수상자

에 후드 이사 코프, 버클리 캘리포니아 대학교 신경 과학과 교수, Evan Rauch 박사

더크 트래 너박사 Janice Cutler 뉴욕 대학교 화학과 겸임 교수

파킨슨 병의 모델에서 도파민 수용체의 광 활성화

도파민은 일반적으로 긍정적 인 감각을 일으키는 것과 관련이 있거나 중독에서의 역할로 유명합니다. 그러나 실제로, 도파민은 광범위한 역할을 수행하며, 뇌 세포에는 5 가지의 다른 유형의 도파민 수용체가 있으며, 이들 각각은 운동, 학습, 수면 등에 관한 많은 복잡한 다운 스트림 효과를 갖는다. 운동 장애 외에도 파킨슨 병은인지 장애이며 도파민 입력의 손실로 인해 발생합니다.

닥터 Isacoff와 Trauner는 파킨슨 병 환자에서 발견되는 수용 상실을 모방 한 뇌에서 도파민 수용체 활성화를 정확하게 제어하는 새로운 방법을 모색하고 있습니다. 실험실의 접근 방식은 합성 광 전환 가능 테더 리간드 (PTL)를 사용합니다. 본질적으로 도약에 의해 가죽 끈에 의해 앵커에 부착 된 도파민 모방 체는 특정 세포의 특정 도파민 수용체에만 부착됩니다. PTL은 뇌에 도입되고, 광 와이어는 PTL이있는 영역에 직접 광 펄스를 전달하며, 심부 뇌 자극에서 전기 자극을 전달하는 데 사용되는 설정과 유사합니다. 실험은 도파민 신호 전달이 중단 된 동물이 약리학 적 수정의 의도하지 않은 부작용없이 스위치의 플립으로 기능을 즉각적으로 정확하게 재 활성화하는 표적화 된 PTL 및 빛을 사용하여 움직임 제어를 회복 할 수 있는지 관찰 할 것이다.

이 연구는 Drs. Isacoff와 Trauner는 이러한 PTL을 개발 및 제공하는 프로세스를 완벽하게하고 그 효과를 입증 할 것입니다. 이는 파킨슨 병뿐만 아니라 잠재적으로 다른 뇌 질환에도 새로운 치료법을 제공 할 수 있습니다.

마젠 키르 벡샌프란시스코 대학교 통합 신경 과학 센터, 정신과 조교수, 박사

조나 찬샌프란시스코 캘리포니아 대학교 신경 과학 연구소 신경학과 교수

시스템 통합 및 원격 메모리 검색에서 새로운 Myelin 형성

마치 데이터를 저장 한 후 컴퓨터를 열고 전선이 더 두껍게 자르거나 근처의 회로로 확장 된 것을 발견 한 것처럼 뇌는 물리적으로 데이터를 가져 와서 저장합니다. 이 과정은 특히 신경 회로 내 및 사이의 통신 효율 증가에 중요한 역할을하는 축삭 (뉴런의 일부) 주위에 미엘린 시스 (myelin sheath)의 형성에서 발생하며, 이는 일부 기억의 리콜을 용이하게 할 수있다.

이해되지 않는 것은 이러한 외피가 다른 추억보다 일부 기억과 관련된 축삭 주위에서 형성되는지 여부입니다. Kheirbek 박사와 Chan 박사는 마우스 모델을 사용하여이 과정을 탐색하고 있으며, 두려운 경험에 의해 활성화 된 뉴런 앙상블의 축색 돌이 우선적으로 수초화되어 있는지, 본질적으로 외상성 기억을 기억하기 쉽게 만드는지 그리고이 과정이 어떻게 작동하고 가능한지 이해하려고 노력하고 있습니다 조작되다 예비 연구는 공포 조절이 미엘린 형성의 전구체 인 세포의 증가를 가져 왔고,이 과정은 공포 기억의 장기 통합에 관여한다는 것을 발견했다.

하나의 실험은 맥락 공포 조절 동안 어떤 세포가 활성화되는지를 태그하고 그 세포에서 골수 화를 관찰 할 것이다; 그런 다음 연구자들은 별도의 회로의 전기적 활동을 조작하여 추가 골수 화가 발생하는 원인을 결정할 것입니다. 새로운 미엘린 형성을 억제 한 마우스가 정상적인 미엘린 형성을 갖는 마우스와 동일한 공포 반응을 나타내는 지 추가의 실험이 관찰 될 것이다. 세 번째 실험은 오랜 시간 동안 고해상도 라이브 이미징으로 전체 프로세스를 관찰합니다. 이 연구는 외상 후 스트레스 장애, 외상 후 기억 및 공포 반응이 활성화되는 상황 또는 리콜이 방해되는 기억 장애와 같은 조건에 영향을 줄 수 있습니다.

타 노스 시아 파스캘리포니아 공과 대학 생물학 및 생물학 공학 전공, 신경 및 신경계 교수

전신 마취의 회로 역학 및인지 결과

전신 마취 (GA)는 깨어있는 환자에게는 불가능한 수술을 허용함으로써 의학에 도움이되었지만 GA가 뇌에 영향을 미치는 정확한 방법과 장기적인 영향은 잘 이해하지 못했습니다. 시아 파스 박사와 그의 팀은 일련의 실험에서 뇌에 대한 GA 효과에 대한 우리의 기본 지식을 확장하여 언젠가는 인간의 사용이 향상 될 수있는 GA의 기능과 응용에 대한 추가 연구의 문을 열었습니다.

시아 파스 박사는 다중 전극 기록을 사용하여 마취 중 뇌 활동을 모니터링하고 신경 데이터의 패턴을 감지하고 특성화하기 위해 기계 학습 접근 방식을 사용하는 것을 목표로합니다. 팀은 뇌의 상태를 정확히 파악하기 위해 정상 상태뿐만 아니라 GA에서 유도 및 출현하는 동안의 활동을 기록합니다. 이 연구는 환자가 때때로 일어나고 있지만 움직일 수없는 상황을 인식하여 심각한 외상을 유발할 수있는 상황 인 상호 작용 인식을 이해하고 예방하는 데 특히 유용 할 수 있습니다.

