Mga nagawa

Ehud Isacoff, Ph.D., Evan Rauch Chair, Kagawaran ng Neuroscience, University of California, Berkeley

Dirk Trauner, Ph.D. Si Janice Cutler Chair sa Chemistry at Adjunct Propesor ng Neuroscience at Physiology, New York University

Photo-activation ng Dopamine Receptors sa Mga Modelo ng Parkinson & #8217; s Disease

Ang Dopamine ay karaniwang kilala para sa pakikipag-ugnay nito sa paglikha ng mga positibong sensasyon o para sa papel nito sa pagkagumon. Ngunit sa katunayan, ang dopamine ay gumaganap ng isang malawak na hanay ng mga tungkulin, at mayroong limang magkakaibang uri ng mga receptor ng dopamine na matatagpuan sa mga selula ng utak, ang bawat isa ay mayroong maraming kumplikadong mga epekto ng agos na nauugnay sa kilusan, pag-aaral, pagtulog at marami pa. Bilang karagdagan sa pagiging isang sakit sa paggalaw, ang sakit na Parkinson ay isa ring sakit na nagbibigay-malay at dinala sa pamamagitan ng pagkawala ng input ng dopamine.

Drs. Isacoff at Trauner ang paggalugad ng mga bagong paraan upang tumpak na makontrol ang pag-activate ng dopamine receptor sa talino na gayahin ang pagkawala ng pagtanggap na natagpuan sa mga pasyente ng Parkinson. Ang diskarte ng lab ay gumagamit ng isang synthetic photoswitchable tethered ligand (PTL) - mahalagang, isang dopamine mimic na naka-attach ng isang tali sa isang angkla, na kung saan ay ilalagay lamang sa mga tiyak na mga receptor ng dopamine sa mga tiyak na mga cell. Ang mga PTL ay ipinakilala sa utak, at ang mga optical wires ay naghahatid ng mga light pulses nang direkta sa mga lugar kung saan ang mga PTL, katulad ng pag-setup na ginamit upang maihatid ang mga de-koryenteng impulses sa pagpapasigla ng utak. Ang mga eksperimento ay mapapansin kung ang mga hayop na nagkaroon ng dopamine sign knocked out ay maaaring mabawi ang kontrol sa paggalaw gamit ang mga naka-target na mga PTL at ilaw - agad, tiyak na muling pag-reaktibo sa pag-flip ng isang switch, nang walang mga hindi sinasadyang epekto ng mga pag-aayos ng parmasyutiko.

Ang pananaliksik na isinagawa ni Drs. Isacoff at Trauner ay perpekto ang proseso ng pagbuo at paghahatid ng mga PTL at potensyal na ipakita ang kanilang pagiging epektibo. Maaari itong magresulta sa isang bagong klase ng mga paggamot hindi lamang para sa mga Parkinson, kundi pati na rin ang iba pang mga sakit sa utak.

Mazen Kheirbek, Ph.D., Katulong na Propesor ng Psychiatry, Center for Integrative Neuroscience, University of California, San Francisco

Jonas Chan, Ph.D., Propesor ng Neurology, Weill Institute for Neurosciences, University of California, San Francisco

Bagong Pagbuo ng Myelin sa Sistema ng Pagsasama at Pagkuha ng mga Remote na Pag-alaala

Ang utak ay pisikal na nagbabago habang tumatagal ito at nag-iimbak ng data - na parang binuksan mo ang isang computer pagkatapos makatipid ng data at natagpuan na ang isang kawad ay lumaki na mas makapal o pinalawak din sa malapit na circuit. Ang prosesong ito ay kapansin-pansin na nangyayari sa pagbuo ng myelin sheathes sa paligid ng mga axon (isang bahagi ng mga neuron) na ipinakita upang i-play ang isang papel sa nadagdagan na kahusayan ng komunikasyon sa loob at sa pagitan ng mga neuronal circuit, na maaaring mapadali ang pagpapabalik sa ilang mga alaala.

Ang hindi naiintindihan ay kung ang mga ito ay gumagamot sa paligid ng mga axon na nauugnay sa ilang mga alaala na higit sa iba. Ang paggamit ng isang modelo ng mouse, si Dr. Kheirbek at Dr. Chan ay naggalugad sa prosesong ito, na naghahanap upang maunawaan kung ang mga axons ng neuronal ensembles na naisaaktibo ng mga nakakatakot na karanasan ay mas pinipili ng aking pinahahalagahan - mahalagang, ginagawang mas madaling maalala ang mga traumatiko na alaala - at kung paano gumagana ang prosesong ito at maaari ay manipulahin. Nahanap ang paunang pananaliksik na ang takot sa pag-conditioning ay nagreresulta sa isang pagtaas ng mga cell na paunang-una para sa pagbuo ng myelin, at ang prosesong ito ay kasangkot sa pang-matagalang pagsasama-sama ng mga alaala sa takot.

Ang isang eksperimento ay mai-tag kung aling mga cell ang isinaaktibo sa panahon ng pag-iingat sa konteksto at pagmasdan ang myelination sa mga cells; pagkatapos, ang mga mananaliksik ay manipulahin ang elektrikal na aktibidad ng natatanging mga circuit upang matukoy kung ano ang sanhi ng karagdagang myelination na mangyari. Ang mga karagdagang eksperimento ay mapapansin kung ang mga daga na nagkaroon ng bagong myelin formation na pinigilan ay nagpapakita ng parehong mga sagot sa takot tulad ng mga daga na may normal na pormasyon ng myelin. Ang isang ikatlong eksperimento ay mapapansin ang buong proseso na may mataas na resolusyon na live na imaging sa loob ng mahabang panahon. Ang pananaliksik ay maaaring magkaroon ng mga implikasyon para sa mga kondisyon tulad ng Post Traumatic Stress Disorder, kung saan ang mga alaala ng traumatiko at pagtugon sa takot ay naisaaktibo, o mga sakit sa memorya kung saan naaalala ang pag-alaala.

