Premiados

Annegret Falkner, Ph.D.., Professor Assistente, Instituto de Neurociências de Princeton, Universidade de Princeton, Princeton, NJ

Neuroendocrinologia Computacional: Vinculando a Transcrição Mediada por Hormônios ao Comportamento Complexo por meio da Dinâmica Neural

Os hormônios gonadais – estrogênio e testosterona estão entre os mais conhecidos – são importantes para os mamíferos de várias maneiras. Eles modulam estados internos, comportamento e fisiologia. Mas embora muito tenha sido estudado sobre como esses hormônios afetam o corpo, menos compreendido é como eles alteram a dinâmica neural.

Em sua pesquisa, a Dra. Annegret Falkner e seu laboratório investigarão como os hormônios alteram as redes neurais e, assim, afetam o comportamento em períodos de tempo curtos e longos. Usando novos métodos de quantificação comportamental, ela observará e registrará comportamentos de todos os tipos em animais que se comportam livremente durante uma mudança de estado hormonal; mapear a dinâmica neural de redes sensíveis a hormônios através de uma mudança no estado hormonal; e usar imagens hormonais ópticas específicas do local para observar onde e quando a transcrição mediada por receptores de estrogênio ocorre dentro desta rede – uma janela sobre como os hormônios são capazes de atualizar a comunicação da rede e que ajudará os pesquisadores a compreender as maneiras profundas pelas quais os hormônios afetam o cérebro e comportamento.

Andrea Gomez, Ph.D., Professor Assistente, Neurobiologia, Universidade da Califórnia, Berkeley, CA

A base molecular da plasticidade induzida por psicodélicos

O cérebro possui a capacidade de mudar a si mesmo, uma característica descrita como “plasticidade”. Andrea Gomez pretende aprender mais sobre a plasticidade cerebral usando psicodélicos como ferramenta, reabrindo janelas de plasticidade no cérebro adulto usando a psilocibina psicodélica em um modelo de camundongo. Isto não só pode ajudar-nos a aprender mais sobre como o cérebro funciona, mas também pode ajudar no desenvolvimento de terapêuticas de próxima geração.

Os psicodélicos têm efeitos estruturais duradouros nos neurônios, como aumento do crescimento do processo neuronal e formação de sinapses. Uma dose única pode ter efeitos que duram meses. Em sua pesquisa, a Dra. Gomez e sua equipe usarão psicodélicos para identificar classes de RNA que promovem a plasticidade neural no córtex pré-frontal. O laboratório de Gomez avaliará como os psicodélicos mudam a forma como o RNA é processado, estabelecerá a ligação entre as alterações do RNA induzidas pela psilocibina e a plasticidade em camundongos, medida pela atividade sináptica, e observará o efeito da plasticidade induzida pelos psicodélicos na interação social.

Sinisa Hrvatin, Ph.D.., Professor Assistente de Biologia, Instituto Whitehead de Pesquisa Biomédica, Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Cambridge, MA

Anatomia Molecular dos Circuitos de Hibernação

A maioria das pessoas entende o conceito de hibernação, mas relativamente poucas pensam em como isso é notável. Os mamíferos que evoluíram especificamente para manter uma temperatura corporal constante “desligam” abruptamente essa característica, alteram o seu metabolismo e alteram o seu comportamento durante meses seguidos. Embora os factos da hibernação sejam bem compreendidos, a forma como os animais iniciam e mantêm esse estado não é bem compreendida, nem como esta capacidade surgiu.

Dr. Sinisa Hrvatin propõe aprofundar as populações neuronais e circuitos envolvidos na hibernação usando um modelo menos comum, o hamster sírio. Os hamsters sírios podem ser induzidos a hibernar ambientalmente, tornando-os ideais para um experimento de laboratório, mas não há linhas transgênicas disponíveis (como em camundongos), o que o levou a aplicar novas ferramentas virais baseadas em detecção de RNA para atingir populações de células específicas relacionadas a hibernação. Ele documentará neurônios ativos durante a hibernação para identificar circuitos relevantes e examinar se circuitos semelhantes são conservados em outros modelos de hibernação e não hibernação.

Xin Jin, Ph.D.., Professor Assistente, Departamento de Neurociências, The Scripps Research Institution, La Jolla, CA

Neurogenômica in vivo em escala

Ao estudar a função genética nos neurônios, os pesquisadores muitas vezes precisam escolher entre escala e resolução. Mas para o Dr. Xin Jin, o poder do genoma é mais plenamente compreendido quando as ferramentas permitem aos investigadores estudar um grande número de genes no cérebro e ver onde estão presentes e onde se cruzam em regiões específicas do cérebro.

O laboratório do Dr. Jin desenvolveu novas tecnologias massivamente paralelas na Vivo abordagens de sequenciamento para ampliar a investigação de um grande número de variantes genéticas e mapear sua presença em cérebros inteiros e intactos. A capacidade de traçar o perfil de mais de 30.000 células de uma só vez permite à equipe estudar centenas de genes em centenas de tipos de células e obter uma leitura em questão de dois dias, em vez de semanas. Eles realizarão pesquisas em órgãos inteiros, demonstrando a capacidade não apenas de identificar quais células incluem variantes específicas, mas também de identificar seu contexto dentro do cérebro: onde estão localizadas e como estão conectadas.

Ann Kennedy, Ph.D., Professor Assistente, Departamento de Neurociências, Northwestern University, Chicago, IL

Dinâmica da População Neural Mediando o Equilíbrio das Necessidades de Sobrevivência Concorrentes

Para sobreviver, os animais desenvolveram uma ampla gama de comportamentos inatos, como alimentação, acasalamento, agressão e respostas ao medo. Os pesquisadores conseguiram registrar a atividade neural em modelos de ratos enquanto eles estavam envolvidos nesse tipo de comportamento. Mas no mundo real, os animais muitas vezes têm de pesar e decidir entre vários cursos de ação urgentes.

Dra. Ann Kennedy está empenhada no desenvolvimento de modelos computacionais teóricos que ajudarão a avançar nossa compreensão de como decisões importantes como essas são tomadas. Observando a atividade neural no hipotálamo de camundongos envolvidos em comportamentos agressivos, a Dra. Kennedy e sua equipe desenvolverão modelos de redes neurais que capturam a escalabilidade e a persistência de

estados motivacionais agressivos, ao mesmo tempo que fornece um mecanismo de negociação entre vários estados motivacionais concorrentes no comportamento do animal. A partir deste trabalho, o laboratório do Dr. Kennedy avançará na nossa compreensão de como a estrutura construída no cérebro ajuda os animais a sobreviver.

Sung Soo Kim, Ph.D.., Professor Assistente de Biologia Molecular, Celular e do Desenvolvimento, Universidade da Califórnia-Santa Bárbara, Santa Bárbara, CA

Representação Neural do Mundo Durante a Navegação

Qualquer pessoa que já teve que navegar por uma sala conhecida, mas escura, entende o quão valioso é que nossos cérebros possam navegar pelo ambiente circundante usando uma variedade de informações, por dentro e por fora, incluindo cores, formas e uma sensação de movimento próprio. Trabalhando com um modelo de mosca da fruta e um aparato experimental novo e inovador, o Dr. Sung Soo Kim e sua equipe investigarão o que está acontecendo no cérebro durante a navegação.

Dr. Kim investigará como múltiplas entradas sensoriais são transformadas em um senso de direção e como os contextos comportamentais afetam o processamento de direção. A chave para esta pesquisa é uma nova arena de realidade virtual que a equipe do Dr. Kim está construindo com um microscópio muito grande acima da cabeça, o que significa que todo o cérebro da mosca pode ser visualizado mesmo enquanto ela gira. Ao ativar e silenciar certas populações neuronais, o Dr. Kim será capaz de conduzir pesquisas que analisem o papel combinado da percepção, cognição e controle motor.

Bianca Jones Marlin, Ph.D.., Professor assistente de psicologia e neurociência, Columbia University e Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Nova York, NY

Mecanismos moleculares de memória intergeracional

A memória de uma experiência estressante pode ser herdada pela próxima geração? Pesquisas recentes parecem sugerir que sim, e a Dra. Bianca Jones Marlin e sua equipe estão preparadas para investigar como experiências que induzem medo ou estresse em um modelo de rato podem causar alterações nos próprios neurônios presentes em seu cérebro, e como essas mudanças podem ser herdado geneticamente pelos filhos do animal que sofreu o estresse.

A pesquisa do Dr. Marlin baseia-se na descoberta de que mudanças no ambiente levam à plasticidade cerebral dependente da experiência. Usando o condicionamento do medo olfativo, a equipe descobriu que os ratos produzirão mais neurônios olfativos sintonizados com o odor utilizado. Essa proporção mais alta persiste, é codificada no esperma e é transmitida para a próxima geração (mas não para as gerações subsequentes). O laboratório da Dra. Marlin pesquisará o processo em nível molecular, o que ela espera não apenas ajudar os pesquisadores, mas também aumentar a conscientização sobre os efeitos do trauma.

Nancy Padilla-Coreano, Ph.D.., Professor Assistente, Departamento de Neurociências, Faculdade de Medicina da Universidade da Flórida, Gainesville, FL

Mecanismos Neurais de Mudanças entre Competição Social e Cooperação

Os animais sociais têm interações muito complexas, muitas vezes mudando da cooperação para a competição num espaço de tempo muito curto. A Dra. Nancy Padilla-Coreano pretende compreender as redes neurais envolvidas usando ensaios comportamentais, eletrofisiologia multi-site e análises de aprendizado de máquina. As descobertas podem ajudar os pesquisadores a compreender melhor o que está por trás da competência social, que é prejudicada em uma série de distúrbios neuropsiquiátricos.

A equipe do Dr. Padilla-Coreano está utilizando tecnologias inovadoras, como assistência de IA na identificação e rastreamento do comportamento dos animais, e metodologias de pesquisa para identificar os circuitos ativos durante a cooperação e competição. Supondo que sejam circuitos sobrepostos, a equipe irá manipular cada circuito nos mesmos animais e observar como o comportamento muda quando apresentado a determinadas situações. Um segundo objectivo investigará o que está a montante desses circuitos; e um terceiro investigará o papel da dopamina no processo. Em conjunto, a investigação ajudará a revelar como o cérebro ajuda os animais sociais a optimizarem-se e a mudarem.

Mubarak Hussain Syed, Ph.D.., Professor Assistente, Departamento de Biologia, Universidade do Novo México, Albuquerque, NM

Mecanismos moleculares que regulam a diversidade neural: das células-tronco aos circuitos

Dr. Mubarak Hussain Syed investigará o que determina como neurônios de diferentes tipos surgem de células-tronco neurais (NSCs) e como fatores de desenvolvimento especificam comportamentos adultos. Seu laboratório se concentrará em como os NSCs Tipo II produzem tipos de neurônios do complexo central. Pesquisas anteriores mostraram que o momento do nascimento de uma célula descendente de um NSC Tipo II se correlaciona com seu eventual tipo de célula. Acredita-se que proteínas específicas expressas temporalmente nesses momentos regulam o destino dos tipos de neurônios.

Através de experimentos de perda e ganho de função direcionados a essas proteínas e vias, a equipe do Dr. Syed aprenderá o mecanismo pelo qual eles mudam o destino dos neurônios e que efeito isso tem sobre os comportamentos. Outras experiências analisarão como os circuitos das regiões cerebrais de ordem superior são formados. Syed trabalhará por meio de seu programa chamado Pueblo Brain Science para treinar e orientar a próxima geração de diversos neurocientistas enquanto conduz suas pesquisas.