마지막 실험은 GA의 장기적인인지 영향을 살펴볼 것입니다. 많은 사람들이 마취 후 단기적인인지 영향을 경험하지만, 소수의 사람들은 장기간 또는 영구적 인인지 장애를 겪습니다. 이 팀은 GA 투여 (마우스에서 다시)를 조작 한 다음 학습 또는 인식의 결함을 테스트하고 이러한 결함과 관련된 뇌 활동을 기록합니다.

카르멘 웨스터 버그, Texas State University 심리학과 부교수

켄 팔러, 박사, 심리학 교수 및 노스 웨스턴 대학교 심리학과 예술 및 과학 학장 제임스 패 딜라 (James Padilla)

우수한 수면 생리학은 우수한 기억 기능에 기여합니까? 잊어 버리기에 대한 시사점

닥터 Westerberg와 Paller와 그들의 팀은 거의 잊을 수없는 사람들의 수면 생리학을 연구함으로써 잊어 버리는 과정에 대한 통찰력을 얻고 자합니다. “고도 우수한 자서전 기억”또는 HSAM이라고하는 이러한 개인은 지난 20 주일 전과 상관없이 일상 생활의 세부 사항을 똑같이 명확하게 기억할 수 있습니다. 이에 비해 대부분의 인간은 몇 주 동안 HSAM을 사용하는 사람과 동일한 양의 세부 사항을 기억할 수 있지만 그 이상은 특히 중요한 순간 만 기억합니다.

수면 생리학은 HSAM 환자와 그렇지 않은 환자 사이의 가능한 차이로 제안됩니다. 수면은 메모리 통합에 중요한 역할을하는 것으로 알려져 있으며 HSAM 및 수면 중 수면 중 뇌 활동에 대한 상세한 인간 연구는 느린 진동 (메모리 통합에 연결), 수면 스핀들 (또한 수면 스핀들)의 패턴을 기록, 비교 및 분석합니다. 통합에 연결되고 HSAM 개인에서 높은 수준으로 기록됨) 및 이들이 발생하는 방식.

두 번째 연구는 사용하기 쉬운 헤드 밴드를 사용하여 한 달 동안 집에서 수면 및 메모리 데이터를 모두 측정하여 여러 밤에 걸친 수면 생리학이 한 달 동안 발생한 사건에 대한 우수한 기억에 기여하는지 여부를 확인할 수 있습니다. 이전. 또한, 수면 중에 제시된 소리 신호로 자서전이 아닌 기억의 재 활성화를 안내함으로써,이 연구는 HSAM 개인의 향상된 수면 생리학이 자서전이 아닌 기억에 대한 기억을 향상시킬 수 있는지 여부를 밝혀내는 데 도움이 될 것입니다. 닥터 웨스터 버그 (Westerberg)와 팔러 (Paller)는 기억력이 매우 우수한 방법을 찾아 알츠하이머 병으로 고통받는 사람들과 같이 차선책으로 기억력이 약한 사람들의 패턴을 발견하고 상태를 이해하고 치료할 수있는 새로운 방법을 찾을 수 있기를 희망한다.

Denise Cai, Ph.D., 시에이 산 아이칸 의과 대학 신경 과학부 조교수

메모리 연결의 회로 메커니즘

카이 박사는 기억과 학습이 뇌에 기록되는 방식을 연구합니다. 시간 역학이 이러한 과정에 어떻게 영향을 미치는지에 특히 중점을 둡니다. 그녀의 연구는 기억의 순서와 타이밍이 어떻게 기억이 저장되고 연결되고 기억되는지에 영향을 미친다.

그녀의 연구는 외상 후 스트레스 장애 (Post-Traumatic Stress Disorder, PTSD)에 중요한 영향을 미치며, 1,500 만 명의 미국인에게 영향을주는 치명적인 질병이며, 퇴역 군인들 사이에서 높은 질병 유병률은 거의 20 %에 이릅니다. PTSD로 고통받는 사람들은 그들의 행동과 삶의 질에 극적인 영향을주는 외상 적 추억을 다시 경험합니다. 그녀의 연구를 바탕으로 카이 박사는 부정적인 또는 외상 적 경험이 기억이 연결될 수있는 시간의 창을 확장시킬 수 있다고 가설을 세웠습니다. 외상을 경험 한 사람의 두뇌에서, 그 두려움은 외상 적 사건이 발생하기 몇 시간 또는 며칠 전에 일어난 무관 한 추억으로 옮겨 질 수 있습니다.

이 이론을 시험하기 위해 Cai와 그녀의 공동 연구자는 마우스에서 신경 활동을 영상화하는 독특한 무선 Miniscope를 개발했습니다. Miniscope는 신경 활동이 실시간으로 기록되는 동안 그들의 우리에서 자유롭게 돌아 다니는 생쥐의 머리에 붙어 있습니다. 카이 박사는 추억이 소환 될 때 어떤 뉴런이 활성화되는지 관찰하고 기록 할 수 있으며 특정 뉴런을 비활성화하면 추억의 연결에 영향을 미치는지 테스트 할 수 있습니다. Miniscope 기술은 Cai 박사가 정상적인 기능 장애와 기능 장애가있는 메모리 연결을 이해하는 데 중요한 여러 경험을 통해 뇌 활동을 포착하고 분석 할 수있게합니다. 카이 박사는 그녀의 연구가 PTSD와 같은 장애에 대한 우리의 이해를 향상시키고 장애에 대한 새로운 치료법의 개발로 이어지기를 희망합니다.

Xin Jin, Ph.D., 부교수, 분자 생물학 연구소, 생물학 연구소

행동 학습을위한 선천적 인 패치 및 매트릭스 격실 해부

복잡하고 연속 된 행동에 대한 학습은 자전거 타기에서 전자 메일 암호 입력에 이르기까지 모든 인간 활동에 중요합니다. 진 박사와 Salk의 팀은 뇌가 어떻게이 "운동 기억"을 배우고, 저장하고 회상하는지 탐색하고 있습니다. 또한 "운동 기억"에서 수집 한 지식이 신체 활동으로 어떻게 변환되는지 연구합니다. 예를 들어, 뇌가 광범위한 행동을 위해 의식적인 방향을 제공 할 때 정확한 동작의 전체 시퀀스를 자동으로 수행하는 팔 / 계약 손가락 / 팔꿈치 / 굽힘 손목을 자동으로 수행합니다 (농구 촬영).