Thanos Siapas, Ph.D., Propesor ng Computation and Neural Systems, Dibisyon ng Biology at Biological Engineering, California Institute of Technology

Circuit Dynamics at Cognitive Bunga ng Pangkalahatang Anesthesia

Habang ang pangkalahatang kawalan ng pakiramdam (GA) ay naging boon sa gamot sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa mga operasyon na imposible sa gising na mga pasyente, ang eksaktong mga paraan na nakakaapekto sa GA sa utak at ang mga pangmatagalang epekto nito ay hindi maganda naiintindihan. Siapas at ang kanyang koponan ay naghahanap upang mapalawak ang aming pangunahing kaalaman sa mga epekto ng GA sa utak sa isang serye ng mga eksperimento, pagbubukas ng pintuan para sa karagdagang pananaliksik sa pag-andar at aplikasyon ng GA na maaaring balang araw ay humantong sa pinabuting paggamit nito sa mga tao.

Nilalayon ni Dr. Siapas na gumamit ng mga pag-record ng multielectrode upang masubaybayan ang aktibidad ng utak sa panahon ng kawalan ng pakiramdam, at upang magamit ang mga diskarte sa pag-aaral ng machine upang makita at makilala ang mga pattern sa neural data. Ang pangkat ay magtatala ng aktibidad sa panahon ng induction at paglitaw mula sa GA, pati na rin sa panahon ng matatag na estado, upang matukoy nang eksakto kung ano ang sinasabi ng utak na dumadaan. Ang pananaliksik na ito ay maaaring maging kapaki-pakinabang lalo na sa pag-unawa at pagtulong upang maiwasan ang interoperative na kamalayan, isang sitwasyon kung saan ang mga pasyente kung minsan ay nakakaalam sa nangyayari at hindi makagalaw, na maaaring humantong sa matinding trauma.

Ang isang pangwakas na eksperimento ay titingnan ang pangmatagalang epekto ng nagbibigay-malay sa GA. Maraming mga tao ang nakakaranas ng mga panandaliang epekto ng cognitive na epekto pagkatapos ng kawalan ng pakiramdam, ngunit ang isang maliit na porsyento ay nagdurusa ng pangmatagalang o permanenteng kapansanan ng kognitibo. Susubukan ng koponan ang pamamahala ng GA (muli sa mga daga), pagkatapos ay pagsubok para sa mga kakulangan sa pag-aaral o pag-unawa, at itala ang aktibidad ng utak na nauugnay sa mga kakulangan na ito.

Carmen Westerberg, Ph.D., Associate Professor, Kagawaran ng Sikolohiya, Texas State University

Ken Paller, Ph.D., Propesor ng Sikolohiya at James Padilla Chair sa Sining & Agham, Kagawaran ng Sikolohiya, Northwestern University

Nagbibigay ba ang Superior Sleep Physiology sa Superior Memory Function? Mga Implikasyon para sa Counteracting Forgetting

Drs. Ang Westerberg at Paller at ang kanilang koponan ay umaasa na makakuha ng pananaw sa proseso ng pagkalimot sa pamamagitan ng pag-aaral ng pagtulog ng physiology ng mga taong halos hindi makalimutan. Ang mga taong ito, na sinasabing mayroong kondisyon na tinatawag na "lubos na mataas na memorya ng autobiograpiya," o HSAM, ay walang tigil na maalala ang mga detalye ng minuto sa bawat araw ng kanilang buhay na may pantay na kaliwanagan, kung nangyari ito noong nakaraang linggo ng 20 taon na ang nakakaraan. Sa pamamagitan ng paghahambing, karamihan sa mga tao ay maaaring matandaan ang parehong dami ng mga detalye tulad ng mga may HSAM para sa ilang mga linggo, ngunit higit pa sa naalala nila lalo na ang mga makabuluhang sandali nang detalyado.

Ang pisyolohiya ng pagtulog ay iminungkahi bilang isang posibleng pagkakaiba sa pagitan ng mga may HSAM at mga wala. Ang pagtulog ay kilala na may mahalagang papel sa pagpapatatag ng memorya, at isang detalyadong pag-aaral ng tao ang aktibidad ng utak sa panahon ng pagtulog ng HSAM at kontrolin ng mga indibidwal, maihahambing at suriin ang mga pattern ng mabagal na pag-oscillation (na naka-link sa pagsasama-sama ng memorya), pagtulog ng tulog (din. konektado sa pagsasama-sama, at naitala sa mataas na antas sa mga indibidwal ng HSAM) at ang mga paraan kung saan sila nagkakasabay.

Ang isang pangalawang pag-aaral ay nagtatampok ng isang madaling gamiting headband na magbibigay-daan sa mga paksa na masukat ang parehong data ng pagtulog at memorya sa bahay sa loob ng isang buwan na panahon, upang matukoy kung ang pinahusay na pisyolohiya ng pagtulog sa maraming gabi ay nag-aambag sa higit na mahusay na memorya para sa mga kaganapan na nangyari sa isang buwan bago. Bilang karagdagan, sa pamamagitan ng paggabay sa pag-reaktibo ng mga alaala na hindi autobiographical sa kalikasan na may tunog na mga pahiwatig na ipinakita sa panahon ng pagtulog, ang pag-aaral na ito ay makakatulong na ibunyag kung ang pinahusay na physiology ng pagtulog sa mga indibidwal ng HSAM ay maaaring mapahusay ang memorya para sa mga alaala na hindi autobiograpikal. Drs. Inaasahan nina Westerberg at Paller na sa pamamagitan ng paghahanap kung paano gumagana ang napakahusay na memorya, maaari nating makita ang mga pattern sa mga nagdurusa mula sa sub-optimal na pagpapaandar ng memorya, tulad ng mga nagdurusa mula sa Alzheimer's Disease, at marahil ay makahanap ng mga bagong paraan upang maunawaan at gamutin ang mga kundisyon.