Longzhi Tan, Ph.D.., Professor Assistente de Neurobiologia, Universidade de Stanford, Stanford, CA

Como a arquitetura do genoma 3D molda o desenvolvimento e o envelhecimento do cérebro?

Longzhi Tan e sua equipe estão usando um revolucionário “microscópio bioquímico” que pode mostrar a forma 3D das moléculas de DNA dentro de uma célula com uma resolução incomparável aos telescópios ópticos e, no processo, estão descobrindo que o dobramento único pode dizer aos pesquisadores uma grande lidar com uma célula.

O microscópio bioquímico no centro da pesquisa usa ligadura de proximidade em vez de óptica. Parte do projeto envolverá a construção da próxima geração desta ferramenta para que a equipe do Dr. Tan possa localizar em 3D cada molécula de RNA em uma célula cerebral e onde ela está em relação ao DNA dobrado. Isto contribuirá para um livro de regras sobre o dobramento do DNA. Uma vez que a dobragem também se degrada com a idade, compreender como isto influencia o envelhecimento pode fornecer informações sobre formas de reverter ou retardar alguns impactos do envelhecimento. Um objetivo final examinará como as mutações e as diferenças de dobramento influenciam as diferenças entre os indivíduos.

Ishmail Abdus-Saboor, Ph.D., Professor assistente de Ciências Biológicas e do Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Columbia University, Nova York, NY

Eixo pele-cérebro para comportamentos de toque recompensadores

O toque social é um estímulo fundamental que é fundamental para as experiências humanas que vão desde nutrir outras pessoas e construir laços sociais até a receptividade sexual. Trabalhando com um modelo de rato e optogenética, a pesquisa anterior de Abdus-Saboor mostrou que existem conexões diretas entre as células neurais da pele e o cérebro, e que células dedicadas são especificamente sintonizadas para determinados sinais de toque. Essas células são necessárias e suficientes para provocar respostas físicas específicas.

Em sua nova pesquisa, Abdus-Saboor e sua equipe pretendem definir como os neurônios da pele desencadeiam sinais positivos únicos no cérebro e como o cérebro recebe e processa esses sinais como recompensadores, bem como identificar neurônios de toque que são necessários em diferentes cenários de toque (nutrir filhotes versus cuidar ou brincar). Um terceiro objetivo procurará identificar qual sensor nessas células identifica o toque. A pesquisa revelará mais sobre a conexão pele-cérebro, com aplicações potenciais para pesquisadores que estudam distúrbios sociais.

Yasmine El-Shamayleh, Ph.D.., Professor assistente, Departamento de Neurociências e Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Columbia University, Nova York, NY

Circuitos Corticais para Perceber a Forma Visual

Nos primatas, aproximadamente 30% do córtex cerebral é dedicado ao processamento de informações visuais. Usando novas técnicas, o Dr. El-Shamayleh está trabalhando para desenvolver uma compreensão mecanicista detalhada de como o cérebro detecta e reconhece os objetos que vemos. Concentrando-se na área cortical V4, a pesquisa de El-Shamayleh está revelando como vários tipos de neurônios nesta região do cérebro apoiam a nossa capacidade de perceber a forma dos objetos visuais.

A área cortical V4 está altamente sintonizada com a forma dos objetos no mundo. Com base nesses insights importantes e usando novas aplicações de optogenética baseada em vetores virais, El-Shamayleh está registrando e manipulando a atividade de grupos específicos de neurônios V4 com precisão sem precedentes. Esta pesquisa está identificando como vários tipos de neurônios na área cortical V4 interagem para processar a forma de um objeto e irá revelar detalhes sobre como os cérebros dos primatas processam a informação visual. As inovações técnicas estabelecidas nesta pesquisa também facilitarão futuros estudos mecanicistas da função e do comportamento cerebral dos primatas.

Vikram Gadagkar, Ph.D., Professor assistente, Departamento de Neurociências e Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Columbia University, Nova York, NY

Mecanismos Neurais de Namoro e Monogamia

Embora tenha havido pesquisas significativas sobre como os animais aprendem e executam comportamentos, menos atenção tem sido dada à forma como um animal avalia o desempenho de outro durante as interações sociais. Nos pássaros canoros, a maioria das pesquisas analisou o que acontece no cérebro dos machos cantando para atrair uma parceira, mas não o que ocorre no cérebro da ave fêmea enquanto ela ouve o canto do macho.

O trabalho do Dr. Gadagkar examinará uma parte do cérebro chamada HVC, um núcleo sensório-motor conhecido por ser ativo nos homens para marcar o tempo enquanto aprendem e executam sua música. Pela primeira vez, ele e seu laboratório estão registrando o que acontece no HVC feminino enquanto ela ouve e avalia o canto masculino. Em segundo lugar, o Dr. Gadagkar examinará como as mulheres fazem sua avaliação e o que os neurônios fazem quando erros são detectados. Finalmente, a pesquisa analisará o sistema de dopamina para ver como o cérebro mostra preferência pelo desempenho mais atraente.

Hidehiko Inagaki, Ph.D., Instituto Max Planck de Neurociências da Flórida, Júpiter, FL

Mecanismos sinápticos e dinâmica de rede subjacentes à aprendizagem motora

Aprender uma nova habilidade exige que o cérebro faça alterações nos seus circuitos, um processo conhecido como plasticidade. Embora tenham sido realizadas pesquisas significativas para identificar como as redes cerebrais executam a habilidade, pouco se sabe sobre a mecânica de aprendizagem de novas habilidades. Dr. Inagaki e sua equipe estão trabalhando para se concentrar nas células e processos envolvidos durante o processo de aprendizagem.

Usando imagens de 2 fótons in vivo e eletrofisiologia em larga escala em um modelo de camundongo, o Dr. Inagaki e sua equipe podem agora observar no nível celular quais mudanças estão acontecendo à medida que uma nova habilidade é aprendida – neste caso, aprendendo um novo momento para a acção. Usando a manipulação genética para permitir aos investigadores activar ou inibir proteínas associadas à plasticidade, pretendem descobrir não apenas quais as mudanças no cérebro, mas como essas mudanças são iniciadas e consolidadas. Compreender mais sobre como funciona a aprendizagem pode ter implicações para a investigação sobre dificuldades de aprendizagem.

Peri Kurshan, Ph.D., Professor assistente, Albert Einstein College of Medicine, Bronx, NY

Desvendando os mecanismos de desenvolvimento de sinapses, das moléculas ao comportamento

As sinapses, os locais onde os sinais são enviados e recebidos entre os neurônios, são a chave para o funcionamento dos circuitos neurais subjacentes ao comportamento. Compreender como as sinapses se desenvolvem no nível molecular e como o desenvolvimento sináptico influencia o comportamento é o objetivo da pesquisa do Dr. Kurshan. O modelo dominante sustenta que uma classe de proteínas chamadas moléculas de adesão celular sináptica (sCAMs) inicia o processo, com uma família de sCAMs chamadas neurexinas especialmente indicada. Mas pesquisas in vivo mostram que eliminar as neurexinas não elimina as sinapses.

O trabalho do Dr. Kurshan indica que as proteínas da estrutura citosólica pré-sináptica podem se auto-associar à membrana celular e, posteriormente, recrutar neurexinas para estabilizar as sinapses. Em sua nova pesquisa, usando imagens, proteômica, modelagem computacional e manipulação transgênica, ela e seu laboratório pretendem identificar quais proteínas e componentes da membrana celular estão envolvidos e como eles interagem. A pesquisa tem implicações para uma série de distúrbios neurológicos ligados a defeitos sinápticos.

Scott Linderman, Ph.D., Professor Assistente de Estatística e Instituto de Neurociências Wu Tsai, Universidade de Stanford, Stanford, CA

Métodos de aprendizado de máquina para descobrir estrutura em dados neurais e comportamentais

As contribuições do Dr. Linderman para a neurociência residem no desenvolvimento de métodos de aprendizado de máquina que podem gerenciar e extrair insights das quantidades impressionantes de dados que esses tipos de pesquisa produzem, como gravações de alta resolução de um grande número de neurônios no cérebro e, simultaneamente, observar comportamentos de pessoas livremente. comportamento dos animais durante longos períodos de tempo. Linderman e sua equipe fazem parceria com laboratórios de pesquisa para desenvolver métodos probabilísticos de aprendizado de máquina para encontrar padrões em todos esses dados.

O laboratório de Linderman concentra-se especificamente em neuroetologia computacional e modelagem probabilística – essencialmente, descobrir como construir e ajustar modelos estatísticos ao tipo de dados que os pesquisadores produzem hoje. Seus projetos atuais e futuros demonstram a variedade de maneiras pelas quais o aprendizado de máquina pode ser aplicado à pesquisa neural. Linderman aborda o trabalho como um parceiro integrado com colaboradores experimentais e, ao desenvolver métodos para resolver os problemas da neurobiologia, também está ajudando a avançar nos campos da estatística e do aprendizado de máquina.

Swetha Murthy, Ph.D., Professor assistente, Vollum Institute, Oregon Health and Science University, Portland, OR

Mecanosensação para orientar a morfologia celular

A mecanossensibilização – ou a detecção de força física por uma célula ou neurônio – é uma função surpreendentemente sutil e multifuncional mediada por certos canais iônicos (entre outras proteínas) na membrana celular. Um exemplo óbvio é o sentido do tato. O laboratório do Dr. Murthy está investigando um exemplo de mecanosensação em escala muito menor, com implicações profundas para a saúde neural: o processo de mielinização, no qual células especializadas chamadas oligodendrócitos (OLs) formam uma bainha ao redor de um nervo para melhorar a condução.

Supõe-se que sinais mecânicos (entre outros fatores) podem governar a morfologia e a mielinização do OL, mas os mecanismos subjacentes permanecem desconhecidos. O laboratório de Murthy está estudando o canal iônico mecanoativado TMEM63A, que é expresso em OLs, para revelar como esses canais poderiam mediar a mielinização e, por sua vez, esclarecer como os sinais mecânicos guiam o processo. Compreender como a mielinização pode funcionar – e como pode falhar – será útil para os investigadores que estudam uma série de condições ligadas à mielinização.

Karthik Shekhar, Ph.D., Engenharia Química e Biomolecular/ Helen Wills Neuroscience Institute, Universidade da Califórnia, Berkeley, Berkeley, CA

Evolução da diversidade neural e padronização no sistema visual

O laboratório do Dr. Shekhar busca entender como diversos tipos neurais e sua organização evoluíram para atender às necessidades de diferentes animais. A sua investigação centra-se no sistema visual do cérebro, especificamente na retina e no córtex visual primário, que estão notavelmente bem conservados em espécies separadas por centenas de milhões de anos de evolução.

A pesquisa de Shekhar examinará a conservação evolutiva e a divergência de tipos neuronais na retina de diversas espécies de vertebrados, de peixes a aves e mamíferos, e usará abordagens computacionais para reconstruir a evolução da diversidade neural, incluindo se a evolução levou ao surgimento de novos tipos ou modificação de tipos existentes. Um esforço simultâneo irá investigar o córtex visual e traçar as origens das primeiras épocas de desenvolvimento conhecidas como “períodos críticos”, onde as redes neurais no cérebro mostram uma plasticidade requintada à experiência sensorial. Um princípio orientador subjacente à abordagem de Shekhar é que as colaborações interdisciplinares podem trazer novas abordagens para resolver grandes questões da neurociência.

Tanya Sippy, Ph.D., Professor Assistente, Escola de Medicina Grossman da Universidade de Nova York, Cidade de Nova York, NY

Modulação de células do estriado e sinapses por sinais de movimento de dopamina

A dopamina é talvez o neuromodulador mais conhecido, em grande parte devido ao papel que desempenha na sinalização da recompensa. Contudo, a dopamina também desempenha um papel fundamental no movimento, o que é claramente demonstrado pela incapacidade dos pacientes com doença de Parkinson, um distúrbio da dopamina, de iniciar movimentos. Dr. Sippy pretende ajudar a aprender mais sobre como a dopamina está envolvida no movimento, através de medições in vivo muito precisas das flutuações da dopamina simultaneamente com o potencial de membrana nos neurônios-alvo.