진 박사의 연구는 학습, 동기 부여 및 의사 결정과 관련된 뇌의 일부인 기저핵에 초점을 맞추고 있습니다. 특히 진 박사는 복잡한 행동을 배우고 실행하는 동안 신경 활동이 발생하는 기초 신경절과 경로의 줄무늬 패치와 매트릭스 구획의 역할과 활동을 이해하려고합니다.

이 연구를 수행하기 위해 진 박사는 식량 보상을 받기 위해 레버를 밀기 만하면되는 단순한 순서를 배울 수있는 생쥐와 협력하고 있습니다. 시퀀스의 디자인은 Jin 박사의 통찰력을 통해 행동 시퀀스가 시작되는 방법과 두뇌가 행동 변화를 지시 한 다음 시퀀스를 중지시키는 방법을 제공합니다. 고급 광학 기술을 사용하여 패치 및 매트릭스 구획의 신경 활동을 관찰하고 조작하여 이러한 구획 및 경로가 순차적 행동의 학습 및 실행에 미치는 영향을 파악합니다. 진 박사 팀 연구팀은 파킨슨 병, 헌팅턴 병, 강박 장애 등의 신경 질환에 대한 치료법이나 치료법을 개발할 수 있습니다.

Ilya Monosov, Ph.D., 세인트 루이스의 워싱턴 대학교 의과 대학 신경 과학 조교수

불확실성 하에서 탐색하는 정보의 연결 메커니즘

인간과 다른 동물들은 종종 자신의 미래가 무엇을 가지고 있는지를 알기 위해 강한 동기를 부여 받는다. 그러나 보상이 행동을 동기 부여하는 방법에 대해 많이 알려져 있지만 정보 탐색의 연결 메커니즘, 미래에 대한 불확실성을 줄이기위한 동기, 뇌 프로세스가 어떤 역할을하는지, 어떻게 행동에 영향을 미치는지에 대해서는 거의 알려져 있지 않습니다.

미래에 대한 불확실성을 제거하거나 줄이는 것은 의사 결정의 중요한 부분입니다. 데이터를 수집하고 평가함으로써 사람과 동물은보다 긍정적 인 결과 또는 부정적인 결과의 감소를 가져 오는 선택을 할 수 있습니다. 결과적으로 불확실성을 줄이는 데 도움이되는 정보는 그 자체로 가치가 있습니다.

Monosov 연구실은 불확실성에 직면했을 때 의사 결정의 연결 메커니즘을 탐구 할 것이며, 특히 뇌가 어떻게 정보를 얻는지를 예측하고 정보에 가치를 부여함으로써 불확실성을 줄이기위한 우리의 노력을 통제 할 것입니다. 이 프로젝트는 미래의 정보에 할당 된 가치에 영향을 미치는 요소 (결과의 성격이나 불확실성의 정도와 같은 요소)와 이러한 지식을 얻기위한 조치를 취하는 데 관련된 신경 프로세스를 밝히기 위해 고안되었습니다. 이 연구는 도박 중독 (피험자가 증거를 가지고 과도한 위험을 감수하는 경우)이나 과도한 불안 (피험자가 최소한의 위험을 감수하지 않는 경우)과 같은 부적당 한 의사 결정과 관련된 다양한 조건을 치료하는 데 도움이 될 수 있습니다 ).

엘리자베스 버팔로 (Elizabeth Buffalo) 박사, 워싱턴 대학교 의과 대학 생리학 및 생물 물리학과 교수; 워싱턴 국립 영장류 연구소의 신경 과학 부서장

영장류 해마 형성에서 기억과인지의 신경 역학

Buffalo 박사 팀은 인간이 아닌 영장류의 신경 활동 변화가 학습하고 기억하는 능력과 어떻게 관련되어 있는지 연구함으로써 기억과인지를 유도하는 메커니즘을 조사합니다. 이 프로젝트에서 버팔로 랩 (Buffalo Lab)의 연구원은 원숭이 원숭이가 조만간 가상 게임 환경을 탐색 할 때 조이스틱을 사용하도록 훈련 시켰으며 내측 측두엽의 깊은 뇌 활동을 기록하고 분석했습니다. 목표는 영장류 해마 형성에서 뉴런의 앙상블이 기억 형성을 어떻게지지하는지, 그리고 설치류에서 육성 된 네트워크 조직의 이론이 영장류에 적용 가능한지 더 잘 이해하는 것입니다. 그녀의 연구 결과는이 구조에 손상이 정보를 저장하고 검색하는 뇌의 능력을 손상시킬 수 있다는 것을 새롭게 밝혀 주었고 측두엽 간질, 우울증, 정신 분열증 및 알츠하이머 병에 시달리는 개인에게 새로운 치료법을 제시했습니다.

Mauricio R. Delgado, Ph.D., Rutgers University 심리학 부교수

긍정적 감정 집중 전략을 통한 부정적인 자서전 추억의 규제

사회적이고 감정적 인 신경 과학을위한 Delgado 연구소는 학습과 의사 결정 과정에서 인간의 뇌에서 감정과인지의 상호 작용을 탐구합니다. 긍정적 인 추억의 소환이 신경 보상 시스템을 모집하고 코티솔 반응을 억제 할 수 있다는 것을 보여주는 Delgado 박사의 이전 연구를 활용하여 그와 그의 연구팀은 이제 음성 기억의 긍정적 측면에 초점을 두어 기억이 어떻게 기억되는지를 조사 할 수 있는지 조사 할 것입니다. 다음에 메모리가 검색되는 것을 유도하는 느낌을 변경하십시오. 이를 위해 연구자들은 부정적인 자서전 적 기억의 조절과 관련된 신경 메커니즘을 특성화하기 위해 행동 및 fMRI 분석을 사용하여 시간이 지남에 따라 부정적인 기억을 회상하도록 연구 참가자에게 요청할 것입니다. 이러한 결과는 정신 건강과 기분 장애를 가진 사람들의 삶의 질을 향상시키기위한 새로운 도구와 치료 전략으로 이어질 수 있습니다.