Denise Cai, Ph.D., Assistant Professor, Kagawaran ng Neuroscience, Icahn School of Medicine sa Mount Sinai

Circuits Mechanisms of Memory-Linking

Tinuturuan ni Dr. Cai ang mga paraan kung saan ang mga alaala at pag-aaral ay naitala sa utak, na may partikular na pagtuunan kung paano nakakaapekto ang temporal na dynamics sa mga prosesong ito. Sinusuri ng kanyang pananaliksik kung paano nakakaapekto ang pagkakasunod-sunod at timing ng mga karanasan kung paano nakaimbak ang mga alaala, nauugnay, at naalaala.

Ang kanyang pananaliksik ay may mahalagang implikasyon para sa Post-Traumatic Stress Disorder (PTSD), isang nakapipinsalang kondisyon na nakakaapekto sa 13 milyong Amerikano, na may mataas na pagkalat ng sakit sa mga beterano-halos 20 porsiyento. Ang mga taong dumaranas ng PTSD ay muling nakakaranas ng mga traumatikong alaala, na lubhang nakakaapekto sa kanilang pag-uugali at kalidad ng buhay. Batay sa kanyang pananaliksik, pinabulaanan ni Dr. Cai na ang mga negatibong karanasan o traumatiko ay maaaring mapalawak ang window ng oras kung saan maaaring maugnay ang mga alaala. Sa utak ng isang taong nakakaranas ng trauma, ang takot na iyon ay maaaring mailipat sa hindi nauugnay na mga alaala na nangyari oras, o kahit na araw, bago ang traumatiko na kaganapan.

Upang subukan ang teorya na ito, si Dr. Cai at ang kanyang mga tumutulong ay nakagawa ng isang natatanging wireless Miniscope sa imaheng neural na aktibidad sa mga daga. Ang Miniscope ay naka-attach sa ulo ng mga daga na gumagala tungkol sa malaya sa kanilang mga cages habang ang aktibidad ng neural ay naitala sa real time. Maaaring obserbahan at isulat ni Dr. Cai kung aling mga neurons ang aktibo kapag ang mga alaala ay naalaala at susubok kung ang pag-deactivate ng mga tiyak na neuron ay nakakaapekto sa pag-uugnay ng mga alaala. Pinapayagan ng teknolohiya ng Miniscope si Dr. Cai na makuha at pag-aralan ang aktibidad sa utak sa maraming mga karanasan sa buong panahon, na mahalaga para maunawaan ang normal at dysfunctional memory-linking. Inaasahan ni Dr. Cai na mapabuti ng kanyang pananaliksik ang aming pang-unawa sa mga karamdaman tulad ng PTSD at humantong sa pag-unlad ng mga bagong paggamot para sa disorder.

Xin Jin, Ph.D., Associate Professor, Molecular Neurobiology Laboratory, Ang Salk Institute for Biological Studies

Dissecting Striatal Patch at Matrix Compartments para sa Action Learning

Ang pag-aaral ng mga kumplikadong, pagkakasunod-sunod na pagkilos ay kritikal sa karamihan sa aktibidad ng tao - lahat ng bagay mula sa pagsakay sa isang bisikleta sa pagpasok ng isang email na password. Sinusubukan ni Dr. Jin at ng kanyang koponan sa Salk kung paano natututo ang mga utak, nag-iimbak at naalala ang mga "alaala ng motor." Bukod dito, pag-aaralan ng pangkat kung paano ang kaalaman na nakuha mula sa "mga alaala sa motor" ay isinalin sa pisikal na aktibidad, halimbawa, pagkuha Ang mga kalamnan ay awtomatikong magsagawa ng buong pagkakasunud-sunod ng mga tumpak na pagkilos (taasan ang braso / mga daliri ng kontrata / palawigin ang siko / liko pulso) kapag ang utak ay nagbibigay lamang ng malay na direksyon para sa isang malawak na aksyon (shoot ang basketball.)

Ang pananaliksik ni Dr. Jin ay nakatuon sa basal ganglia, isang bahagi ng utak na may kaugnayan sa pag-aaral, pagganyak at paggawa ng desisyon. Sa partikular, hinahangad ni Dr. Jin na maunawaan ang papel at aktibidad ng striatal patch at matrix compartments ng basal ganglia at ang mga landas kung saan nangyayari ang neural activity sa panahon ng pag-aaral at pagpapatupad ng mga kumplikadong pag-uugali.

Upang magsagawa ng pananaliksik na ito, si Dr. Jin ay nagtatrabaho sa mga daga na matututo ng isang simpleng pagkakasunud-sunod ng pingga na tinutulak upang kumita ng gantimpalang pagkain. Ang disenyo ng pagkakasunud-sunod ay nagbibigay sa pananaw ni Dr. Jin sa kung paano pinasimulan ang isang pagkakasunod-sunod ng pagkilos at kung paano ang utos ay nagtuturo ng pagbabago sa pagkilos at pagkatapos ay hihinto ang pagkakasunud-sunod. Ang advanced optical techniques ay gagamitin upang obserbahan at manipulahin ang aktibidad ng neural sa mga patch at matrix compartments upang matukoy kung paano nakakaapekto ang mga iba't ibang mga compartments at pathways sa pag-aaral at pagpapatupad ng sequential na pag-uugali. Si Dr. Jin at ang proyekto ng kanyang koponan ay maaaring potensyal na humantong sa pagpapagaling o paggamot para sa neurological disorder kabilang ang Parkinson's disease, Huntington's disease at Obsessive-Compulsive Disorder.