As gravações do potencial da membrana permitem que os membros do laboratório do Dr. Sippy meçam duas propriedades dos neurônios que são conhecidas por serem afetadas pela neuromodulação: 1) a força das entradas sinápticas e 2) a excitabilidade dos neurônios que determina como eles respondem a essas entradas. Mas medir as flutuações da dopamina e o potencial de membrana numa célula é muito difícil. O trabalho de Sippy depende da descoberta de que a atividade da dopamina é refletida nos dois hemisférios do cérebro e, portanto, a medição dela e do potencial de membrana pode ser feita em lados opostos e ainda assim ter resultados fortemente correlacionados. Com essas gravações feitas, Sippy irá manipular optogenéticamente o sistema de dopamina e ver como a ativação ou supressão da dopamina afeta as propriedades dos neurônios-alvo e como isso afeta as ações do animal.

Moriel Zelikowsky, Ph.D., Professor Assistente, Universidade de Utah, Salt Lake City, UT

Controle Cortical Neuropeptidérgico do Isolamento Social

O isolamento social prolongado pode impactar negativamente a vida dos mamíferos, incluindo um aumento acentuado da agressividade. Embora muitos estudos tenham analisado o controlo subcortical das formas naturais de agressão, poucos analisaram as formas patológicas de agressão ou o seu controlo de cima para baixo. Dr. Zelikowsky pretende compreender melhor o mecanismo e os circuitos corticais envolvidos no aumento da agressão como resultado do isolamento social crônico.

A pesquisa inicial usando um modelo de camundongo identificou um papel para o neuropeptídeo Taquicinina 2 (Tac2) como um neuromodulador subcortical do medo e da agressão induzidos pelo isolamento. Criticamente, o Tac2 também foi regulado positivamente no córtex pré-frontal medial (mPFC) após o isolamento social. A pesquisa de Zelikowsky utiliza perturbações específicas do tipo celular em ratos que passaram por isolamento social. O aprendizado de máquina é usado para identificar grupos de comportamento, que são mapeados para a atividade cerebral visualizada. Ao compreender como o isolamento pode mudar o cérebro dos mamíferos, os futuros investigadores poderão compreender melhor os efeitos da privação social prolongada nos humanos.

Christine Constantinopla, Ph.D.., Professor assistente, Centro de Ciências Neurais da Universidade de Nova York, Nova York, NY

Mecanismos de Inferência de Circuitos Neurais

Constantinopla está trabalhando com um modelo de rato para descobrir quais partes do cérebro estão envolvidas na inferência de coisas sobre o mundo e como os neurônios passam a representar coisas no mundo, e as diferenças neurológicas entre tomar uma decisão cognitiva em um ambiente incerto ou cair de volta à ação habitual. O experimento envolve esperar por uma recompensa de água conhecida ou “desistir” na esperança de que a próxima recompensa oferecida valha mais a pena.

Ao monitorar a atividade cerebral em múltiplas regiões e em projeções específicas durante períodos previsíveis e imprevisíveis e as transições entre eles, e inativar regiões cerebrais específicas e vias neurais em diferentes ensaios, o Dr. Constantine propõe identificar os mecanismos envolvidos na inferência. Ela propõe que diferentes processos estão envolvidos na escolha de ações baseadas em um modelo mental versus decisões sem modelo; que diferentes núcleos talâmicos codificam as recompensas e a história do rato separadamente; e que o córtex orbitofrontal (OFC) integra essas duas entradas sobrepostas, mas distintas, para inferir estados desconhecidos.

Bradley Dickerson, Ph.D.., Professor Assistente, Instituto de Neurociências de Princeton, Universidade de Princeton, Princeton, NJ

Feedback Integral Proporcional em um 'Giroscópio' Biológico

O sistema nervoso coleta e atua com base nas informações recebidas em milissegundos – às vezes com reflexos programados, às vezes com intenção. Dickerson propõe resolver o nível de controle que as moscas-das-frutas têm sobre certos conjuntos de músculos das asas por meio de um experimento que estuda órgãos mecanossensoriais especializados, exclusivos das moscas, conhecidos como halteres, que atuam como uma espécie de giroscópio automático.

Dr. Dickerson propõe que o haltere tem mecanismos de controle separados que podem ser recrutados durante perturbações para oferecer o máximo controle da mosca. No jargão da engenharia de controles, ele acredita que o haltere pode reagir tanto ao feedback proporcional (o tamanho de uma perturbação) quanto ao feedback integral (como a perturbação muda ao longo do tempo) – uma sofisticação maior do que se acreditava anteriormente. Usando um microscópio epifluorescente, um microscópio de dois fótons acima da mosca para monitorar a atividade cerebral e uma câmera abaixo rastreando o movimento da asa, ele rastreará o que acontece nos neurônios e músculos quando a mosca recebe estímulos visuais. Ele espera criar um modelo de como o cérebro, os neurônios e os músculos se comunicam, que possa avançar na nossa compreensão de como o movimento é controlado.

Markita Landry, Ph.D.., Professor Assistente, Universidade da Califórnia – Berkeley, Departamento de Engenharia Química e Biomolecular, Berkely, CA

Iluminando a sinalização de oxitocina no cérebro com nanosensores fluorescentes de infravermelho próximo

O trabalho do Dr. Landry envolve a criação de “sondas ópticas” – minúsculos nanotubos de carbono com um peptídeo ligado à superfície que apresentará fluorescência na luz infravermelha próxima quando na presença de oxitocina no cérebro. Essa fluorescência pode ser detectada com alta precisão em uma escala de tempo de milissegundos, permitindo que os pesquisadores vejam exatamente onde e quando ela está presente no cérebro e, assim, identifiquem sob quais condições a liberação de oxitocina pode ser prejudicada (e, portanto, tratável) no humor, no comportamento e nas relações sociais. distúrbios.

É importante ressaltar que esses nanotubos podem ser introduzidos externamente no tecido cerebral; a fluorescência não é resultado de codificação genética, portanto pode ser utilizada em animais que não foram modificados. Como emitem luz infravermelha próxima, é possível que a luz possa ser detectada através do crânio, o que permitiria perturbação mínima aos sujeitos. Com esses sensores como ferramenta, o Dr. Landry espera ajudar a melhorar o diagnóstico de distúrbios neurológicos e, assim, desestigmatizar e melhorar o tratamento de muitas dessas condições.

Lauren Orefice, Ph.D., Hospital Geral de Massachusetts / Harvard Medical School, Boston, MA

Desenvolvimento, função e disfunção dos sistemas somatossensoriais e viscerossensoriais no transtorno do espectro do autismo

Tradicionalmente, acredita-se que o Transtorno do Espectro do Autismo (TEA) seja causado apenas por anormalidades no cérebro, mas em sua pesquisa, a Dra. Orefice descobriu que alterações nos neurônios sensoriais periféricos contribuem para o desenvolvimento de sintomas de TEA em camundongos, incluindo hipersensibilidade ao toque. da pele e comportamentos sociais alterados. Sua pesquisa atual se concentrará em saber se os neurônios sensoriais periféricos dos gânglios da raiz dorsal (DRG) que detectam estímulos no trato gastrointestinal também são anormais em modelos de camundongos para TEA e na compreensão de como alterações no desenvolvimento do circuito somatossensorial devido à disfunção de neurônios sensoriais periféricos resultam em mudanças nos circuitos cerebrais conectados que regulam ou modificam comportamentos sociais.

Finalmente, a Dra. Orefice se concentrará em traduzir suas descobertas de estudos pré-clínicos com ratos para a compreensão de problemas sensoriais associados ao TEA em humanos. Orefice testará primeiro se abordagens que reduzem a excitabilidade dos neurônios sensoriais periféricos podem melhorar a reatividade excessiva ao toque e os problemas gastrointestinais em camundongos. Ela aproveitará essas descobertas em ratos para entender melhor a fisiologia humana usando estudos de células cultivadas retiradas de pessoas com TEA.

Kanaka Rajan, Ph.D.., Professor Associado, Departamento de Neurobiologia, Instituto Blavatnik, Harvard Medical School; Docente, Instituto Kempner para o Estudo de Inteligência Natural e Artificial, Universidade de Harvard

Modelos de redes neurais multiescala para inferir motivos funcionais no cérebro

Dr. Rajan está aproveitando o poder dos modelos baseados em IA para fazer representações melhores e mais preditivas do cérebro. Usando modelos de redes neurais recorrentes (RNNs), o Dr. Rajan descobriu que colocar mais restrições em modelos computacionais resultou em descobertas mais consistentes e espaços de solução menores e mais robustos. Desde então, ela passou a desenvolver RNNs em múltiplas escalas, onde as restrições são dados neurais, comportamentais e anatômicos de experimentos reais e são aplicadas simultaneamente. Seu próximo passo será criar RNNs em multiescala usando dados registrados de múltiplas espécies bem estudadas em neurociência – larvas de peixe-zebra, moscas-das-frutas e ratos – para criar modelos.

Em última análise, o uso de conjuntos de dados de diferentes espécies permitirá ao Dr. Rajan identificar “motivos funcionais” e usá-los para descobrir semelhanças e divergências inesperadas entre esses sistemas. Estes conjuntos comuns e discretos de neurónios activos que estão ligados a comportamentos e estados semelhantes, independentemente da espécie, ajudar-nos-ão a inferir como os cérebros funcionam a um nível fundamental. Com os dados disponíveis, esses modelos podem executar muitos cenários e identificar quais mudanças na estrutura ou na atividade neural resultam em diferentes resultados comportamentais.

Weiwei Wang, Ph.D.., Professor Assistente, Centro Médico Southwestern da Universidade do Texas, Dallas, TX

Compreendendo a construção e a função das montagens pós-sinápticas glicinérgicas

A maneira como os neurônios se comunicam entre si é extremamente complexa: os neurotransmissores passam de um neurônio para o próximo através de sinapses, sinalizando aos receptores sinápticos no neurônio receptor para abrirem e formarem canais que permitem a passagem dos íons, transmitindo assim um sinal elétrico. No entanto, se as sinapses não funcionarem ou não se formarem, o comprometimento desses sinais pode contribuir para distúrbios neurológicos. Wang procura ampliar nossa compreensão dessas sinapses, como elas se formam e como funcionam – em particular, como elas organizam os receptores sinápticos em agrupamentos, e por que é importante que os receptores se agrupem em altas concentrações – estudando detalhadamente o sistema glicinérgico. sinapse.

Dr. Wang usará microscopia crioeletrônica para identificar com precisão a estrutura molecular de cada subtipo de sinapse glicinérgica que ainda não foi resolvida e assim identificar como cada uma funciona; testar como a estrutura em que os receptores de glicina se agrupam é formada a partir das proteínas gefirina, neuroligina-2 e colibistina; e, finalmente, testar receptores purificados em uma membrana artificial, primeiro isoladamente, depois ligados à estrutura e, em seguida, ligados à estrutura em um cluster para ver como a função muda.