Bruce E. Herring, Ph.D., 남부 캘리포니아 대학 문학 예술 대학의 생물 과학부 신경 생물학과 조교수

자폐증 스펙트럼 장애에서의 시냅스 장애의 이해

Herring 박사와 그의 팀은 최근 자폐증 스펙트럼 장애의 발병을위한 잠재적 인 "핫스팟"을 제로로 설정하여 뇌 간의 연결 강도 또는 약화를 유도하는 단백질을 담당하는 TRIO 유전자에 클러스터 된 8 개의 자폐증 관련 돌연변이를 발견했습니다 세포. Herring Lab의 연구자들은 뇌 발달에 중요한 초기 기간 동안 TRIO 기능의 중단이 ASD 발달에 기여하는 뇌 세포 간의 연결을 방해하는지 여부를 결정하기위한 동물 모델로서 조작 된 마우스를 배치 할 것이다. Herring 박사의 연구는 ASD 위험 유전자에 대한 유망한 수렴 지점에 대해 더 많이 배우면서 시냅스 기능 장애가인지 질환에 어떻게 기여하는지에 대한 새로운 시각을 제시하는 자폐증의 기본 메커니즘에 관한 새로운 이론의 개발을 도울 수 있습니다.

Donna J. Calu, Ph.D., 메릴랜드 대학의 해부학 및 신경 생물학과 조교수

Amygdala 회로에서주의 신호의 개별적인 차이

Calu 박사의 연구는 마약 중독에 대한 개별적인 취약성을 이해하려는 욕구에 의해 주도되며 약물 중독의 부정적인 결과에 직면하더라도 중독자가 약물을 찾고 복용하도록 강요합니다. 일반적으로 인간은 결과 값이 갑자기 예상보다 좋거나 나쁘게 나올 때 행동을 수정하지만 상황이 악화 될 때 행동을 수정하는 능력은 중독 된 개인에서 손상됩니다. 중독성 취약한 표현형을 더 잘 이해하기 위해서는 학대 약물에 노출되기 전에 개인이 어떻게 다른지를 이해하는 것이 중요합니다. Calu 박사의 실험실에서는 동물 모델을 사용하여 쥐의 간판 추적 및 목표 추적 개인적인 차이의 기초가되는 뇌 메커니즘을 연구합니다. 간판 추적자는 식품 및 약물 관련 단서에 의해 촉발 된 동기 유발을 높이고 목표 추적자는 단서를 사용하여 결과의 현재 가치에 따라 유연한 대응을 유도합니다. Calu 박사는 개인 편도체 뉴런의 실시간 활동을 기록하여 사인 및 목표 추적자가 보상에 대한 기대치를 위반하는 작업을 수행 할 때 화재를 검사합니다. 그녀는 또한 부정적인 결과에도 불구하고 신호에 대한 주의력을 높이기 위해 편도선 경로의 역할을 검사하도록 뉴런을 선택적으로 억제하고있다. Calu 박사는 중독에 대한 개인의 취약성을 이해하고 중독을 예방하는 것과 관련하여 팀의 조사 결과를 고려할 것입니다.

Fred H. Gage, Ph.D., 교수, 생물학 연구를위한 Salk 연구소, Matthew Shtrahman, MD, Ph.D., 캘리포니아 대학 샌디에이고 조교수

Deep In Vivo 2 광자 Ca2 + 영상을 사용하여 시간 패턴 분리 연구

Drs. Gage와 Shtrahman은 비슷한 경험을 어떻게 해마가 구별하여 이산 기억 (discrete separation memory)을 형성 하는지를 연구하고있다. 특히 그들은 해마가 기억 형성 중에 시간에 따라 변화하는 동적 인 감각 정보를 어떻게 처리하는지 조사하고 있습니다. 연구진은 치아 이랑 (패턴 분리에 중요하다고 생각되는 해마 내의 한 영역과 평생 동안 새로운 뉴런을 생성하는 포유 동물의 뇌 내의 두 영역 중 하나 인 영역)에 초점을 맞출 것이다. Gage와 Shtrahman은이 중요한 뇌 기능을 더 잘 이해하기 위해이 두뇌 영역에서 신생아 뉴런의 활동을 조사하기 위해 2 광자 칼슘 이미징을 사용할 것입니다. 이러한 메커니즘을 이해하면 나이와 함께 우리의 학습 능력과 기억력이 감소하는 이유와 해마 질병이 알츠하이머 병 및 정신 분열증과 같은 질환에서 중대한 기억 장애를 초래하는 방법에 대한 중요한 통찰력이 제공 될 것입니다.

Gabriel Kreiman, Ph.D., 하버드 의과 대학 보스턴 어린이 병원 안과 및 신경 과학 부교수

인간 두뇌의 일시적인 기억 형성의 기초가되는 행동, 생리학 및 전산 기전

Kreiman과 그의 팀은 개인에게 영화 클립을 보여주고 그들이 볼 때 기억할 수있는 것을 결정함으로써, 일시적인 추억이 어떻게 만들어 지는지 이해하려고 노력합니다. 에피소드 기억은 "우리 삶의 본질적인 구조를 구성합니다."그는 개인에게 일어나는 모든 일을 포괄하며 궁극적으로 우리가 누구인지에 대한 기초를 형성한다고 말합니다. 에피소드 메모리는 실제 상황에서 추적하기에는 너무 복잡하기 때문에 Kreiman은 영화를 프록시로 사용합니다. 사람들은 현실 세계 에서처럼 캐릭터와 감정적 인 관계를 맺기 때문에. Kreiman과 그의 팀은 어떤 영화 콘텐츠가 피사체에 기억 될 것인가와 추측 할 수 없는지를 예측하는 전산 모델을 잊어 버리거나 잊어 버리는 행동 필터링 메커니즘을 양적으로 연구하고 있습니다. Kreiman은 UCLA의 Itzhak Fried 박사와 협력 중이며, 간질 환자를 대상으로 한 연구는 일리있는 기억 형성 중에 해마에서의 신경성 스파이크 활동을 연구 할 수있는 기회를 제공합니다. 그들의 연구는 기억 형성에 영향을 미치는인지 장애가 현재까지 마약, 행동 요법 또는 다른 접근법으로 치료할 수없는 치명적인 결과를 초래한다는 점에서 중요합니다.