Ilya Monosov, Ph.D., Assistant Professor of Neuroscience, Washington University School of Medicine sa St. Louis

Ang Neuronal Mechanisms of Information Paghahanap sa ilalim ng kawalan ng katiyakan

Ang mga tao at iba pang mga hayop ay madalas na malakas na motivated upang malaman kung ano ang kanilang hinaharap ay sa tindahan. Gayunpaman, kung marami ang nalalaman tungkol sa kung paano gumagalang ang pag-uugali, napakaliit ang nalalaman tungkol sa mga neuronal na mekanismo ng paghahanap ng impormasyon - kung paano ang aming pagganyak upang mabawasan ang aming kawalan ng katiyakan tungkol sa hinaharap ay kinokontrol, kung anong mga proseso ng utak ang nasasangkot, at kung paano ito nakakaapekto sa pag-uugali.

Ang pag-alis o pagbawas ng kawalan ng katiyakan tungkol sa hinaharap ay isang mahalagang bahagi ng paggawa ng mga desisyon. Sa pamamagitan ng pag-iipon at pagsusuri ng data, ang mga tao at mga hayop ay maaaring gumawa ng mga pagpipilian na magreresulta sa mas positibong resulta o sa pagbawas ng mga negatibong kahihinatnan. Bilang resulta, ang impormasyon na nakakatulong na mabawasan ang kawalan ng katiyakan ay may halaga sa sarili.

Ang monosov lab ay tutukuyin ang mga neuronal na mekanismo ng paggawa ng desisyon kapag nahaharap sa kawalan ng katiyakan, at sa partikular, kung paano hinihintay ng utak ang pagkakaroon ng impormasyon at kumokontrol sa aming biyahe upang mabawasan ang kawalan ng katiyakan sa pamamagitan ng pagtatalaga ng halaga sa impormasyon. Ang proyektong ito ay dinisenyo din upang ibuhos ang liwanag sa kung anong mga kadahilanan (tulad ng likas na katangian ng kinalabasan o antas ng kawalan ng katiyakan) ang nakakaimpluwensya sa halaga na nakatalaga sa impormasyon tungkol sa hinaharap, at ang mga proseso ng neural na kasangkot sa pagkuha ng pagkilos upang makakuha ng kaalaman na ito. Maaaring kapaki-pakinabang ang gawaing ito sa pagpapagamot sa isang hanay ng mga kondisyon na nauugnay sa maladaptive na paggawa ng desisyon, tulad ng addiction sa pagsusugal (kung saan ang mga paksa ay kumukuha ng labis na panganib sa harap ng katibayan) o labis na pagkabalisa (kung saan ang mga paksa ay hindi kukuha ng kahit na pinaka-minimal na mga panganib ).

Elizabeth Buffalo, Ph.D., Propesor, Dept. of Physiology & Biophysics, University of Washington School of Medicine; at Chief, Neuroscience Division, Washington National Primate Research Center

Neural Dynamics of Memory and Cognition sa Primate Hippocampal Formation

Sinasaliksik ni Dr. Buffalo at ng kanyang koponan ang mga mekanismo na nagdudulot ng memorya at katalusan sa pamamagitan ng pag-aaral kung paanong ang mga pagbabago sa aktibidad ng neuronal ng mga primat na hindi pantao ay nauugnay sa kanilang kakayahang matuto at matandaan. Sa proyektong ito, ang mga mananaliksik sa Buffalo Lab ay nagsanay ng mga unggoy ng unggoy upang magamit ang joysticks habang naglalakbay sila sa pamamagitan ng isang nakaka-engganyong virtual na kapaligiran ng laro, habang ang aktibidad ng utak na malalim sa medial temporal umbok ay naitala at nasuri. Ang layunin ay upang makakuha ng mas malawak na pag-unawa sa kung paano ang mga ensembles ng mga neuron sa primate hippocampal na pormasyon ay sumusuporta sa pagbuo ng memorya, at kung ang mga teorya ng samahan ng network na nakatuon sa mga rodent ay naaangkop sa primate. Ang kanyang mga natuklasan ay maaaring magbukas ng bagong liwanag sa kung bakit ang pinsala sa mga istruktura ay maaaring makompromiso ang kakayahan ng utak na mag-imbak at makuha ang impormasyon, na humahantong sa daan patungo sa mga bagong therapy para sa mga indibidwal na hinamon ng temporal na lobe Epilepsy, Depression, Schizophrenia, at Alzheimer's disease.

Mauricio R. Delgado, Ph.D., Associate Professor, Dept. of Psychology, Rutgers University

Ang Regulasyon ng Negatibong Autobiographical Memories sa pamamagitan ng positibong emosyon-tumutuon Istratehiya

Tinutukoy ng Delgado Lab para sa Social at Affective Neuroscience ang pakikipag-ugnayan ng damdamin at katalusan sa utak ng tao sa proseso ng pag-aaral at paggawa ng desisyon. Sa pamamagitan ng nakaraang pananaliksik ni Dr. Delgado na nagsisiwalat na ang pagpapabalik ng mga positibong alaala ay maaaring mag-recruit ng mga sistema ng neural na gantimpala at dampen cortisol na tugon, siya at ang kanyang koponan ay magsiyasat ngayon kung ang pagtuon sa positibong aspeto ng isang negatibong memorya ay maaaring baguhin kung paano naalala ang memory na iyon, at kahit na baguhin ang pakiramdam na ito ay nagpapahiwatig sa susunod na memorya na nakuha. Upang gawin ito, mananaliksik ay hilingin sa mga kalahok na pag-aaral na recollect ng isang negatibong memorya sa paglipas ng panahon, gamit ang pag-uugali at fMRI pagtatasa upang makilala ang mga mekanismo ng neural na kasangkot sa regulasyon ng mga negatibong autobiographical na mga alaala. Ang ganitong mga natuklasan ay maaaring humantong sa mga bagong tool at therapeutic estratehiya para sa pagpapabuti ng kalidad ng buhay para sa mga taong may sakit sa isip at mood disorder.