Lucas Cheadle, PhD, Professor Assistente, Laboratório Cold Spring Harbor, Cold Spring Harbor, NY 

Descobrindo a base molecular da função microglial no cérebro estimulado

Em sua pesquisa, o Dr. Cheadle está estudando o desenvolvimento de conexões neurais visuais usando um modelo de camundongo no qual alguns camundongos são criados em um ambiente sem luz durante um estágio crucial de desenvolvimento. Sua pesquisa anterior mostra que a microglia essencialmente “esculpe” o sistema visual, selecionando conexões sinápticas que são menos benéficas. Como resultado, a ordenação física dessa parte do sistema neural é diferente em camundongos criados no escuro e naqueles criados na luz. Em seu trabalho contínuo, o Dr. Cheadle procurará identificar em nível molecular como a microglia é estimulada por fatores externos (como a luz) e os mecanismos pelos quais eles esculpem as sinapses.

A pesquisa oferece várias abordagens novas, incluindo o uso de tecnologia de edição genética para eliminar genes microgliais específicos para definir seus papéis no desenvolvimento do circuito visual, bem como a criação de uma linhagem transgênica de camundongos que marca células microgliais funcionalmente ativas no cérebro, ambas as táticas mais utilizadas. frequentemente aplicado a neurônios que o Dr. Cheadle está adaptando para estudar a microglia pela primeira vez.

Josie Clowney, PhD, Professor Assistente, Universidade de Michigan, Departamento de Biologia Molecular, Celular e do Desenvolvimento, Ann Arbor, MI

Um enquadramento feminista do infrutífero: a masculinidade como uma supressão dos programas neurais femininos

Muitas pesquisas sobre as diferenças entre os cérebros masculinos e femininos têm sido comportamentais, como a realização de rituais de acasalamento, mas pouco se sabe sobre como os genes que impulsionam esses rituais são sintonizados no cérebro. O Dr. Clowney levanta a hipótese de que o processo é de subtração. Os seus estudos até à data utilizando um modelo de mosca da fruta sugerem que o cérebro masculino pode resultar da remoção de programas neurais de um “modelo base” que está muito mais próximo do cérebro feminino, em vez da criação de novos programas.

A chave para o processo é um fator de transcrição da mosca-das-frutas chamado “Fruitless”, uma proteína criada apenas nos cérebros das moscas-das-frutas machos. Em sua pesquisa, a Dra. Clowney conduzirá experimentos usando uma variedade de técnicas para observar o ganho ou perda de circuitos e comportamentos associados ao sexo em animais com ou sem Fruitless.

Shaul Druckmann, PhD, Professor Assistente de Neurobiologia e de Psiquiatria e Ciências do Comportamento, Universidade de Stanford, Stanford, CA

Como o cérebro calcula usando atividades distribuídas entre populações e áreas cerebrais?

Após décadas de pesquisa, ainda temos uma compreensão limitada de como o cérebro realiza cálculos entre regiões. Esta questão fundamental está no cerne do trabalho do Dr. Druckmann, que aproveita o crescente escopo e detalhe do registro da atividade cerebral para explorar o que acontece no cérebro entre o estímulo e a resposta, especificamente quando a resposta é atrasada e a memória de curto prazo esta noivo.

Dados preliminares mostram que a atividade está presente e mudando entre regiões e em diferentes populações neuronais nessas situações, e Druckmann pretende mostrar que esta atividade coletiva está interagindo entre áreas do cérebro e as maneiras pelas quais as interações podem “consertar” as memórias e a intenção de movimento necessárias. mesmo quando a actividade de uma única região ou população possa ser errada. Um objetivo adicional do projeto é expandir a forma como os pesquisadores trabalham; seu projeto envolve intensa colaboração com vários outros pesquisadores, e ele espera poder explorar a ciência básica e também buscar aplicações clínicas para suas descobertas.

Laura Lewis, PhD, Professor Assistente, Universidade de Boston, Departamento de Engenharia Biomédica, Boston, MA

Imagens da dinâmica neural e de fluidos no cérebro adormecido

Tanto a atividade neural quanto a dinâmica dos fluidos do líquido cefalorraquidiano (LCR) mudam durante o sono, com consequências variadas – os sistemas sensoriais mudam da consciência dos estímulos externos para a reativação da memória, e o LCR flui para o cérebro e elimina as proteínas tóxicas que se acumulam durante o sono. horas de vigília. Curiosamente, os dois processos estão intimamente correlacionados. Em sua pesquisa, a Dra. Lewis investigará a conexão entre a dinâmica neural e dos fluidos durante o sono e a conexão de cada uma com a saúde do cérebro.

Para fazer isso, o Dr. Lewis está usando métodos inovadores para observar a atividade neural precisa e sincronizada e o fluxo do LCR. Sua pesquisa irá explorar primeiro como essas ondas lentas são ativadas no cérebro e quais redes neurais estão envolvidas, usando estímulos auditivos que podem aumentar as ondas lentas. Em segundo lugar, ela examinará a ligação entre essas ondas lentas e o fluxo do LCR.

Ashok Litwin-Kumar, PhD, Professor Assistente, Departamento de Neurociências e Instituto Zuckerman, Columbia University, Nova York, NY

Modelos de comportamento adaptativo restritos ao conectoma

Em sua pesquisa, o Dr. Litwin-Kumar pretende desenvolver uma metodologia para reunir os mundos do conectoma (diagramas de fiação dos sistemas nervosos) e modelos funcionais de comportamento, desenvolvendo maneiras de identificar estruturas relevantes dentro de um conectoma que podem restringir os modelos comportamentais. – por exemplo, limitando os modelos para que utilizem apenas ligações sinápticas que existem fisicamente no conectoma, em vez de realizar saltos fisicamente impossíveis entre neurónios.

Para testar e refinar essa abordagem, o Dr. Litwin-Kumar está primeiro se concentrando no conectoma de uma parte do cérebro da mosca da fruta. Nesta parte do cérebro, as entradas sensoriais são projetadas para os neurônios de saída, que desencadeiam comportamentos como reações de aproximação ou evitação. A equipe procurará identificar de forma eficiente a estrutura dentro do conectoma que reflita como a informação é transmitida. Em seguida, eles testarão modelos de aprendizagem profunda limitados por essas conexões para ver com que eficácia eles prevêem respostas a estímulos, em comparação com modelos irrestritos.

David Schneider, PhD, Professor Assistente, Universidade de Nova York, Centro de Ciências Neurais, Nova York, NY

Coordenar transformações no córtex do mouse

O trabalho do Dr. Schneider concentra-se em como o controle motor e as regiões sensoriais do cérebro trabalham juntas dessa maneira e trabalhará para descobrir como o cérebro aprende e forma memórias que formam a base do que é esperado. Em seus experimentos, o Dr. Schneider se concentra em um conduíte que conecta uma região de controle motor a uma região sensorial auditiva. Sempre que um movimento é feito, as duas regiões comunicam-se de uma forma que diz ao sistema auditivo para desconsiderar o som criado por esse movimento.

Estas experiências ajudarão a identificar o papel de neurónios específicos na antecipação de respostas sensoriais, como o controlo motor e os centros sensoriais do cérebro interagem e como os caminhos entre as regiões motoras e sensoriais mudam quando um novo som se torna “esperado”. Mais pesquisas bloquearão certas vias no cérebro para determinar seu papel na realização de previsões e também verão como o cérebro usa informações visuais para ajudar a antecipar sons autogerados.

Swathi Yadlapalli, PhD, Professor Assistente, Faculdade de Medicina da Universidade de Michigan, Departamento de Biologia Celular e do Desenvolvimento, Ann Arbor, MI

Mecanismos celulares que controlam os ritmos circadianos

Os relógios circadianos controlam muitos dos ritmos do nosso sistema biológico, como quando dormimos, acordamos, como metabolizamos e muito mais. Mas exatamente o que está acontecendo dentro de qualquer célula para criar esse ritmo é pouco compreendido. Pesquisas bioquímicas e genéticas anteriores identificaram proteínas cruciais que são fatores de transcrição, positivos ou inibitórios, com um papel nos ritmos circadianos. Yadlapalli desenvolveu métodos inovadores para realizar pela primeira vez a visualização unicelular e de alta resolução dessas proteínas e como elas interagem durante um período de 24 horas nas células vivas das moscas da fruta. Esses métodos revelaram o papel de um dos principais fatores inibitórios da transcrição, denominado PER, que se reúne para formar focos distribuídos uniformemente ao redor do envelope do núcleo da célula e desempenha um papel na alteração da localização nuclear dos genes do relógio durante o ciclo.

Numa série de experiências, o Dr. Yadlapalli determinará os mecanismos envolvidos neste processo – como os focos se formam e onde se localizam, e como promovem a repressão de genes regulados pelo relógio. Compreender mais sobre o funcionamento destes processos celulares fundamentais e poderosos fornecerá um ponto de partida para a investigação de muitos distúrbios do sono, distúrbios metabólicos e doenças neurológicas.

Steven Flavell, Ph.D., Professor Assistente, Instituto Picower de Aprendizagem e Memória, Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Cambridge, MA

Elucidando mecanismos fundamentais de sinalização intestinal-cérebro em C. elegans

Pouco se sabe sobre como o intestino e o cérebro interagem mecanicamente. A pesquisa do Dr. Flavell se baseará nas descobertas que seu laboratório fez ao estudar o C. elegans verme, cujo sistema nervoso simples e bem definido pode gerar comportamentos relativamente complexos que são facilmente estudados em laboratório. Flavell e sua equipe identificaram um tipo específico de neurônio entérico (neurônios que revestem o intestino) que só está ativo enquanto C. elegans alimentar-se de bactérias. Seus experimentos identificarão os sinais bacterianos que ativam os neurônios, examinarão os papéis de outros neurônios na sinalização intestino-cérebro e examinarão como o feedback do cérebro influencia a detecção de bactérias intestinais. Esta investigação poderá abrir novas linhas de investigação sobre o microbioma humano e como este influencia a saúde e as doenças humanas, incluindo distúrbios neurológicos e psiquiátricos.

Nuo Li, Ph.D., Professor Assistente de Neurociências, Baylor College of Medicine, Houston, TX

Computações cerebelares durante o planejamento motor

O laboratório do Dr. Li revelou que o córtex motor lateral anterior (ALM, uma parte específica do córtex frontal do camundongo) e o cerebelo estão presos em um laço enquanto o camundongo planeja uma ação. Ainda não se sabe exatamente quais informações estão sendo transmitidas de um lado para outro, mas são distintas do sinal que realmente impulsiona os músculos. Se a conexão for interrompida mesmo que por um instante durante o planejamento, o movimento será feito incorretamente.

Os experimentos do Dr. Li irão descobrir o papel do cerebelo no planejamento motor e definir as estruturas anatômicas que o ligam ao ALM. Ele mapeará o córtex cerebelar e descobrirá quais populações de um tipo especial de células usadas na computação cerebelar, chamadas células de Purkinje, são ativadas pelo ALM no planejamento motor e quais sinais elas enviam para frente e para trás durante o planejamento. Um segundo objetivo explorará em que tipo de computação o cerebelo está envolvido. Através deste trabalho, o Dr. Li aprenderá mais sobre esses processos cerebrais sofisticados e fundamentais.

Lauren O'Connell, Ph.D., Professor Assistente de Biologia, Universidade de Stanford, Stanford, CA

Base Neuronal dos Engramas Parentais no Cérebro Infantil

O trabalho do Dr. O'Connell ajudará a identificar como as memórias são formadas na infância como parte do processo de vínculo, rastreará essas impressões de memória para identificar como elas afetam a tomada de decisões futuras e explorará o impacto neurológico da ruptura do vínculo. Nas rãs que O'Connell está estudando, receber comida e cuidados leva o girino a ter uma impressão nos pais, o que por sua vez afeta a escolha futura do parceiro do girino: ele preferirá parceiros que se pareçam com o cuidador.