Boris Zemelman, Ph.D., 신경 과학 조교수, Daniel Johnston, Ph.D., 신경 과학 교수 겸 오스틴 텍사스 대학교 학습 및 기억 센터 소장

연약 X 증후군의 전두엽 기능 부전

Austin Center for Learning and Memory 연구원 Daniel Johnston과 Boris Zemelman은 Fragile X Syndrome (FXS)에서 전두엽 피질 (PFC)의 역할에 대해 연구했습니다. FXS는 유전자 돌연변이를 일으킨다. fmr1 그리고 FMRP라고 불리는 단백질의 손실은 신경 기능을 방해합니다. FXS는 지적 장애와 가장 흔한 자폐증의 가장 흔한 유전 적 형태입니다. 마우스 모델을 사용하여 fmr1 유전자가 삭제 된 Johnston 연구소는 추적 눈 깜박임 조절이라는 간단한 작업 기억과 같은 행동을 연구 해왔다. 비 연속적인 공기 퍼프와 함께 시각적 신호를 연결하면 눈꺼풀을 미리 닫을 수있다. 흥미롭게도, fmr1 유전자와 단백질 FMRP는이 일을 배울 수 없다. 이 프로젝트에서 수사관은 Zemelman이 설계 한 바이러스를 사용하여 PFC의 특정 뉴런에서 FMRP를 제거하거나 대체 한 다음 동물의 행동, 연결 단백질의 보완 및 선택된 PFC 세포의 발화 패턴을 검사합니다. 장기적으로, 그들의 연구는 치료 중재를위한 최적의 세포 표적을 결정함으로써 FXS와 자폐증에 대한 임상 적 접근에 대한 약속을 지킵니다.

David J. Foster, Ph.D., Johns Hopkins University 의과 대학 신경 과학 부교수

학습과 기억에서의 hippocampal place-cell sequences의 이중 역할

데이비드 포스터 (David Foster)와 그의 팀은 기억에 관한 근본적인 질문과 해마가 과거 우리가 한 일에 의존하는 미래의 행동을 계획 할 때 어떻게 기능 하는지를 모색하고 있습니다. 해마의 동일한 신경 세포가 우리가 전에 있었던 육체적 인 장소에 마주 칠 때 신호를 보내는 것으로 알려져 있지만, 이것은 아직 해마 세포가 기억과 관련이 있다는 것을 설명하지 못합니다. 포스터 팀은 쥐와 생쥐가 정신적 인 시간 이동이나 해마의 일회성 기억을 사실상 매핑하는 실제 공간을 이동할 것으로 예상 할 때 방출되는 발사 패턴의 순서에 관심이 있습니다. 포스터 (Foster)와 그의 팀은 뇌의 염기 서열을 파괴하고 예상되는 행동을 바꾸려고 할 때 어떤 일이 일어나는지를 결정할 것입니다. Hippocampal 역기능과 기억 장애는 많은 뇌 질환과 심지어는 일반적인 노화에서 핵심적인 특징이며, 일시적인 기억의 신경 기초에 대한 우리의 이해를 넓힐 필요가 있음을 강조합니다.

Ueli Rutishauser, Ph.D., 시더 스 - 시나이 의료 센터 신경 외과 조교수; 캘리포니아 공과 대학교 방문 준회원 (공동 임명)
Adam Mamelak, MD, 시더 스 - 시나이 의료 센터 신경 외과 교수

해마 쎄타 리듬에 의한 인간의 기억에서의 신경 활동의 조정

Drs. 루티슈 하우어 (Rutishauser)와 마 멜락 (Mamelak)의 임상의와 연구자로 구성된 팀은 새로운 추억을 만들어 내고 기억할 때 인간의 뇌 세포가하는 일을 해독합니다. 신경 외과 수술의 일환으로 뇌에 이식 된 전극이있는 환자와 함께 작업합니다. 환자가 치료를받는 동안 연구팀은 기억 테스트를 시행하고 새로운 추억을 형성하는 데 필요한 뇌 구조 인 해마에있는 개별 뉴런의 활동을 기록합니다. 이 기술을 사용하여 연구팀은 뇌의 리듬에 의해 어떻게 신경 활동이 조정되고 그러한 조정이 새로운 추억의 형성을 허용 하는지를 조사하고 있습니다. 결핍 된 신경 조정은 기억 장애의 핵심 원인으로 생각됩니다. 따라서 인간의 두뇌가 새로운 기억을 형성하는 방법을 연구하고 세타 진동이 다양한 기능 유형의 뉴런 사이에서 활동을 조정하는 방식을 구체적으로 분석하면 의학 및 자극 요법이 기억 기능을 회복시키는 데 어떻게 도움이되는지 더 잘 이해할 수 있습니다.

Daphna Shohamy, Ph.D., 부교수 심리학과 Zuckerman 마음, 뇌, 행동 연구소, 컬럼비아 대학

에피소드 메모리가 의사 결정을 안내하는 방법 : 신경 메커니즘 및 기억 상실에 대한 영향

Shohamy 박사는 우리가 결정을 내릴 때 추억이 어떻게 사용되는지 연구하고 있습니다. 점심 식사 주문과 같은 가장 단순한 결정조차도 과거의 경험에 대한 기억에 의존합니다. 결정을 유도하기 위해 기억이 사용되는 두뇌 과정을 이해하기 위해 Shohamy 박사 팀은 두 가지 접근 방식을 결합합니다. 그들은 건강한 사람들이 일련의 간단한 결정을 내리는 동안 fMRI를 사용하여 뇌 활동을 검사하고 뇌의 기억 영역이 의사 결정 과정에 미치는 영향을 조사 할 것입니다. 또한 건강한 사람들의 의사 결정과 심각한 기억 상실을 가진 환자를 비교할 것입니다. Shohamy 박사는 신경 생물학자인 Michael Shadlen 박사와 협력하여 뉴런이 간단한 지각 적 결정을 내리는 증거를 축적하는 방법을 연구합니다. 그들의 연구는 뇌가 어떻게 기억을 되 돌리는 지, 그리고 어떻게 결정을 내릴 수있는 증거를 축적하는지에 대한 두 가지 다른 연구 기관을 제공합니다. 이 연구의 장기 목표는 기억 상실이 일상적인 의사 결정에 미치는 영향을 이해하고이 문제를 해결하는 중재를 만드는 방법으로 기억 상실 환자의 삶의 질을 향상시키는 것입니다.