Bruce E. Herring, Ph.D., Assistant Professor, Section of Neurobiology, Dept. of Biological Sciences, Dornsife College of Letters, Arts and Sciences, University of Southern California

Pag-unawa sa Synaptic Dysfunction sa Autism Spectrum Disorder

Si Dr. Herring at ang kanyang koponan ay kamakailan-lamang ay nakuha sa isang potensyal na "hot spot" para sa pag-unlad ng Autism Spectrum Disorders, pagtuklas ng walong iba't ibang mga mutations na may kaugnayan sa autism na tinipon sa TRIO gene na responsable sa isang protina na nag-mamaneho ng lakas o kahinaan ng mga koneksyon sa pagitan ng utak mga cell. Ngayon, ang mga mananaliksik ng Herring Lab ay maglulunsad ng engineered mice bilang modelo ng hayop para sa pagtukoy kung ang pagkagambala ng TRIO function sa panahon ng isang kritikal na maagang panahon sa pag-unlad ng utak stunts ang koneksyon sa pagitan ng mga cell ng utak na nag-aambag sa pag-unlad ng ASD. Sa pamamagitan ng pag-aaral nang higit pa tungkol sa nakakatulong na puntong ito ng tagpo para sa mga gene ng panganib ng ASD, ang pananaliksik ni Dr. Herring ay maaaring makatulong sa pagpapaunlad ng mga bagong teorya tungkol sa mga mekanismo ng molekula na pinagbabatayan ng Autism, na naglalantad ng bagong liwanag kung paano nagkakaroon ng synaptic dysfunction na nakakatulong sa cognitive disease.

Donna J. Calu, Ph.D., Assistant Professor sa Department of Anatomy and Neurobiology, University of Maryland, School of Medicine

Mga Indibidwal na Pagkakaiba sa Pansin sa Pag-sign sa Amygdala Circuits

Ang pananaliksik ni Dr. Calu ay hinihimok sa pamamagitan ng kanyang pagnanais na maunawaan ang mga indibidwal na kahinaan sa pagkagumon, na kung saan ay mahayag sa pamimilit ng mga addict upang humingi at kumuha ng droga kahit na sa harap ng mga kilalang negatibong bunga ng pang-aabuso sa droga. Sa pangkalahatan, binabago ng mga tao ang kanilang pag-uugali kapag ang mga halaga ng kinalabasan ay biglang nakakakuha ng mas mahusay o mas masahol kaysa sa inaasahan, ngunit ang kakayahang baguhin ang pag-uugali kapag lumalala ang mga sitwasyon ay nakompromiso sa mga gumon na tao. Upang mas mahusay na maunawaan ang mahihinang phenotype ng pagkagumon ito ay mahalaga upang maunawaan kung paano naiiba ang mga indibidwal bago ang anumang pagkahantad sa mga droga ng pang-aabuso. Ginagamit ng lab ni Dr. Calu ang mga modelo ng hayop upang pag-aralan ang mga mekanismo ng utak na nakabatay sa pag-sign-tracking at layunin ng pagsubaybay sa mga indibidwal na pagkakaiba sa mga daga. Ang mga sign-tracker ay nagpapakita ng mataas na motivational drive na nag-trigger sa pamamagitan ng pagkain at droga na nauugnay sa droga, habang ang mga tagasubaybay sa layunin ay gumagamit ng mga pahiwatig upang gabayan ang kakayahang tumugon batay sa kasalukuyang halaga ng kinalabasan. Si Dr. Calu ay nagre-rekord ng real-time na aktibidad ng mga indibidwal na amygdala neurons upang suriin kung paano sila apoy kapag ang sign- at layunin-trackers gumanap ng mga gawain na lumalabag sa kanilang mga inaasahan para sa gantimpala. Pinipili rin niya ang mga neuron upang suriin ang papel ng mga daanan ng amygdala sa paghimok ng pansin sa mga pahiwatig sa harap ng mga negatibong kahihinatnan. Isasaalang-alang ni Dr Calu ang mga natuklasan ng kanyang koponan habang iniuugnay ang pag-unawa sa indibidwal na kahinaan at pag-iwas sa pagkagumon.