O'Connell identificou marcadores neuronais que são enriquecidos em girinos que imploram por comida, análogos aos implicados em uma série de problemas neurológicos relacionados à aprendizagem e ao comportamento social em humanos. A sua investigação irá explorar a arquitetura neuronal envolvida no reconhecimento infantil e na ligação com os cuidadores, bem como a atividade cerebral ao fazer escolhas de parceiros mais tarde na vida, para ver como a atividade neuronal em cada processo está relacionada.

Zhaozhou Qiu, Ph.D., Professor Assistente de Fisiologia e Neurociências, Universidade Johns Hopkins, Baltimore, MD

Descobrindo a identidade molecular e a função de novos canais de cloreto no sistema nervoso

Muitas pesquisas até o momento têm se concentrado em canais iônicos que conduzem íons carregados positivamente, como sódio, potássio e cálcio. No entanto, a função dos canais iônicos que permitem a passagem do cloreto, o íon com carga negativa mais abundante, permanece pouco compreendida. Ao realizar telas genômicas de alto rendimento, o Dr. Qiu e sua equipe de pesquisa identificaram duas novas famílias de canais de cloreto, ativados pelo aumento do volume celular e pelo pH ácido, respectivamente. Sua pesquisa visa investigar a função neurológica desses novos canais iônicos com foco nas interações neurônios-glia, plasticidade sináptica e aprendizado e memória. Dr. Qiu estenderá esta abordagem a outros misteriosos canais de cloreto no cérebro. Sua pesquisa fornecerá informações importantes sobre como o cloreto é regulado no sistema nervoso.

Maria Antonieta Tosches, Ph.D., Professor Assistente, Columbia University, Nova York, NY

A evolução dos módulos genéticos e motivos de circuito para inibição cortical

Os cérebros modernos foram moldados por uma longa história evolutiva. Tosches está conduzindo pesquisas para compreender esses processos e descobrir quais sistemas neurais fundamentais foram conservados em animais vertebrados separados por centenas de milhões de anos de evolução.

Dr. Tosches está explorando a história evolutiva dos neurônios GABAérgicos. Suas experiências anteriores descobriram que os neurônios GABAérgicos de répteis e mamíferos são geneticamente semelhantes, indicando que esses tipos de neurônios já existiam em ancestrais vertebrados; eles também compartilham módulos genéticos associados a funções neuronais específicas em ambos os tipos de cérebro. Na nova pesquisa de Tosches, ela determinará se esses mesmos tipos de neurônios são encontrados no cérebro simples das salamandras. Este trabalho irá introduzir um modelo animal completamente novo para a neurociência de circuitos, aumentando a nossa compreensão de como o cérebro funciona a um nível fundamental.

Daniel Wacker, Ph.D., Professor Assistente, Icahn School of Medicine no Mount Sinai, Nova York, NY

Acelerando a descoberta de medicamentos para distúrbios cognitivos por meio de estudos estruturais de um receptor de serotonina

Wacker propõe uma nova abordagem para a descoberta de medicamentos que se concentra em um receptor específico de serotonina conhecido como 5-HT₇R (que não apresenta os mesmos riscos que a ativação do sistema dopaminérgico como muitos medicamentos fazem), mapeando cuidadosamente a estrutura desse receptor em escala molecular e buscando compostos que se liguem a esse receptor de uma maneira específica. Dr. Wacker propõe realizar um estudo estrutural do receptor usando cristalografia de raios X em amostras purificadas do receptor. A equipe de Wacker realizará então uma pesquisa computadorizada de centenas de milhões de compostos, comparando sua estrutura 3D com o modelo 3D do receptor para aqueles com maior probabilidade de “encaixarem”. Este processo informatizado oferece a oportunidade de pré-selecionar medicamentos essencialmente com base na sua estrutura e acelerar o seu desenvolvimento.

Jayeeta Basu, Ph.D., Professor Assistente, Instituto de Neurociências, Escola de Medicina da Universidade de Nova York, Nova York, NY

Modulação Sensorial Cortical da Atividade Hipocampal e Representação Espacial

Dr. Basu pretende mapear os circuitos envolvidos entre o LEC e neurônios específicos do hipocampo. Seu laboratório registrará diretamente os sinais recebidos pelos dendritos finos dos neurônios quando os sinais LEC são enviados com ou sem sinais MEC, e em diferentes intensidades de sinal. Uma segunda série de experiências com ratos testará a hipótese de que estas entradas do LEC apoiam a criação de memórias de lugar durante a aprendizagem – sinais de cheiro irão desencadear um comportamento de procura de recompensas em locais distintos. Os pesquisadores verão como ligar ou desligar os sinais LEC durante o aprendizado ou durante a recordação afetam a ativação de células locais no cérebro e o próprio comportamento de aprendizagem. Esta pesquisa pode ser relevante em estudos futuros sobre a doença de Alzheimer, TEPT e outras condições onde a memória e “gatilhos” contextuais são ativados.

Juan Du, Ph.D., Professor Assistente, Programa de Biologia Estrutural, Centro de Câncer e Biologia Celular, Van Andel Research Institute, Grand Rapids, MI

Mecanismo de regulação de receptores termossensíveis no sistema nervoso

Dr. Du conduzirá um projeto de três partes para desvendar os segredos de como as informações de temperatura são recebidas e processadas pelo sistema neural. Ela está analisando três receptores específicos, um que detecta temperaturas frias e frias externamente, um que detecta calor externo extremo e um que detecta temperaturas quentes no cérebro (para regular a temperatura corporal). Ela primeiro identificará as condições de purificação para esses receptores, então eles podem ser extraídos e usados em experimentos de laboratório e ainda funcionar da mesma forma que os receptores do corpo.

Um segundo objetivo é ver quais estruturas nos receptores são ativadas pela temperatura e compreender como funcionam. Isto também incluirá o desenvolvimento de novas terapêuticas que possam ligar-se a estas estruturas e regulá-las. Terceiro, quando as estruturas forem compreendidas, serão realizados experimentos de validação nos quais os receptores sofrem mutação para alterar ou remover a sensibilidade à temperatura, primeiro em células e depois em camundongos, para ver como as alterações nos receptores sensíveis à temperatura impactam o comportamento.

Mark Harnett, Ph.D., Professor Assistente, Ciências do Cérebro e Cognitivas, Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Cambridge, MA

Perturbando a compartimentalização dendrítica para avaliar cálculos corticais de neurônios únicos

Harnett está observando os dendritos no sistema visual com ferramentas elétricas e ópticas precisas, para medir como os sinais viajam pelos ramos dos dendritos e medir como a alteração dos dendritos muda o funcionamento do neurônio. Essas perturbações permitirão ao Dr. Harnett testar se a inibição de sinais em um ramo específico de um dendrito altera a forma como a rede neural responde a certos estímulos visuais. Aprender que um único neurônio é essencialmente composto de sua própria rede de processadores de sinais menores mudaria nossa compreensão de como o cérebro computa. Entre outras coisas, isto poderá afetar a forma como a inteligência artificial, que é modelada em redes neurais, evoluirá nos próximos anos.

Weizhe Hong, Ph.D., Professor Assistente, Departamentos de Química Biológica e Neurobiologia, Universidade da Califórnia, Los Angeles, CA

Mecanismos de Circuito Neural do Comportamento Materno

Um foco particular do trabalho do Dr. Hong será investigar o papel de uma região cerebral evolutivamente conservada chamada amígdala no controle do comportamento parental. Embora os ratos fêmeas geralmente se envolvam em comportamentos extensos de criação de filhotes, os ratos machos geralmente não apresentam comportamento parental até que seus próprios filhotes nasçam.

A pesquisa identificará populações neuronais específicas e molecularmente definidas que medeiam o comportamento parental. A pesquisa também comparará os circuitos neurais em homens e mulheres para entender como a atividade neural nesses neurônios regula o comportamento parental. Esta pesquisa fornecerá insights importantes sobre a base neural de um comportamento social essencial e os princípios básicos que regem os comportamentos sexualmente dimórficos.

Rachel Roberts-Galbraith, Ph.D., Professor Assistente, Departamento de Biologia Celular, Universidade da Geórgia, Atenas, GA

Regeneração do Sistema Nervoso Central em Planárias

Ao estudar a regeneração neural bem-sucedida no mundo natural, o Dr. Roberts-Galbraith espera aprender detalhes sobre o mecanismo de regeneração neural e o papel de diferentes células. Um dos objetivos é investigar se os neurônios podem detectar lesões e iniciar reparos por conta própria, enviando sinais que desencadeiam e direcionam o novo crescimento. Dr. Roberts-Galbraith levanta a hipótese de que os neurônios influenciam as células-tronco planárias, que são recrutadas para regenerar partes do sistema nervoso central (e outras partes do corpo). O controle preciso das células-tronco é fundamental para a regeneração, pois as planárias substituem fielmente os tecidos perdidos e nunca desenvolvem tumores.

Outro objectivo é examinar o papel das células gliais, que têm sido tradicionalmente vistas como a cola do sistema nervoso, mas que possuem claramente papéis mais significativos do que o anteriormente reconhecido. As células gliais constituem grande parte do sistema nervoso dos animais e devem ser regeneradas junto com os neurônios; eles também são propensos a modular a regeneração neuronal. A esperança é que esta pesquisa forneça uma maior compreensão de como a regeneração pode acontecer nos casos mais bem-sucedidos e talvez informe novas formas de pensar sobre a regeneração neural em humanos.

Shigeki Watanabe, Ph.D., Professor Assistente de Biologia Celular e Neurociência, Universidade Johns Hopkins, Baltimore, MD

Insights mecanísticos sobre remodelação de membranas em sinapses

Dr. Watanabe usará uma técnica chamada microscopia eletrônica flash-and-freeze para pesquisar esse processo. Os neurônios serão estimulados com luz – o flash – e então o processo será interrompido precisamente com congelamento de alta pressão em intervalos de tempo precisos microssegundos após a estimulação. As sinapses congeladas podem então ser visualizadas com um microscópio eletrônico. Ao obter uma série de imagens congeladas em diferentes intervalos de tempo após a estimulação, o Dr. Watanabe criará uma visualização passo a passo do processo e identificará as proteínas envolvidas e o que elas fazem. Isto não só proporcionará uma melhor compreensão de como funcionam os neurônios, mas também terá implicações para doenças relacionadas à transmissão neural defeituosa, como a doença de Alzheimer.

Eiman Azim, Ph.D., Professor Assistente, Laboratório de Neurobiologia Molecular,

Instituto Salk de Estudos Biológicos, La Jolla, CA

Circuitos espinhais controlando o movimento hábil dos membros anteriores

Os movimentos hábeis dos nossos braços, mãos e dedos são fundamentais para as nossas interações diárias com o mundo, mas a ciência está apenas a começar a arranhar a superfície da compreensão de como circuitos neurais específicos controlam a precisão, velocidade e fidelidade destes impressionantes comportamentos motores. O laboratório do Dr. Azim no Instituto Salk está na vanguarda deste campo, implantando uma abordagem multidisciplinar que visa dissecar a diversidade molecular, anatômica e funcional das vias motoras, um elemento de cada vez. Aproveitando os avanços recentes em aprendizado de máquina, tecnologia de visão computacional e ferramentas de genética molecular, o Laboratório Azim visa desenvolver abordagens mais padronizadas, imparciais e de alto rendimento para reunir as bases neurais do movimento – especialmente movimentos qualificados, como alcance direcionado a objetivos. e agarrando. Suas descobertas podem ajudar a esclarecer como doenças ou lesões perturbam a execução normal do movimento, abrindo caminho para um melhor diagnóstico e tratamento.

