schier, Ph.D., École de médecine de l'Université de New York
Mécanismes de structuration du cerveau antérieur

Michael Weliky, Ph.D., Université de Rochester
Le rôle de l'activité neuronale corrélée dans le développement cortical visuel

Paul Garrity, Ph.D., Massachusetts Institute of Technology
Axon Ciblage Dans Le Système Visuel De Drosophila

Jennifer Groh, Ph.D., Collège de Dartmouth
Transformations de coordonnées neuronales

Phyllis Hanson, MD, Ph.D., École de médecine de l'Université de Washington
Le rôle des chaperons moléculaires dans la fonction présynaptique

Wendy Suzuki, Ph.D., L'Université de New York
Fonctions Spatiales Du Cortex Parahippocampique Macaque

Ulrike I. Gaul, Ph.D., L'Université Rockefeller
Aspects cellulaires et moléculaires de la guidance axonale dans un système simple in vivo

Liqun Luo, Ph.D., École de médecine de l'Université Stanford
Mécanismes Moléculaires Du Développement Des Dendrites: Études Des GTPases Rac Et Cdc42

Mark Mayford, Ph.D., Université de Californie, San Diego
Contrôle Génétique Régulé De La Plasticité Synaptique, L'apprentissage Et La Mémoire

Samuel L. Pfaff, Ph.D., Institut Salk d'études biologiques
Contrôle Moléculaire Du Ciblage Axon Neurone Moteur Vertébré

Paul W. Glimcher, Ph.D., L'Université de New York
Base neurobiologique de l'attention sélective

Ali Hemmati-Brivanlou, Ph.D., L'Université Rockefeller
Aspects moléculaires de la neurogenèse des vertébrés

Donald C. Lo, Ph.D., Centre médical universitaire de Duke
Régulation De La Plasticité Synaptique De La Neurotrophine

Tito A. Serafini, Ph.D., Université de Californie, Berkeley
Isolement et caractérisation de molécules ciblant un cône de croissance

Toshinori Hoshi, Ph.D., Université de l'Iowa
Mécanismes de déclenchement des canaux potassiques dépendant de la tension

Alex L. Kolodkin, Ph.D., L'école de médecine de l'Université Johns Hopkins
Mécanismes moléculaires de l'orientation du cône de croissance: fonction de la sémaphorine au cours du développement neurologique

Michael L. Nonet, Ph.D., École de médecine de l'Université de Washington
Analyse génétique du développement des jonctions neuromusculaires

Michael N. Shadlen, MD, Ph.D., Université de Washington
Intégration sensorielle et mémoire de travail

Rita J. Balice-Gordon, Ph.D., Université de Pennsylvanie
Mécanismes dépendants et indépendants de l'activité fondant la formation et le maintien de Synapse

Mark K. Bennett, Ph.D., Université de Californie, Berkeley
Régulation Des Machines D'amarrage Et De Fusion De Vésicule Synaptique Par Phosphorylation De Protéine

David S. Bredt, MD, Ph.D., Université de Californie, San Francisco
Fonctions Physiologiques De L'oxyde Nitrique Dans Les Neurones En Développement Et La Régénération

Richard D. Mooney, Ph.D., Centre médical universitaire de Duke
Mécanismes cellulaires de l'apprentissage et de la mémoire vocale aviaire

Ben Barres, MD, Ph.D., École de médecine de l'Université Stanford
Développement et fonction de Glia

Allison J. Doupe, MD, Ph.D., Université de Californie, San Francisco
Un circuit neuronal spécialisé dans l'apprentissage vocal chez les oiseaux chanteurs

Ehud Y. Isacoff, Ph.D., Université de Californie, Berkeley
Études moléculaires sur la phosphorylation du canal K + dans les neurones centraux des vertébrés

John J. Ngai, Ph.D., Université de Californie, Berkeley
Analyse de la topographie de neurones olfactifs spécifiques et codage de l'information olfactive

Ethan Bier, Ph.D., Université de Californie, San Diego
Génétique moléculaire de la neurogenèse

Linda D. Buck, Ph.D., École de médecine de Harvard
Identité Neuronale Et Codage De L'information Dans Le Système Olfactif Des Mammifères

Gian Garriga, Ph.D., Université de Californie, Berkeley
Interactions Cellulaires À La Croissance Des Axones De HSN De C. Elegans

Nipam H. Patel, Ph.D., Institution Carnegie de Washington
Le rôle de la groseille à la neurogenèse chez la drosophile