Fred H. Gage, Ph.D., Propesor, Ang Salk Institute para sa Biological Studies, at Matthew Shtrahman, MD, Ph.D., Assistant Professor, University of California, San Diego

Paggamit ng Deep In Vivo Dalawang-Photon Ca2 + Imaging sa Pag-aaral ng Temporal Pattern ng Paghihiwalay

Drs. Sinasaliksik ng Gage at Shtrahman kung paano tinutukoy ng hippocampus ang mga katulad na karanasan upang makabuo ng mga hiwalay na alaala, isang proseso na tinatawag na paghihiwalay ng pattern. Sa partikular, sinisiyasat nila kung paano pinoproseso ng hippocampus ang mga dynamic na sensory na impormasyon na nag-iiba sa oras sa pagbuo ng memorya. Itutuon nila ang kanilang pag-aaral sa dentate gyrus, isang rehiyon sa loob ng hippocampus naisip na kritikal para sa paghihiwalay ng pattern at isa sa dalawang rehiyon lamang sa loob ng utak ng mammalian na bumubuo ng mga bagong neuron sa buong buhay. Gage at Shtrahman ay gagamit ng dalawang-photon calcium imaging upang suriin ang aktibidad ng bagong silang na neurons sa rehiyong ito ng malalim na utak upang mas maunawaan ang mahalagang function na ito ng utak. Ang pag-unawa sa mga mekanismong ito ay magbibigay ng mga mahahalagang pananaw sa kung bakit ang aming kakayahang matuto at matatandaan ang pagtanggi sa edad at kung paano ang hippocampal disease ay humahantong sa malaking pagpapawalang memorya sa mga sakit tulad ng Alzheimer's disease at schizophrenia.

Gabriel Kreiman, Ph.D., Associate Professor of Ophthalmology and Neurology, Children's Hospital Boston, Harvard Medical School

Pag-uugali, Physiological at Computational Mechanisms Nangunguna Episodikong Memory Formation sa Human Ute

Sa pamamagitan ng pagpapakita ng mga clip ng pelikula sa mga indibidwal at pagtukoy kung ano ang naaalala nila mula sa panonood, sinisikap ni Dr. Kreiman at ng kanyang koponan na maunawaan kung paano ginawa ang mga alaala na episodiko. Ang mga episodikong mga alaala "ay bumubuo sa mahahalagang tela ng ating buhay," sabi niya, na sumasaklaw sa lahat ng nangyayari sa isang indibidwal at sa huli ay nagbubuo ng batayan ng kung sino tayo. Dahil ang episodic memory formation ay masyadong kumplikado upang masubaybayan sa tunay na buhay, ang Kreiman ay gumagamit ng mga pelikula bilang isang proxy, dahil ang mga tao ay bumuo ng emosyonal na mga asosasyon na may mga character tulad ng ginagawa nila sa tunay na mundo. Kreiman at ang kanyang koponan ay quantitatively pag-aaral ng mga mekanismo ng pag-uugali ng pag-uugali na humahantong sa remembering kumpara sa forgetting at pagbuo ng isang computational modelo predicting kung ano ang nilalaman ng pelikula ay at hindi malilimutan sa mga paksa. Ang Kreiman ay nakikipagtulungan kay Dr. Itzhak Fried sa UCLA, na ang trabaho sa mga pasyente ng epilepsy ay nagbibigay ng pagkakataon na mag-aral ng neuronal spiking activity sa hippocampus sa panahon ng episodic memory formation. Ang kanilang trabaho ay makabuluhang ibinigay na ang mga nakakaintriga disorder na nakakaapekto sa pagbuo ng memorya ay may malulubhang kahihinatnan na sa ngayon ay hindi maaaring tratuhin ng mga droga, therapies sa pag-uugali, o iba pang mga diskarte.

Boris Zemelman, Ph.D., Assistant Professor of Neuroscience, at Daniel Johnston, Ph.D., Propesor ng Neuroscience at Direktor ng Center para sa Pag-aaral at Memorya, University of Texas sa Austin

Prefrontal Dysfunction sa Fragile X Syndrome

Ang Austin Center for Learning and Memory mananaliksik na sina Daniel Johnston at Boris Zemelman ay nagtutulungan upang pag-aralan ang papel ng prefrontal cortex (PFC) sa Fragile X Syndrome (FXS). Ang mga resulta ng FXS mula sa isang mutation sa isang gene na tinatawag fmr1 at isang pagkawala ng isang protinang tinatawag na FMRP, nakakasagabal sa neuronal function. Ang FXS ay ang pinaka-karaniwang minanang anyo ng intelektwal na kapansanan at pinakakaraniwang monogenic na sanhi ng autism. Paggamit ng isang modelo ng mouse kung saan ang fmr1 Ang gene ay tinanggal, ang pag-aaral ng Johnston ay isang pag-aaral ng isang simpleng pag-uugali na tulad ng memorya na tinatawag na bakas ng mata, na kung saan ang pagpapares ng isang visual na cue na may di-magkadikit na puff ng hangin ay humahantong sa pagsasara ng takip ng mata. Kapansin-pansin, ang mga daga ay kulang sa fmr1 Ang gene at ang FMRP ng protina ay hindi matututunan ang gawaing ito. Sa proyektong ito, ang mga investigator ay gagamit ng mga virus na dinisenyo ni Zemelman upang alisin o palitan ang FMRP sa mga tiyak na neurons ng PFC, at pagkatapos ay suriin ang pag-uugali ng hayop, ang pampuno ng mga neuronal na protina at ang mga pattern ng pagpapaputok ng mga napiling selula ng PFC. Long-term, ang kanilang pananaliksik ay mayroong pangako para sa clinical approach sa FXS at autism sa pamamagitan ng pagtukoy ng pinakamainam na target ng cell para sa therapeutic interventions.