Rudy Behnia, Ph.D., Professor assistente de neurociência, Columbia University-Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Nova York, NY

Neuromodulação Dependente do Estado de um Circuito para Visão de Movimento

Dr. Behnia estuda os processos dinâmicos dedicados à visão, explorando como o sistema visual do cérebro impulsiona comportamentos e ajuda animais e humanos a sobreviver e prosperar em ambientes complexos repletos de estímulos sensoriais. Utilizando o sistema modelo da mosca da fruta, o laboratório de Behnia investiga como os animais percebem e adaptam o seu comportamento a ambientes em mudança através de uma variedade de técnicas complementares, incluindo na Vivo gravações de patch-clamp de célula única, imagem de atividade de dois fótons, paradigmas optogenéticos e comportamentais. Um foco particular do trabalho financiado por McKnight do Dr. Behnia será explorar como estados internos, como a atenção, alteram a sensibilidade do cérebro a certos estímulos, pesquisa que poderia lançar nova luz sobre o papel que os neuromoduladores desempenham na mudança da função dos circuitos neurais. Esta pesquisa também pode revelar novos alvos para estratégias terapêuticas para transtornos como depressão e TDAH.

Felice Dunn, Ph.D., Professor Assistente de Oftalmologia, Universidade da Califórnia, São Francisco

O Estabelecimento e Regulamentação da Visão de Bastonete e Cone

A pesquisa do Dr. Dunn está focada em descobrir como a informação visual é analisada e processada no circuito da retina, conhecimento que poderia abrir novos caminhos para restaurar a visão perdida. Embora muitas doenças da retina que levam à perda de visão ou cegueira comecem com a degeneração dos fotorreceptores, a forma como a doença progride para afetar os neurônios pós-sinápticos ainda é amplamente desconhecida. Em seu laboratório, Dunn implanta ablação transgênica controlada temporalmente de fotorreceptores, registros funcionais e imagens de células únicas e métodos de edição de genes para investigar as células e sinapses restantes da retina. O seu trabalho ajudará a descobrir como o circuito restante altera a sua estrutura e função numa retina em degeneração e pode ajudar a revelar potenciais terapias para travar ou prevenir a perda de visão.

John Tuthill, Ph.D., Professor Assistente, Fisiologia e Biofísica, Universidade de Washington, Seattle

Controle de feedback proprioceptivo da locomoção em Drosophila

A propriocepção – o sentido de automovimento e posição do corpo – é crítica para o controle eficaz do movimento, mas pouco se sabe sobre como os circuitos motores do cérebro integram esse feedback para orientar movimentos futuros. O laboratório do Dr. Tuthill está trabalhando para desvendar a essência do aprendizado motor no cérebro, investigando como as moscas-das-frutas aprendem a evitar obstáculos e navegar em ambientes imprevisíveis, avaliando o papel do feedback sensorial no controle motor por meio da manipulação optogenética da atividade dos proprioceptores. Uma compreensão mais profunda do controle do feedback proprioceptivo tem o potencial de transformar a maneira como entendemos e tratamos os distúrbios do movimento.

Mingshan Xue, Ph.D., Professor Assistente, Baylor College of Medicine, Houston, TX

Função e mecanismo de plasticidade sináptica homeostática específica de entrada in vivo

Navegando em ambientes complexos e mudando estados internos, o cérebro saudável mantém um equilíbrio constante entre excitação e inibição (frequentemente caracterizado como relação E/I) que é notavelmente estável. Como o cérebro mantém esse equilíbrio? O laboratório do Dr. Xue explorará esta questão, combinando abordagens moleculares, genéticas, eletrofisiológicas, optogenéticas, de imagem e anatômicas para determinar se a plasticidade homeostática regula as sinapses de uma maneira específica de entrada in vivo, mantendo assim os níveis de atividade neuronal e as propriedades de resposta funcional. Obter uma compreensão mais profunda de como o cérebro normal lida com perturbações pode abrir caminho para intervenções para tratar doenças neurológicas que perturbam o equilíbrio natural do cérebro.

Martha Bagnall, Ph.D., Professor Assistente de Neurociências, Escola de Medicina da Universidade de Washington em St.

Cálculos sensoriais e motores subjacentes ao controle postural 

A postura é crucial para o funcionamento normal, mas pouco se sabe sobre como o cérebro encaminha com sucesso sinais sensoriais sobre orientação, movimento e gravidade através da medula espinhal para manter o corpo “com o lado certo para cima”. O laboratório do Dr. Bagnall estuda como os animais mantêm a postura concentrando-se no sistema vestibular do peixe-zebra, um organismo modelo com uma medula espinhal notavelmente semelhante à dos mamíferos com membros. No início do desenvolvimento, as medulas espinhais das larvas do peixe-zebra são transparentes, proporcionando aos pesquisadores uma visão valiosa das diversas populações de neurônios ativados durante diferentes tipos de movimentos. Ao aprender mais sobre como essas vias pré-motoras distintas são recrutadas durante os comportamentos posturais – permitindo que os animais se ajustem às mudanças de rotação e inclinação – a pesquisa de Bagnall pode revelar novas descobertas sobre as complexas conexões neurais que governam o comportamento equivalente em humanos. O seu trabalho também poderá contribuir para o desenvolvimento de dispositivos que possam ajudar as pessoas a recuperar o equilíbrio e a postura, e melhorar a vida de pessoas cujo equilíbrio foi prejudicado por lesões ou doenças.

Stephen Brohawn, Ph.D., Professor Assistente de Neurobiologia, Helen Wills Neuroscience Institute, Universidade da Califórnia, Berkeley

Mecanismos de sensação de força biológica

Dr. Brohawn estuda o sistema elétrico da vida a partir de uma perspectiva molecular e biofísica, com foco em encontrar a resposta para a pergunta “Como nos sentimos?  A capacidade do sistema nervoso de sentir a força mecânica é um dos fundamentos da audição e do equilíbrio, mas a ciência ainda não revelou a maquinaria proteica que converte as forças mecânicas em sinais eléctricos. Usando uma variedade de abordagens, desde cristalografia de raios X até microscopia crioeletrônica, o laboratório de Brohawn adota uma abordagem “de baixo para cima” para a questão, capturando instantâneos de resolução atômica das proteínas da membrana quando em repouso e sob força. Compreender como a audição e o equilíbrio funcionam em um nível molecular detalhado pode algum dia formar a base para novas terapias para melhorar a vida de indivíduos que sofreram perda de função auditiva ou vestibular.

Mehrdad Jazayeri, Ph.D., Professor assistente, Instituto de Tecnologia de Massachusetts/Instituto McGovern de Pesquisa do Cérebro

Mecanismos tálamo-corticais de temporização motora flexível

Matthew Pecot, Ph.D., Professor Assistente, Escola Médica de Harvard

Definindo a lógica transcricional subjacente à montagem da rede neural no sistema visual da Drosophila 

A precisão com que os neurônios formam conexões sinápticas é fundamental para o comportamento animal, mas não está claro como os neurônios identificam os parceiros sinápticos corretos em meio à impressionante complexidade celular do sistema nervoso. Para identificar os princípios moleculares subjacentes à especificidade sináptica, o laboratório Pecot estuda a conectividade neural no sistema visual da mosca, que compreende tipos de neurônios geneticamente acessíveis bem definidos com padrões conhecidos de conectividade sináptica. Com base em sua pesquisa, eles propõem que os parceiros sinápticos corretos expressem uma proteína reguladora mestre comum que controla a expressão de moléculas que instruem sua conectividade sináptica. Garantir que os neurônios destinados a formar conexões expressem o mesmo regulador mestre pode fornecer uma estratégia simples para estabelecer conexões neurais precisas. Com um conjunto crescente de evidências que identificam defeitos na conectividade neural como causa de doenças neurológicas, a pesquisa do Dr. Pecot poderia inspirar estratégias terapêuticas focadas na religação de circuitos neurais danificados em indivíduos afetados.

Mark Andermann, Ph.D., Professor Assistente de Medicina, Beth Israel Deaconess Medical Center, Harvard Medical School

Um caminho para a modulação da fome de respostas aprendidas aos sinais alimentares no córtex insular

A pesquisa do Dr. Andermann aborda as maneiras pelas quais o cérebro percebe e age sobre imagens relacionadas à comida, especialmente quando um indivíduo está com fome. Seu trabalho é impulsionado pela necessidade urgente da sociedade de desenvolver terapias abrangentes para a obesidade. Os humanos prestam atenção às coisas que seus corpos lhes dizem que precisam. A atenção excessiva aos sinais alimentares, que resulta na procura de mais alimentos do que o necessário, pode persistir em indivíduos que sofrem de obesidade ou distúrbios alimentares, mesmo quando saciados. O laboratório de Andermann desenvolveu um método envolvendo imagens de cálcio de dois fótons através de um periscópio para estudar centenas de neurônios no cérebro de um camundongo, e descobriu que a resposta do cérebro às imagens associadas à comida diferia dependendo se o camundongo estava com fome ou saciado. O laboratório Andermann está colaborando com o laboratório do Dr. Brad Lowell – especialistas nos circuitos cerebrais que controlam a fome – para estudar o córtex insular em busca de maneiras de prevenir o desejo por alimentos errados em indivíduos obesos.

John Cunningham, Ph.D., Professor Assistente, Departamento de Estatística, Universidade de Columbia

A estrutura computacional de populações de neurônios no córtex motor

A principal missão de pesquisa do Dr. Cunningham é avançar na compreensão científica da base neural de comportamentos complexos. Por exemplo, uma melhor compreensão do papel do cérebro na geração de movimentos voluntários pode potencialmente ajudar milhões de pessoas com deficiências motoras devido a doenças e lesões. Cunningham faz parte de um campo pequeno, mas crescente, de estatísticos que aplicam técnicas estatísticas e de aprendizado de máquina à pesquisa em neurociências. Ele combina aspectos de matemática, estatística e ciência da computação para extrair insights significativos de enormes conjuntos de dados gerados em experimentos. Ele pretende preencher a lacuna entre o registro de dados e os resultados científicos, buscando criar ferramentas analíticas que ele e outros pesquisadores possam aproveitar. Métodos de análise capazes de lidar com os enormes conjuntos de dados gerados são essenciais para a área, especialmente à medida que os pesquisadores registram cada vez mais dados de complexidade crescente.

Roozbeh Kiani, MD, Ph.D., Professor Assistente, Universidade de Nova York, Centro de Ciências Neurais

Processos de decisão hierárquicos que operam em escalas de tempo distintas fundamentam escolhas e mudanças na estratégia

Dr. Kiani está pesquisando como o comportamento adaptativo ocorre na tomada de decisões. As decisões são orientadas pelas informações disponíveis e pelas estratégias que ligam a informação à ação. Após um mau resultado, duas fontes potenciais de erro – estratégia falha e informação deficiente – devem ser distinguidas para melhorar o desempenho futuro. Este processo depende da interação de diversas áreas corticais e subcorticais que coletivamente representam informações sensoriais, recuperam memórias relevantes e planejam e executam ações desejadas. A pesquisa do Dr. Kiani concentra-se nos mecanismos neuronais que implementam esses processos, especialmente como as fontes de informação são integradas, como a informação relevante é selecionada e roteada de forma flexível de uma área do cérebro para outra, e como o processo de tomada de decisão dá origem a crenças subjetivas sobre resultados esperados. Sua pesquisa pode ter implicações de longo prazo para o estudo de distúrbios neurológicos que perturbam os processos de tomada de decisão, como esquizofrenia, transtorno obsessivo-compulsivo e Alzheimer.