Daniel Y. Ts'o, Ph.D., L'Université Rockefeller
Imagerie optique des mécanismes neuronaux du comportement visuel

Hollis T. Cline, Ph.D., Université de l'Iowa Medical School
Régulation De La Croissance Neuronale Par Neurotransmetteur Et Protéine Kinases

Gilles J. Laurent, Ph.D., Institut de technologie de Californie
Compartimentation des neurones locaux dans les réseaux sensori-moteurs d'insectes

Ernest G. Peralta, Ph.D., Université de Harvard
Muscarinic Acetylcholine Receptor Signalisation Des Voies De Signalisation Dans Les Cellules Neuronales

Thomas L. Schwarz, Ph.D., École de médecine de l'Université Stanford
La Génétique De VAMP Et P65: Une Dissection De La Libération De L'émetteur Chez La Drosophile

John R. Carlson, Ph.D., École de médecine de l'Université de Yale
Organisation Moléculaire Du Système Olfactif De Drosophila

Michael E. Greenberg, Ph.D., École de médecine de Harvard
Stimulation Électrique De L'expression Génique Dans Les Neurones

David J. Julius, Ph.D., Université de Californie, San Francisco
Génétique Moléculaire De La Fonction Des Récepteurs De La Sérotonine

John D. Sweatt, Ph.D., Collège de médecine Baylor
Mécanismes moléculaires de la LTP dans la région CA1 de l'hippocampe de rat

Utpal Banerjee, Ph.D., Université de Californie, Los Angeles
Neurogénétique Du Développement Des Cellules R7 Chez Drosophila

Paul Forscher, Ph.D., École de médecine de l'Université de Yale
La transduction du signal à l'interface membrane neuronale-cytosquelettique

Michael D. Mauk, Ph.D., École de médecine de l'Université du Texas
Le rôle des protéines kinases dans la transmission synaptique et la plasticité

Barbara E. Ranscht, Ph.D., Fondation de recherche sur le cancer La Jolla
Analyse moléculaire des glycoprotéines de surface des cellules de poussin et leur rôle dans la croissance de la fibre nerveuse

Michael Bastiani, Ph.D., Université de l'Utah
WLes cônes de croissance font des choix face à l’adversité

Craig E. Jahr, Ph.D., Université de la santé et des sciences de l'Oregon
Mécanismes moléculaires de la transmission synaptique excitatrice

Christopher R. Kintner, Ph.D., Institut Salk d'études biologiques
Bases Moléculaires De L'induction Neurale Chez Les Embryons D'amphibiens

Lorna W. Role, Ph.D., Université Columbia Collège des médecins et chirurgiens
Modulation des récepteurs neuronaux de l'acétylcholine

Aaron P. Fox, Ph.D., Université de Chicago
Canaux De Calcium De L'hippocampe: Propriétés Biophysiques, Pharmacologiques Et Fonctionnelles

F. Rob Jackson, Ph.D., Fondation Worcester pour la biologie expérimentale
Base moléculaire des mécanismes de synchronisation endogènes

Dennis DM O'Leary, Ph.D., École de médecine de l'Université de Washington
Études sur le développement néocortical axées sur la différenciation spatiale

Patricia A. Walicke, MD, Ph.D., Université de Californie, San Diego
Neurones De L'hippocampe Et Facteur De Croissance Des Fibroblastes

Christine E. Holt, Ph.D., Université de Californie, San Diego
Recherche axonale dans l'embryon de vertébrés

Stephen J. Peroutka, MD, Ph.D., École de médecine de l'Université Stanford
Nouvelles interactions anxiolytiques avec les sous-types de récepteurs centraux de la sérotonine

Randall N. Pittman, Ph.D., École de médecine de l'Université de Pennsylvanie
Analyse Biochimique, Immunologique Et Vidéo De La Croissance Des Neurites

Sarah W. Bottjer, Ph.D., Université de Californie du Sud
Mécanismes neuronaux du développement vocal

S. Marc Breedlove, Ph.D., Université de Californie, Berkeley
Influences andogènes sur la spécificité des connexions neuronales

Jane Dodd, Ph.D., Université Columbia Collège des médecins et chirurgiens
Mécanismes Cellulaires De La Transduction Sensorielle Dans Les Neurones Afférents Cutanés

Paul E. Sawchenko, Ph.D., Institut Salk d'études biologiques
Plasticité Dépendant Des Stéroïdes Dans L'expression Des Neuropeptides

Ronald L. Davis, Ph.D., Collège de médecine Baylor
Gènes Du Système AMP cyclique Et La Mémoire Chez La Drosophile