Kimberley Tolias, Ph.D., 부교수 Baylor College of Medicine
Andreas Tolias, Ph.D., 부교수 Baylor College of Medicine

단일 시냅스 해상도에서 전체 메모리 트레이스 연구

우리 두뇌의 뉴런은 시냅스 연결을 통해 서로 통신하며, 학습시 강해지거나 약해진다. 그러나 뇌의 시냅스 수십 조의 작은 부분 만이 하나의 기억을 형성하는데 참여합니다. Dr. Kimberley Tolias와 그녀의 남편 인 Andreas Tolias 박사는 분자 및 시스템 신경 과학에 대한 전문 기술을 모아 단일 기억과 관련된 특정 시냅스에 라벨을 붙이는 방법을 개발합니다. 그들은이 도구를 Multi-color Neuronal Inducible Memory Engram Stamping 또는 MNIMES (그리스어로 "추억")이라고 부릅니다. 이 접근법은 추억이 건강한 두뇌에서 어떻게 형성되는지, 그리고이 과정이 자폐증이나 알츠하이머 병과 같은 신경 정신병 학에서 어떻게 바뀌는지를 잘 이해하는 데 도움이됩니다. 그들의 연구는 잠재적으로 이러한 질병의 정상적인 시냅스 기능과 소성을 회복시키는 새로운 유전 적 또는 약물 학적 치료법으로 이어질 수 있습니다. 이 프로젝트를 추진하고있는 Tolias 연구소의 주요 구성원으로는 Drs. Joseph Duman과 Jacob Reimer.

Jacqueline Gottlieb, Ph.D., 컬럼비아 대학교의 신경 과학 부교수

정면 및 정수리 피질에서 불확실성과 보상을 나타내는 인구 역학

Gottlieb은주의의 본질을 조사하여 보상과 불확실성이라는 두 가지 주요 요소가 중독, ADHD, 불안 및 우울증과 같은 많은 정신병 적 질병에주의를 기울이고 관련이 있다고 가정합니다. 원숭이의 시각 시스템을 사용하고 많은 수의 뉴런을 함께 기록한 그녀의 실험실에서는 불확실성과 보상이 주의력과 안구 운동 제어에 어떻게 관련되어 있는지 조사 할 것입니다.

Michael Greicius, MD, MPH, 스탠포드 대학 신경 과학 부교수

알츠하이머 질환 위험에 대한 성관계와 APOE 사이의 상호 작용 해명

알츠하이머 환자의 절반 이상이 APOE4라는 유전자 변이종을 가지고 있는데, 이는 남성보다 여성의 위험이 더 높습니다. Greicius는 성별로 다르게 APOE4와 상호 작용하는 다른 유전자의 변이 형을 찾고 폐경기의 에스트로겐 감소가 여성의 위험을 증가시킬 수 있는지 여부를 묻는 사람에서 APOE4를 조사 할 계획입니다. 목표는 APOE4가 알츠하이머 병의 위험을 증가시키는 방법에 대한 새로운 통찰력을 얻고 잠재적으로 새로운 치료제를 확인하고 APOE4 상태에 기반한 호르몬 대체 권장 사항을 유도하는 데 도움이됩니다.

스티븐 마렌 박사, 텍사스 A & M 대학교의 심리학 및 신경 과학 연구소 교수

문맥 기억 검색에서 전두엽 - 해마 상호 작용

Maren은 상황에 따라 기억을 두는 뇌 시스템과 회로를 이해하려고합니다. 즉, 우리 삶의 사건이 언제, 어디서, 어디서 발생했는지를 정의하는 과정입니다. 알츠하이머 질환을 비롯한 많은 기억 장애는 경험을 바탕으로 풍부한 문맥 세부 정보를 기억하지 못하는 것과 관련이 있습니다. 마렌 (Maren)은 쥐의 첨단 약리학 적 방법을 사용하여 전두엽 피질과 해마를 상호 연결시켜 시냅스에서 뉴런을 조작하여 이러한 연결이 기억에 어떻게 기여 하는지를 특성화합니다.

Philip Wong, Ph.D., 병리학 및 신경 과학 교수 및 Liam Chen, MD, Ph.D., 존스 홉킨스 대학 (Johns Hopkins University) 병리학 조교수

전 측두엽 치매의 TDP-43 동물 모델에서 새로운 치료 표적의 특성화 및 검증

Frontotemporal dementia (FTD)는 정면 및 측두엽의 신경 퇴화로 인한 복합 질환으로 65 세 미만의 사람들에게 영향을 미치는 치매의 주된 형태입니다. Wong과 Chen은 이러한 질병을 치료할 수있는 능력의 차이를 메우기를 희망합니다. 그들은 특정 단백질 TDP-43의 기능 상실이 관련되어 있다고 가정합니다. TDP-43은 잠재적으로 FTD의 기억 상실 및인지 저하와 관련된 광범위한 분자 표적을 조절할 수있다. 그들의 실험실은 초파리에서 약물 개발을위한 잠재적 표적에 대한 리드를 발견하기 위해 약물 스크리닝을 수행 할 것입니다.

Nicole Calakos, MD, Ph.D., 신경 및 신경 생물학 부교수 Henry Yin, Ph.D., 듀크 대학교 (Duke University) 심리학 및 신경 과학 조교수

좋은 습관에서 나쁜 습관 학습과 강제력 사이의 관계를 조사합니다.