Abigail Pessoa, Ph.D., Professor Assistente de Fisiologia e Biofísica, Universidade do Colorado Denver

Mecanismos de circuito de correção motora cerebelar

O movimento é fundamental para todos os comportamentos, mas os centros de controle motor do cérebro são pouco compreendidos. O trabalho do Dr. Person explora como o cérebro torna os movimentos precisos. O laboratório de Person está particularmente interessado em uma parte antiga do cérebro chamada cerebelo, perguntando como seus sinais corrigem comandos motores contínuos. O cerebelo tem sido particularmente atraente para análise de circuitos porque suas camadas e tipos de células são muito bem definidos. No entanto, as suas estruturas de saída, chamadas núcleos cerebelares, violam esta regra e são muito mais heterogéneas e, portanto, muito mais confusas. Utilizando uma variedade de técnicas fisiológicas, optogenéticas, anatômicas e comportamentais, sua pesquisa visa desembaraçar a mistura de sinais nos núcleos para interpretar como ela contribui para o controle motor. Person antecipa que sua pesquisa possa oferecer aos médicos insights sobre estratégias terapêuticas para pessoas com doenças cerebelares e poderia contribuir potencialmente para a classe de tecnologias que usam sinais neurais para controlar membros protéticos.

Susanne Ahmari, Universidade de Pitsburgo 
Identificando alterações no circuito neural subjacentes aos comportamentos relacionados ao TOC

Marlene Cohen, Universidade de Pitsburgo
Testes Causais e Correlativos da Hipótese de que os Mecanismos Neuronais Subjacentes à Atenção Envolvem Interações entre Áreas Corticais 

Daniel Dombeck, Universidade do Noroeste
Dinâmica funcional, organização e plasticidade de espinhas dendríticas de células locais 

Gaby Maimon, Universidade Rockefeller
Base Neuronal para a Iniciação Interna da Ação

Jéssica Cardin, Universidade de Yale
Mecanismos de regulação cortical dependente do estado

Robert Froemke, Faculdade de Medicina da Universidade de Nova York
Circuitos Neurais e Plasticidade para Controle do Comportamento Social dos Mamíferos

Ryan Hibbs, UT Centro Médico do Sudoeste
Estrutura e mecanismo dos receptores neuronais de acetilcolina

Takaki Komiyama, Universidade da Califórnia em San Diego 
Plasticidade do córtex motor na aprendizagem motora

Hillel Adesnik, Universidade da California, Berkeley
Sondando opticamente a base neural da percepção

Marcos Churchland, Universidade Columbia
O substrato neural da iniciação do movimento voluntário

Elissa Hallem, Universidade da Califórnia – Los Angeles
Organização Funcional de Circuitos Sensoriais em C.Elegans

Dayu Lin – Centro Médico Langone da NYU
O mecanismo de circuito da modulação de agressão mediada pelo septo lateral

Anne Churchland, Laboratório Cold Spring Harbor
Circuitos Neurais para Tomada de Decisão Multissensorial

Patrick Drew, Universidade Estadual da Pensilvânia
Imagem de acoplamento neurovascular no comportamento animal

David Freedman, Universidade de Chicago
Mecanismos Neuronais de Categorização Visual e Tomada de Decisão

Almofada Jonathan, Universidade do Texas em Austin
Decifrando representações corticais no nível de picos, correntes e condutâncias

Adam Carter, Ph.D., Universidade de Nova York
Especificidade de sinapse em circuitos estriatais

Sandeep Robert Datta, MD, Ph.D., Faculdade de Medicina de Harvard
Mecanismos Neurais Subjacentes aos Comportamentos Sensoriais

Qing Fan, Ph.D., Universidade Columbia
Mecanismo molecular da função metabotrópica do receptor GABA

Winrich Freiwald, Ph.D., Universidade Rockefeller
Do reconhecimento facial à cognição social

Anatol C. Kreitzer, Ph.D., Institutos J. David Gladstone
Função e disfunção dos circuitos dos gânglios da base in vivo

Seok-Yong Lee, Ph.D., Centro Médico da Universidade Duke
Estrutura e farmacologia dos sensores de tensão do canal de sódio

Stavros Lomvardas, Ph.D., Universidade da Califórnia
Mecanismos moleculares de escolha do receptor olfativo

Andreas S. Tolias, Ph.D., Faculdade de Medicina de Baylor
A organização funcional da microcoluna cortical 

Diana Bautista, Ph.D., Universidade da California, Berkeley
Mecanismos moleculares e celulares de toque e dor em mamíferos

James Bisley, Ph.D., Universidade da Califórnia em Los Angeles
O papel do córtex parietal posterior na orientação da atenção e dos movimentos oculares

Nathaniel Daw, Ph.D., Universidade de Nova York
Tomada de decisões em tarefas estruturadas e sequenciais: combinando abordagens computacionais, comportamentais e neurocientíficas

Tatyana Sharpee, Ph.D., Instituto Salk de Estudos Biológicos
Representação Discreta de Formas Visuais no Cérebro

Jeremy Dasen, Ph.D., Faculdade de Medicina da Universidade de Nova York
Mecanismos de especificidade sináptica na medula espinhal de vertebrados

Wesley Grueber, Ph.D., Centro Médico da Universidade de Columbia
Padronização de Campo Dendrítico por Sinais Atrativos e Repulsivos

Greg Horwitz, Ph.D., Universidade de Washington
Contribuições Magnocelulares para o Processamento de Cores

Bence Olveczky, Ph.D., Universidade de Harvard
Organização funcional dos circuitos neurais subjacentes à aprendizagem sensório-motora

Bijan Pesaran, Ph.D., Universidade de Nova York
Decidindo onde procurar e onde alcançar 

Stephen A. Baccus, Ph.D., Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford
Circuito Funcional de Codificação Neural na Retina

Karl A. Deisseroth, MD, Ph.D., Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford
Interrogação óptica rápida multicanal de circuitos neurais vivos

Gilberto Di Paolo, Ph.D., Centro Médico da Universidade de Columbia
Uma nova abordagem para modulação rápida induzida quimicamente do metabolismo PIP2 na sinapse

Maurice A. Smith, MD, Ph.D., Universidade de Harvard
Um modelo computacional de processos adaptativos interativos para explicar propriedades da aprendizagem motora de curto e longo prazo

Rachel Wilson, Ph.D., Faculdade de Medicina de Harvard
A base biofísica e molecular da transmissão sináptica central em Drosophila 

Thomas Clandinin, Ph.D., Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford
Como as dicas visuais importantes são capturadas pelas mudanças na atividade neuronal?

James DiCarlo, MD, Ph.D., Instituto de Tecnologia de Massachusetts
Mecanismos neuronais subjacentes ao reconhecimento de objetos durante a visualização natural

Florian Engert, Ph.D., Universidade de Harvard
A base neuronal do comportamento induzido visualmente nas larvas do peixe-zebra

Tirin Moore, Ph.D., Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford
Mecanismos de atenção visuoespacial e memória de trabalho

Elke Stein, Ph.D., Universidade de Yale
Convertendo atração mediada por Netrin-1 em repulsão por meio de crosstalk intracelular 

Athanossios Siapas, Ph.D., Instituto de Tecnologia da Califórnia
Interações córtico-hipocampais e formação de memória

Nirao Shah, MD, Ph.D., Universidade da Califórnia, São Francisco
Representação de comportamentos sexualmente dimórficos no cérebro

Aravinthan Samuel, Ph.D., Universidade de Harvard
Uma abordagem biofísica para a neurociência comportamental de vermes

Miriam Goodman, Ph.D., Universidade de Stanford
Compreendendo o mecanismo de detecção de força dos neurônios receptores de toque

Ricardo Dolmetsch, Ph.D., Universidade de Stanford
Análise Funcional do Proteoma do Canal de Cálcio

Loren Frank, Ph.D., Universidade da Califórnia, São Francisco
Os Correlatos Neurais da Aprendizagem no Hipocampo – Circuito Cortical

Rachelle Gaudet, Ph.D., Universidade de Harvard
Estudos estruturais de canais iônicos TRP com detecção de temperatura

Kang Shen, MD, Ph.D., Universidade de Stanford
Compreendendo o código molecular para especificidade do alvo na formação de sinapses

Michael Brainard, Ph.D. Universidade da Califórnia, São Francisco
Mecanismos comportamentais e neurais de plasticidade no canto de pássaros adultos

Joshua Gold, Ph.D. Escola de Medicina da Universidade da Pensilvânia
A base neural das decisões que vinculam de maneira flexível sensação e ação

Jacqueline Gottlieb, Ph.D. Universidade Columbia
Substratos Neurais de Visão e Atenção no Córtex Parietal Posterior de Macacos

Kristin Scott, Ph.D. Universidade da California, Berkeley
Representações do sabor no cérebro da Drosophila 

Aaron DiAntonio, MD, Ph.D., Universidade de Washington
Análise Genética do Crescimento Sináptico

Marla Feller, Ph.D., Universidade da Califórnia, San Diego
Regulação homeostática da atividade espontânea na retina de mamíferos em desenvolvimento

Bharathi Jagadeesh, Ph.D., Universidade de Washington
Plasticidade de neurônios seletivos de objeto e cena no córtex inferotemporal de primatas

Philip Sabes, Ph.D., Universidade da Califórnia, São Francisco
Os mecanismos neurais e os princípios computacionais da adaptação visuomotora no alcance

Daniel Feldman, Ph.D., Universidade da Califórnia, San Diego
Base sináptica para plasticidade do mapa de bigodes no córtex do barril de rato

Kelsey Martin, MD, Ph.D., Universidade da Califórnia, Los Angeles
Comunicação entre a sinapse e o núcleo durante a plasticidade sináptica de longa duração

Daniel Menor, Jr., Ph.D., Universidade da Califórnia, São Francisco
Estudos de alta resolução de regulação de canais iônicos

Leslie Vosshall, Ph.D., Universidade Rockefeller
A Biologia Molecular do Reconhecimento de Odores em Drosophila

John Assad, Ph.D., Faculdade de Medicina de Harvard
Efeitos da memória de longo e curto prazo na codificação do movimento visual no córtex parietal

Eduardo Chichilnisky, Ph.D., Instituto Salk de Estudos Biológicos
Percepção de cor e movimento: sinalização de conjunto por tipos de células identificadas na retina de primatas

Frank Gertler, Ph.D., Instituto de Tecnologia de Massachusetts
Papel das proteínas reguladoras do citoesqueleto no crescimento e orientação do axônio

Richard Krauzlis, Ph.D., Instituto Salk de Estudos Biológicos
Coordenação dos movimentos oculares voluntários pelo colículo superior

Jian Yang, Ph.D., Universidade Columbia
Permeação e controle do canal de potássio estudados com novas mutações na espinha dorsal 

Michael Ehlers, MD, Ph.D., Centro Médico da Universidade Duke
Regulação Molecular de Receptores NMDA

Jennifer Raymond, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade de Stanford
Análise fisiológica in vivo de mutações que afetam a aprendizagem dependente do cerebelo

Fred Rieke, Ph.D., Universidade de Washington
Obtenha controle e seletividade de recursos das células ganglionares da retina

Alexander Schier, Ph.D., Faculdade de Medicina da Universidade de Nova York
Mecanismos de padronização do cérebro anterior

Michael Weliky, Ph.D., Universidade de Rochester
O papel da atividade neuronal correlacionada no desenvolvimento visual cortical

Paul Garrity, Ph.D., Instituto de Tecnologia de Massachusetts
Direcionamento de axônios no sistema visual da Drosophila

Jennifer Groh, Ph.D., Faculdade de Dartmouth
Transformações de coordenadas neurais

Phyllis Hanson, MD, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade de Washington
O papel dos acompanhantes moleculares na função pré-sináptica

Wendy Suzuki, Ph.D., Universidade de Nova York
Funções Espaciais do Córtex Parahipocampal do Macaco