David J. Foster, Ph.D., Associate Professor of Neuroscience, Johns Hopkins University School of Medicine

Ang dual role ng hippocampal na mga cell-sequence sa pag-aaral at memorya

Sinaliksik ni David Foster at ng kanyang koponan ang mga mahahalagang tanong tungkol sa memorya at kung paano gumagana ang hippocampus habang pinaplano natin ang mga aksyon sa hinaharap na umaasa sa ginawa natin noong nakaraan. Habang ito ay kilala na ang parehong mga neurons sa hippocampus sunog signal kapag nakatagpo kami ng isang pisikal na lugar na kami ay bago, ito ay hindi pa ipaliwanag kung ano ang hippocampal cell ay may sa gawin sa memorya. Ang pangkat ng Foster ay interesado sa pagkakasunud-sunod ng pagpapaputok ng mga pattern na ipinapalabas kapag ang mga daga at mga daga ay inaasahang lumilipat sa pisikal na espasyo, na nagpapatunay na ang pag-map sa oras ng kalusugang pangkaisipan o episodikong memorya ng hippocampus. Ang Foster at ang kanyang koponan ay magpapasiya kung ano ang nangyayari kapag ginugulo nila ang mga pagkakasunud-sunod ng utak at tinangka na baguhin ang inaasahang pag-uugali. Ang dysfunction ng hippocampal at mga kapansanan sa memorya ay isang sentral na tampok sa maraming mga sakit sa utak at kahit na normal na pag-iipon, binibigyang diin ang pangangailangan na palawakin ang aming pag-unawa sa neural na batayan ng episodic memory.

Ueli Rutishauser, Ph.D., Assistant Professor of Neurosurgery, Cedars-Sinai Medical Center; Visiting Associate (joint appointment), California Institute of Technology
Adam Mamelak, MD, Propesor ng Neurosurgery, Cedars-Sinai Medical Center

Hippocampal theta rhythm-mediated koordinasyon ng neural activity sa memorya ng tao

Drs. Ang interdisciplinary team ng mga clinician at mananaliksik ng Rutishauser at Mamelak ay nag-decode kung ano ang ginagawa ng mga cell ng utak ng tao kapag lumilikha ng bagong mga alaala at inaalala sila. Gumagana ang mga ito sa mga pasyente na may mga electrodes na nakatanim sa kanilang talino bilang bahagi ng mga pamamaraan ng neurosurgical. Habang ang mga pasyente ay sumasailalim sa paggamot, ang koponan ng pananaliksik ay nangangasiwa ng mga pagsubok sa memorya at nagtatala ng aktibidad ng mga indibidwal na neuron sa hippocampus, isang utak na istraktura na kinakailangan para sa pagbuo ng mga bagong alaala. Gamit ang diskarteng ito, ang koponan ay sinisiyasat kung paano nakaayos ang neuronal na aktibidad ng mga rhythms ng utak at kung paano pinapayagan ang naturang koordinasyon sa pagbuo ng mga bagong alaala. Ang kakulangan ng neuronal koordinasyon ay naisip na isang pangunahing sanhi ng mga sakit sa memorya. Samakatuwid, pag-aaral kung paano ang mga talino ng tao ay bumubuo ng mga bagong alaala at partikular na pinag-aaralan kung paano ang coordinate ng theta oscillation na aktibidad sa pagitan ng iba't ibang uri ng mga neuron sa pag-uugali ay maaaring humantong sa isang mas mahusay na pag-unawa kung paano maaaring makatulong ang gamot at pagpapasigla therapy.

Daphna Shohamy, Ph.D., Associate Professor of Psychology at ang Zuckerman Mind, Brain, Behavior Institute, Columbia University

Gaano katagal ang mga desisyon ng mga memory ng mga desisyon: mga mekanismo ng neural at mga implikasyon para sa pagkawala ng memorya

Sinaliksik ni Dr. Shohamy kung paano ginagamit ang mga alaala kapag gumawa tayo ng mga desisyon. Kahit ang pinakasimpleng desisyon, tulad ng kung ano ang mag-order para sa tanghalian, umasa sa memorya para sa mga nakaraang karanasan. Upang maunawaan ang mga proseso ng utak kung saan ginagamit ang memorya upang gabayan ang mga desisyon, ang koponan ni Dr. Shohamy ay pagsamahin ang dalawang magkakaibang pamamaraang. Gagamitin nila ang fMRI upang i-scan ang aktibidad ng utak habang ang mga malusog na tao ay gumagawa ng isang serye ng mga simpleng desisyon at titingnan ang kontribusyon ng mga rehiyon ng memorya sa utak sa proseso ng paggawa ng desisyon. Makikita rin nila ang paghuhusga sa mga malulusog na tao na may mga pasyente na may malubhang memory loss. Si Dr. Shohamy ay nakikipagtulungan sa neurobiologist, si Dr. Michael Shadlen, na nag-aaral kung paano nakakaipon ang mga neuron ng katibayan upang gumawa ng mga simpleng pagpapasya ng perceptual. Pinagsama-sama ng kanilang pananaliksik ang dalawang magkakaibang mga katawan ng pananaliksik: kung paano naipoala ng utak ang mga alaala, at kung paano ito kumukuha ng katibayan upang gumawa ng mga desisyon. Ang pangmatagalang layunin ng pananaliksik ay upang mapabuti ang kalidad ng buhay para sa mga pasyente na may pagkawala ng memorya sa pamamagitan ng pag-unawa kung paano ang pagkawala ng memorya ay nakakaapekto sa mga araw-araw na desisyon at paglikha ng mga pamamagitan na nagpapabago sa problemang ito.