Calakos와 Yin은 기초 신경절의 뚜렷한 세포 유형 중 발화 활동의 패턴이 학습을 통해 어떻게 변하는 지 탐구하고 있습니다. 학습 과정에서 두뇌의 시냅스 연결에서 일어나는 일들에 대해 많은 것이 알려져 있지만, 주어진 회로에서 신경 세포 집단 사이의 연결 발화에 영향을 미치기 위해 이러한 변화가 어떻게 통합되는지에 대해서는 훨씬 덜 알려져있다. 연구원은이 수준에서 학습을 검토하는 접근법을 개발하고 습관을 학습하면서 선천적 인 피부의 신경 활동 변화와 정상적인 습관 학습 과정의 이상이 강박 행동을 유도하는지 여부를 조사하는 데 적용 할 것입니다. 이 연구는 습관 학습이 선조체에 어떻게 코드화되는지, 그리고 강박 장애 (OCD) 및 관련 장애에서 과정이 어떻게 파괴되는지에 대한 우리의 이해를 향상시킬 잠재력이 있습니다.

Edward Chang, MD, 캘리포니아 샌프란시스코, 신경 외과 및 생리학 부교수

언어 기억의 신경 생리학

어린 시절과 성인기에 우리는 엄청난 어휘를 구축하고 유지하지만 정확히 어떻게 알지는 못합니다. 언어가 인간에게 독특하기 때문에, 장은 신경 외과 적 절차를 겪고 간질 지방화와 같은 임상 징후를 위해 두뇌에 전극을 이식 한 환자들, 특히 사람들에게서 단어 학습의 메카니즘을 연구 할 계획입니다. 그는 학습 네트워크에서 뇌 네트워크가 어떻게 조정되는지에 대한 중요한 새로운 지식을 얻고 자합니다. 단어 찾기 어려움은 노화 및 알츠하이머 병, 뇌졸중 및 실어증과 같은 많은 신경 학적 증상과 관련된 일반적인 증상이기 때문에 이러한 조건에서 뇌 기능을 유지하거나 향상시킬 수있는 새로운 치료법은 단어 학습 방법을 이해하는 데 달려 있습니다.

Adam Kepecs, Ph.D., 콜드 스프링 하버 연구실 부교수

세포 기저핵으로부터의 세포 유형 특이 적인지 방송 신호

Kepecs의 연구실은 알츠하이머 병, 파킨슨 병 (Parkinson 's Dementia) 및 정상적인 연령 관련인지 기능 저하를 가진 환자의 퇴행성 변화가인지 기능의 저하와 평행을 이루는 극히 중요하지만 잘 알려지지 않은 신경 조절 시스템 인 핵 기저부 (NB)를 연구하고 있습니다. NB가 학습과주의에서 역할을한다는 증거가 있지만이 시스템이 어떤 신호를 피질로 전송하는지는 알려지지 않았습니다. 그것에 대한 기본적인 지식을 얻기 위해, Kepecs는 행동 마우스에서 확인 된 콜린성 NB 뉴런을 기록합니다. 행동 전기 생리학, 정량적 정신 물리학 및 optogenetic 기술을 결합한이 연구는 특정 뉴런 신호와시기, 그리고 학습과주의를 지원할 적절한 신호가 있는지 여부를 결정합니다. 이 뉴런의 발사 패턴에 대한 지식은인지 질병 치료 치료법 개발에 중요한 정보를 제공 할 것입니다.

John Wixted, Ph.D., 저명한 심리학 교수, Larry Squire, Ph.D., 샌디에고 캘리포니아 대학교 의과 대학 신경 정신 과학 교수

인간 해마의 단일 뉴런에서 일시적 기억과 의미 기억의 표현

연구자들은 인간 해마의 서로 다른 부분 영역에있는 개별 뉴런이 기억을 인코딩하는지 여부를 조사하고 있습니다. 두뇌가 기억을 저장하는 방법에 대한 질문은 다른 방법론을 사용하여 조사되었지만 모두 한계점이 있습니다. 이 연구를 위해 Wixted and Squire는 Barrow Neurological Institute의 Peter Steinmetz 박사와 협력하여 일련의 그림 및 / 또는 단어를 암기하도록 환자에게 요청합니다. 과학자들은 환자가 나중에 그 항목들을 기억할 때 해마의 다른 영역에서 단일 뉴런 활동을 측정 할 것이다. 장기적인 목표는 노화와 관련된 기억 장애를 늦추고 기억 능력을 심하게 손상시키는 해마의 신경 퇴행성 질환의 진행을 늦추도록 설계된 임상 개입의 발전을위한 토대를 마련하는 것입니다.

Alison Barth, Ph.D., 카네기 멜론 대학교

신피질에서 경험에 의존적 인 소성의 세포 특이 적 포획

신피질 회로의 표적 electrophysiological 녹음을 허용하는 마우스 모델을 사용하여 바스는 경험에 의해 변경 특정 뉴런을 식별하고 이러한 세포에 시냅스 입력을보고 또한 생체 내에서 세포의 특정 하위 집합의 변화를 주도하려고 노력할 것입니다. 중심적인 질문은 경험이 세포와 세포 간의 연결을 어떻게 바꾸는가이며,이 과정은 학습과 기억에 매우 중요합니다.

Charles Gray, Ph.D., 몬태나 주립 대학

인지 기반의 분산 처리

그레이의 연구실은 많은 지역에서 매우 높은 시간 및 공간 해상도로 붉은 털 원숭이의 신경 활동을 측정 할 수있는 도구를 개발했습니다. 보너스 기간 동안 그레이는 뇌의 넓은 영역에서 신경 활동을 측정하여 뇌가 단기 기억에서 뭔가를 잡고있을 때 정보가 인코딩되는 방법과 장소에 대한 광범위한 관점을 얻을 계획입니다.

Geoffrey Kerchner, MD, Ph.D., 과 앤서니 바그너, Ph.D., 스탠포드 대학교

해마 구조와인지 손상 기능

Kerchner는 2 개의 고해상도 MRI (Magnetic Resonance Imaging) 기술을 사용하여 해마의 상호 연결된 하위 영역을 연구하여 알츠하이머 병의 영향을 확인합니다. 그는 하나의 기술로 해마의 물리적 구조를 연구하고, 바그너와 공동으로 다른 기술을 사용하여 기억 훈련 중에 해마 신경 세포 그룹이 어떻게 발화하는지 연구합니다.