Ulrike I. Gália, Ph.D., Universidade Rockefeller
Aspectos celulares e moleculares da orientação do axônio em um sistema in vivo simples

Liqun Luo, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade de Stanford
Mecanismos moleculares de desenvolvimento de dendritos: estudos de GTPases Rac e Cdc42

Mark Mayford, Ph.D., Universidade da Califórnia, San Diego
Controle Genético Regulado da Plasticidade Sináptica, Aprendizagem e Memória

Samuel L. Pfaff, Ph.D., Instituto Salk de Estudos Biológicos
Controle molecular da segmentação do axônio do neurônio motor de vertebrados

Paul W. Glimcher, Ph.D., Universidade de Nova York
Base Neurobiológica da Atenção Seletiva

Ali Hemmati-Brivanlou, Ph.D., Universidade Rockefeller
Aspectos moleculares da neurogênese de vertebrados

Donald C. Lo, Ph.D., Centro Médico da Universidade Duke
Regulação da neurotrofina da plasticidade sináptica

Tito A. Serafini, Ph.D., Universidade da California, Berkeley
Isolamento e caracterização de moléculas direcionadas ao cone de crescimento

Toshinori Hoshi, Ph.D., Universidade de Iowa
Mecanismos de ativação de canais de potássio dependentes de tensão

Alex L. Kolodkin, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins
Orientação sobre mecanismos moleculares de crescimento do cone: função da semáfora durante o neurodesenvolvimento

Michael L. Nonet, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade de Washington
Análise genética do desenvolvimento da junção neuromuscular

Michael N. Shadlen, MD, Ph.D., Universidade de Washington
Integração Sensorial e Memória de Trabalho

Rita J. Balice-Gordon, Ph.D., Universidade da Pensilvânia
Mecanismos dependentes e independentes de atividades subjacentes à formação e manutenção de sinapses

Mark K. Bennett, Ph.D., Universidade da California, Berkeley
Regulação da maquinaria de ancoragem e fusão de vesículas sinápticas por fosforilação de proteínas

David S. Bredt, MD, Ph.D., Universidade da Califórnia, São Francisco
Funções fisiológicas do óxido nítrico no desenvolvimento e regeneração de neurônios

Richard D. Mooney, Ph.D., Centro Médico da Universidade Duke
Mecanismos celulares de aprendizagem e memória vocal aviária

Ben Barres, MD, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade de Stanford
Desenvolvimento e Função da Glia

Allison J. Doupe, MD, Ph.D., Universidade da Califórnia, São Francisco
Um circuito neural especializado em aprendizagem vocal em pássaros canoros

Ehud Y. Isacoff, Ph.D., Universidade da California, Berkeley
Estudos moleculares sobre fosforilação de canais de K+ em neurônios centrais de vertebrados

John J. Ngai, Ph.D., Universidade da California, Berkeley
Análise da Topografia de Neurônios Olfativos Específicos e Codificação da Informação Olfativa

Ethan Bier, Ph.D., Universidade da Califórnia, San Diego
Genética Molecular da Neurogênese

Linda D. Buck, Ph.D., Faculdade de Medicina de Harvard
Identidade Neuronal e Codificação de Informações no Sistema Olfativo de Mamíferos

Gian Garriga, Ph.D., Universidade da California, Berkeley
Interações celulares no crescimento dos axônios HSN de C.elegans

Nipam H. Patel, Ph.D., Instituição Carnegie de Washington
O papel da groselha durante a neurogênese da Drosophila

Daniel Y. Ts'o, Ph.D., Universidade Rockefeller
Imagem óptica de mecanismos neuronais de comportamento visual

Hollis T. Cline, Ph.D., Faculdade de Medicina da Universidade de Iowa
Regulação do crescimento neuronal por neurotransmissores e proteínas quinases

Gilles J. Laurent, Ph.D., Instituto de Tecnologia da Califórnia
Compartimentalização de neurônios locais em redes sensório-motoras de insetos

Ernest G. Peralta, Ph.D., Universidade de Harvard
Vias de sinalização do receptor muscarínico de acetilcolina em células neuronais

Thomas L. Schwarz, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade de Stanford
A genética do VAMP e p65: uma dissecção da liberação do transmissor em Drosophila

John R. Carlson, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade de Yale
Organização Molecular do Sistema Olfativo da Drosophila

Michael E. Greenberg, Ph.D., Faculdade de Medicina de Harvard
Estimulação Elétrica da Expressão Gênica em Neurônios

David J. Julius, Ph.D., Universidade da Califórnia, São Francisco
Genética Molecular da Função do Receptor de Serotonina

John D. Sweatt, Ph.D., Faculdade de Medicina de Baylor
Mecanismos moleculares para LTP na região CA1 do hipocampo de rato

Utpal Banerjee, Ph.D., Universidade da Califórnia, Los Angeles
Neurogenética do desenvolvimento de células R7 em Drosophila

Paul Forscher, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade de Yale
Transdução de Sinal na Interface Membrana Neuronal-citoesquelética

Michael D. Mauk, Ph.D., Faculdade de Medicina da Universidade do Texas
O papel das proteínas quinases na transmissão sináptica e na plasticidade

Bárbara E. Ranscht, Ph.D., Fundação de Pesquisa do Câncer de La Jolla
Análise molecular de glicoproteínas da superfície celular de pintinhos e seu papel no crescimento das fibras nervosas

Michael Bastiani, Ph.D., Universidade de Utah
CCones de crescimento atraentes fazem escolhas diante da adversidade

Craig E. Jahr, Ph.D., Universidade de Saúde e Ciências de Oregon
Mecanismos moleculares de transmissão sináptica excitatória

Christopher R. Kintner, Ph.D., Instituto Salk de Estudos Biológicos
Base molecular da indução neural em embriões de anfíbios

Lorna W. Papel, Ph.D., Faculdade de Médicos e Cirurgiões da Universidade de Columbia
Modulação de receptores neuronais de acetilcolina

Aaron P. Fox, Ph.D., Universidade de Chicago
Canais de cálcio do hipocampo: propriedades biofísicas, farmacológicas e funcionais

F. Rob Jackson, Ph.D., Fundação Worcester para Biologia Experimental
Base molecular de mecanismos de temporização endógenos

Dennis DM O'Leary, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade de Washington
Estudos de Desenvolvimento Neocortical com Foco na Diferenciação de Área

Patrícia A. Walicke, MD, Ph.D., Universidade da Califórnia, San Diego
Neurônios do hipocampo e fator de crescimento de fibroblastos

Christine E. Holt, Ph.D., Universidade da Califórnia, San Diego
Descoberta Axonal no Embrião de Vertebrados

Stephen J. Peroutka, MD, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade de Stanford
Novas interações ansiolíticas com subtipos de receptores centrais de serotonina

Randall N. Pittman, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade da Pensilvânia
Análise bioquímica, imunológica e de vídeo do crescimento de neurites

Sarah W. Bottjer, Ph.D., Universidade do Sul da California
Mecanismos Neuronais de Desenvolvimento Vocal

S. Marc Breedlove, Ph.D., Universidade da California, Berkeley
Influências andogênicas na especificidade das conexões neurais

Jane Dodd, Ph.D., Faculdade de Médicos e Cirurgiões da Universidade de Columbia
Mecanismos celulares de transdução sensorial em neurônios aferentes cutâneos

Paul E. Sawchenko, Ph.D., Instituto Salk de Estudos Biológicos
Plasticidade dependente de esteroides na expressão de neuropeptídeos

Ronald L. Davis, Ph.D., Faculdade de Medicina de Baylor
Genes e memória do sistema AMP cíclico em Drosophila

Scott E. Fraser, Ph.D., Universidade da Califórnia, Irvine
Estudos Teóricos e Experimentais sobre Padrões Nervosos e Competição Sináptica

Michael R. Lerner, MD, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade de Yale
Memória e Olfato

Jonathan D. Victor, MD, Ph.D., Faculdade de Medicina da Universidade Cornell
Uma análise de resposta evocada do processamento visual central na saúde e na doença

Richard A. Andersen, Ph.D., Instituto Salk de Estudos Biológicos
Propriedades viso-espaciais dos neurônios sensíveis à luz do córtex parietal posterior em macacos

Clifford B. Saper, MD, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade de Washington
Organização de Sistemas de Excitação Cortical

Richard H. Scheller, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade de Stanford
Investigações da Função, Organização e Expressão Regulada de Genes Neuropeptídicos na Aplysia

George R. Uhl, MD, Ph.D., Hospital Geral de Massachusetts
Sistemas de neurotransmissores relacionados à memória: correlação clínico-patológica e regulação da expressão gênica específica

Bradley E. Alger, Ph.D., Faculdade de Medicina da Universidade de Maryland
A Depressão da Inibição Pode Contribuir para a Potenciação nos Estudos na Fatia do Hipocampo de Rato

Ralph J. Greenspan, Ph.D., Universidade de Princeton
Estudos genéticos e imunológicos de moléculas da superfície celular e seu papel no desenvolvimento neuronal em camundongos

Thomas M. Jessell, Ph.D., Faculdade de Médicos e Cirurgiões da Universidade de Columbia
O papel dos neuropeptídeos na transmissão sensorial e na nocicepção

Peter J. Whitehouse, MD, Ph.D., Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins
A base anatômica/patológica dos déficits de memória na demência

David G. Amaral, Ph.D., Instituto Salk de Estudos Biológicos
Estudos do Desenvolvimento e Conectividade do Hipocampo

Robert J. Bloch, Ph.D., Faculdade de Medicina da Universidade de Maryland
Macromoléculas envolvidas na formação de sinapses

Stanley M. Goldin, Ph.D., Faculdade de Medicina de Harvard
Reconstituição, purificação e localização imunocitoquímica de proteínas de transporte de íons neuronais do cérebro de mamíferos

Lee L. Rubin, Ph.D., Universidade Rockefeller
Mecanismos Regulatórios na Formação de Sinapses Nervo-Músculos

Theodore W. Berger, Ph.D., Universidade de Pitsburgo
Estruturas cerebrais envolvidas na amnésia humana: estudo do sistema cortical hipocampal-subicular-cingulado

Thomas H. Brown, Ph.D., Instituto de Pesquisa Cidade da Esperança
Análise Quantal da Potenciação Sináptica em Neurônios do Hipocampo

Steven J. Burden, Ph.D., Faculdade de Medicina de Harvard
A lâmina basal sináptica no desenvolvimento e regeneração de sinapses neuromusculares

William A. Harris, Ph.D., Universidade da Califórnia, San Diego
Orientação Axonal e Atividade de Impulso no Desenvolvimento

Robert P. Elde, Ph.D., Faculdade de Medicina da Universidade de Minnesota
Estudos imuno-histoquímicos das vias peptidérgicas límbica, prosencéfalo e hipotálmica

Yuh-Nung Jan, Ph.D., Faculdade de Medicina de Harvard
Estudos sobre potencial lento usando gânglios autônomos como sistemas modelo

Eve Marder, Ph.D., Universidade Brandeis
Mecanismos neurotransmissores de células eletricamente acopladas em um sistema simples

Louis F. Reichardt, Ph.D., Universidade da Califórnia, São Francisco
Investigações genéticas da função nervosa na cultura

Linda M. Hall, Ph.D., Instituto de Tecnologia de Massachusetts
Papel das sinapses colinérgicas na aprendizagem e na memória

Charles A. Marotta, MD, Ph.D., Faculdade de Medicina de Harvard
Controle da síntese de tubulina cerebral durante o desenvolvimento

Urs S. Rutishauser, Ph.D., Universidade Rockefeller
O papel da adesão célula-célula no desenvolvimento de tecidos neurais