Scott E. Fraser, Ph.D., Université de Californie, Irvine
Études théoriques et expérimentales sur la structure nerveuse et la compétition synaptique

Michael R. Lerner, MD, Ph.D., École de médecine de l'Université de Yale
Mémoire et Olfaction

Jonathan D. Victor, MD, Ph.D., Université de médecine de l'université de Cornell
Une analyse de réponse évoquée du traitement visuel central dans la santé et la maladie

Richard A. Andersen, Ph.D., Institut Salk d'études biologiques
Propriétés Visuelles-spatiales Des Neurones Sensibles À La Lumière Du Cortex Pariétal Postérieur Chez Les Singes

Clifford B. Saper, MD, Ph.D., École de médecine de l'Université de Washington
Organisation des systèmes corticaux d'excitation

Richard H. Scheller, Ph.D., École de médecine de l'Université Stanford
Investigations De La Fonction, De L'organisation Et De L'expression Régulée Des Gènes De Neuropeptides Dans L'aplysie

George R. Uhl, MD, Ph.D., Hôpital général du massachusetts
Systèmes De Neurotransmetteurs Liés à La Mémoire: Corrélation Clinicopathologique Et Régulation De L'expression De Gènes Spécifiques

Bradley E. Alger, Ph.D., École de médecine de l'Université du Maryland
Dépression De L'inhibition Peut Contribuer à La Potentialisation Dans Les Études Dans La Tranche De L'hippocampe De Rat

Ralph J. Greenspan, Ph.D., Université de Princeton
Études Génétiques Et Immunologiques Des Molécules De Surface Cellulaire Et Leur Rôle Dans Le Développement Neuronal Chez La Souris

Thomas M. Jessell, Ph.D., Université Columbia Collège des médecins et chirurgiens
Le rôle des neuropeptides dans la transmission sensorielle et la nociception

Peter J. Whitehouse, MD, Ph.D., L'école de médecine de l'Université Johns Hopkins
Les bases anatomiques / pathologiques des déficits de mémoire dans la démence

David G. Amaral, Ph.D., Institut Salk d'études biologiques
Études sur le développement et la connectivité de l'hippocampe

Robert J. Bloch, Ph.D., École de médecine de l'Université du Maryland
Macromolécules impliquées dans la formation de Synapse

Stanley M. Goldin, Ph.D., École de médecine de Harvard
Reconstitution, Purification Et Localisation Immuno-cytochimique Des Protéines De Transport Ionale Neuronale Du Cerveau De Mammifère

Lee L. Rubin, Ph.D., L'Université Rockefeller
Mécanismes De Régulation Dans La Formation De Synapse Nerf-Musculaire

Theodore W. Berger, Ph.D., Université de Pittsburgh
Structures Cérébrales Impliquées Dans L'amnésie Humaine: Étude Du Système Cortical Hippocampique-Subiculaire-Cingulaire

Thomas H. Brown, Ph.D., Institut de recherche de la ville de l'espoir
Analyse Quantale De La Potentiation Synaptique Dans Les Neurones De L'hippocampe

Steven J. Burden, Ph.D., École de médecine de Harvard
La Lamina Basale Synaptique Au Développement Et La Régénération Des Synapses Neuromusculaires

William A. Harris, Ph.D., Université de Californie, San Diego
Orientation Axonale Et Activité Impulsive En Développement

Robert P. Elde, Ph.D., Faculté de médecine de l'Université du Minnesota
Études immunohistochimiques des voies peptidergiques limbiques, cérébrales et hypothalmiques

Yuh-Nung Jan, Ph.D., École de médecine de Harvard
Études sur le potentiel lent utilisant des ganglions autonomes comme systèmes modèles

Eve Marder, Ph.D., Université Brandeis
Mécanismes De Neurotransmetteurs De Cellules Couplées Électriquement Dans Un Système Simple

Louis F. Reichardt, Ph.D., Université de Californie, San Francisco
Enquêtes génétiques sur la fonction nerveuse en culture

Linda M. Hall, Ph.D., Massachusetts Institute of Technology
Rôle des synapses cholinergiques dans l'apprentissage et la mémoire

Charles A. Marotta, MD, Ph.D., École de médecine de Harvard
Contrôle de la synthèse de la tubuline cérébrale au cours du développement

Urs S. Rutishauser, Ph.D., L'Université Rockefeller
Le rôle de l'adhérence cellule-cellule dans le développement des tissus neuronaux