Attila Losonczy, MD, Ph.D., 컬럼비아 대학

정신 분열증에서의인지 기억력 결핍의 해마 미세 회로 장애의 해부

Losonczy는 이러한 기억력 결핍을 예방하고 치료할 수있는 주요 목표를 파악하기 위해 건강한 사람과 병든 사람의 기억 과정에 대한 이해를 증진시키는 것을 목표로합니다. 마우스 모델을 사용하여 그는 기억 행동 중 쥐 해마에서 신경 회로를 관찰하고 조작하기 위해 최첨단 생체 내 기능 영상을 사용하고이 신경 세포가 정상적인 학습에서 어떻게 기능하는지, 정신 분열증에서 어떻게 변화되는지를 계획합니다.

Ben Barres, MD, Ph.D., 스탠포드 대학교 의과 대학 신경 생물학 교수

Astrocytes는 시냅스 회전율을 제어합니까? 알츠하이머 병의 원인과 예방법에 대한 새로운 모델

우리 몸이 노화됨에 따라 뇌의 노화 된 시냅스를 제거하여 새로운 시냅스로 대체 할 수있는 메커니즘이 필요합니다. Barres는 성상 세포가이 역할을하는지 여부를 조사하고, 만약 그렇다면 일이 손상되면 어떻게되는지를 조사하고 있습니다. 이 연구는 알츠하이머 병의 이해와 치료를 향상시킬 수있는 잠재력이 있습니다.

Wen-Biao Gan, Ph.D., 뉴욕 대학교 의과 대학 생리학 및 신경 과학 부교수

학습 및 기억 장애에서의 소뇌 작용

Gan은 미세 아교 세포가 학습 및 기억 형성에 중요한 역할을하는지 여부를 조사하고 있습니다. 그가 개발 한 새로운 트랜스 제닉 마우스 라인을 사용하여, 그는 미 글 리아를 제거하거나 기능 장애를 만드는 것이 어떻게 신경 회로에 영향을 미치는지를 조사 할 것이다. 이 연구는 자폐증, 정신 지체 및 알츠하이머 병과 같은 뇌 질환의 이해와 치료에 대한 통찰력을 제공 할 것입니다.

Elizabeth Kensinger, Ph.D., 부교수, 심리학, Boston College

성인의 수명에 걸쳐 감정적 인 기억 네트워크의 시간 역동 성과 연결성의 변화

켄 싱어 (Kensinger)는 감정이 기억에 미치는 영향을 연구하고 있습니다. 그녀의 연구는 18-80 세 성인의 기억과 신경 활동을 평가하는 수명 관점을 취합니다. 그녀는 기억 검색의 공간적 및 시간적 차원을 포함하여 정서적 정보가 어떻게 검색되는지 검토 할 것입니다. 이 연구는 우울증 및 외상 후 스트레스 증후군과 같은 질환뿐만 아니라 연령과 관련된 기억 변화를 이해할 수있는 잠재력이있다.

Brian Wiltgen, Ph.D., 버지니아 대학교 심리학 조교수

강화 중 신피질 기억 네트워크의 재 활성화

새로운 기억은 해마에 의해 코드화되며 시간이 지남에 따라 신피질의 영역에 영구적으로 저장됩니다. Wiltgen은 해마 및 신피질의 기억 회로 활동을 제어하는 새로운 기술을 사용하여이 저장 과정의 기초가되는 생물학적 메커니즘을 연구하고 있습니다. 이 연구는 기억력에 영향을 미치는 알츠하이머 및 기타 질병의 치료에 영향을 미친다.

Cristina Alberini, Ph.D., 마운트 시나이 (Mount Sinai) 의과 대학 신경 과학 교수

기억과인지 장애에있는 성상 세포의 역할

Alberini는 기억 형성에서 뉴런과 성상 세포 사이의 상호 작용에 초점을 맞추고 있습니다. 그녀는이 상호 작용의 결함이인지 손상을 야기 할 수 있으며 가령 노화와 신경 퇴행과 관련된인지 쇠약에 대한 잠재적 인 새로운 치료법을 살펴볼 것이라는 가설을 탐구 할 것입니다.

Anis Contractor, Ph.D., 노스 웨스턴 대학교 의과 대학 생리학 조교수

그룹 I의 mGluR을 활성화하여 공포 기억 억제

mGluR5라고 불리는 글루타메이트 수용체가없는 쥐는 두려운 기억을 사라지게 할 수 없습니다. 계약자는 이러한 수용체의 역할을 연구하고 적절한 상황을 두려워하고 부적절한 두려움을 억제하기 위해 학습에 참여하는 뇌 회로를 매핑 할 계획입니다. 그는 또한 신약이 과도하게 두려워하지 않도록 배움의 과정을 가속화 할 수 있는지 알아볼 것입니다. 유사한 약물은 인간 불안 장애 치료에 유용 할 수 있습니다.

Loren Frank, Ph.D., 조교수 생리학 Mary Dallman, Ph.D., 샌프란시스코 캘리포니아 대학교 생리학 교수 (Emerita of Physiology)

스트레스 관련 기억 장애를 이해하고 치료하기위한 회로 수준 접근법

Frank와 Dallman은 두뇌 활동의 작은 변화가 학습과 기억에 미치는 스트레스의 장기적인 영향을 최소화하는 데 도움이되는지 여부를 조사하고 있습니다. 스트레스가 기억의 재생을 증폭 시킨다는 가설이 입증된다면 스트레스가 많은 사건의 효과를 줄이기 위해 치료법을 고안 할 수 있습니다. 이 연구는 외상 후 스트레스 장애에 특별한 영향을 미친다.

Michael Mauk, Ph.D., 교수 및 Daniel Johnston, Ph.D., 텍사스 대학교 오스틴에서 학습 및 기억 센터 교수 겸 디렉터

대뇌 피질의 지속적인 활동 메커니즘 작업 기억

Mauk과 Johnston은 살아있는 동물과 강력한 신경 녹음 방법을 사용하는 두뇌 슬라이스 실험에서 작업 기억을 연구하기 위해 시스템과 세포 접근법을 모두 사용할 것입니다. 작업 기억이 많은인지 과정에 기여하기 때문에 그 메커니즘을 이해하면 알츠하이머 병과 ADHD를 비롯한 많은 질환의 진단과 치료가 향상 될 수 있습니다.