Kimberley Tolias, Ph.D., Associate Professor, Baylor College of Medicine
Andreas Tolias, Ph.D., Associate Professor, Baylor College of Medicine

Pag-aaral ng mga global na memory na bakas sa solong resolusyon ng synapse

Ang mga neuron sa aming talino ay nakikipag-usap sa isa't isa sa pamamagitan ng synaptic connections, na nagiging mas malakas o mas mahina habang natututo. Gayunpaman, tanging isang maliit na bahagi ng trillions ng mga synapses sa utak ang lumahok sa pagbubuo ng isang memorya. Si Dr. Kimberley Tolias at ang kanyang asawa, si Dr. Andreas Tolias, ay nagdadala ng sama-sama sa kanilang kaalamang sa molecular at systems neuroscience upang bumuo ng isang paraan upang lagyan ng label ang mga tukoy na synapses na nauugnay sa solong mga alaala. Tinatawag nila ang tool na ito na Multi-color Neuronal Inducible Memory Engram Stamping, o MNIMES ("alaala" sa Griyego). Ang diskarte na ito ay makakatulong sa kanila na mas mahusay na maunawaan kung paano ang mga alaala ay nabuo sa malusog na talino, at kung paano ang prosesong ito ay binago sa neuropsychiatric sakit tulad ng autism o Alzheimer's. Ang kanilang pananaliksik ay maaaring magdulot ng bagong paggamot sa genetic o pharmaceutical upang maibalik ang normal na pag-andar ng synapse at plasticity sa mga sakit na ito. Ang mga pangunahing miyembro ng laboratoryo ng Tolias na nagtutulak sa proyektong ito ay kinabibilangan ng Drs. Joseph Duman at Jacob Reimer.

Jacqueline Gottlieb, Ph.D., Associate Professor of Neuroscience, Columbia University

Ang dinamika ng populasyon na nagpapahiwatig ng kawalan ng katiyakan at gantimpala sa frontal at parietal cortex

Sinisiyasat ni Gottlieb ang likas na katangian ng pansin, na nagpapakitang ang dalawang pangunahing mga kadahilanan-gantimpala at kawalang-katiyakan-ay nakikibahagi sa atensyon at nasasangkot sa maraming mga saykayatriko sakit, tulad ng mga addiction, ADHD, pagkabalisa at depression. Gamit ang mga visual na sistema ng mga monkeys at pagtingin sa mga malalaking populasyon ng mga neurons na naitala magkasama, ang kanyang lab ay magsiyasat kung gaano katiyakan at gantimpala ang nasasangkot sa pansin at pagkontrol ng kilusan ng mata.

Si Michael Greicius, MD, MPH, Associate Professor of Neurology, Stanford University

Tinutukoy ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng sex at APOE sa panganib sa Alzheimer's disease

Mahigit sa kalahati ng mga pasyente ng Alzheimer ang nagdadala ng isang variant ng gene na tinatawag na APOE4, na nagdudulot ng mas maraming panganib para sa mga kababaihan kaysa sa mga lalaki. Inirerekomenda ni Greicius na imbestigahan ang APOE4 sa mga tao, naghahanap ng mga variant sa iba pang mga genes na nakikipag-ugnayan sa APOE4 nang magkakaiba ayon sa kasarian, at nagtatanong kung ang pagtanggi ng estrogen sa menopause ay maaaring mapataas ang panganib sa kababaihan. Ang layunin ay upang makakuha ng mga bagong pananaw sa kung paano pinapataas ng APOE4 ang peligrosong sakit sa Alzheimer, potensyal na makakatulong na makilala ang mga bagong paggamot at marahil ay humantong sa mga rekomendasyon para sa kapalit ng hormon batay sa katayuan ng APOE4.

Stephen Maren, Ph.D., Propesor ng Psychology at Institute for Neuroscience, Texas A & M University

Prefrontal-hippocampal interplay sa retrieval memory contextual

Hinahangad ni Maren na maunawaan ang mga sistema ng utak at circuits na naglalagay ng mga alaala sa konteksto-isang proseso na tumutukoy kung ano, kailan, at saan nangyari ang mga pangyayari sa ating buhay. Maraming mga karamdaman ng memorya, kabilang ang Alzheimer's disease, ay nauugnay sa isang kawalan ng kakayahang maalala ang mayaman na mga detalye sa konteksto sa paligid ng isang karanasan. Gagamitin ni Maren ang pagputol ng mga pamamaraan ng pharmacogenetic sa mga daga upang manipulahin ang mga neuron sa thalamus na magkabit ng prefrontal cortex at hippocampus upang makilala kung paano ang mga koneksyon na ito ay nakakatulong sa memorya.

Philip Wong, Ph.D., Propesor ng Patolohiya at Neuroscience, at Liam Chen, MD, Ph.D., Assistant Professor of Pathology, Johns Hopkins University

Pagkilala at pagpapatunay ng isang bagong panterapeutikal na target sa TDP-43 na mga modelo ng hayop ng frontotemporal demensya

Ang Frontotemporal Dementia (FTD), isang pangkat ng mga komplikadong disorder na nagreresulta mula sa neurodegeneration ng frontal at temporal lobes, ay isang pangunahing uri ng demensya na nakakaapekto sa mga taong wala pang 65 taong gulang. Inaasahan ni Wong at Chen na punan ang isang puwang sa kakayahang gamutin ang mga sakit na ito. Naisip nila na ang pagkawala ng pag-andar ng isang partikular na protina, TDP-43, ay kasangkot. Maaaring makontrol ng TDP-43 ang iba't ibang uri ng mga target na molekular na may kaugnayan sa pagkawala ng memory at nagbibigay-malay na pagbaba sa FTD. Ang kanilang lab ay magsasagawa ng screening ng gamot sa mga lilipad ng prutas upang matuklasan ang mga humahantong sa mga potensyal na target para sa pagbuo ng droga.

Nicole Calakos, MD, Ph.D., Associate Professor of Neurology and Neurobiology, at Henry Yin, Ph.D., Assistant Professor of Psychology and Neuroscience, Duke University

Mula sa mabubuting gawi sa masama: Pag-usisa sa relasyon sa pagitan ng pag-aaral ng ugali at pagkasira

Sinusuri ng Calakos at Yin kung paano nagbabago ang pattern ng pagpapaputok sa mga natatanging uri ng cell sa basal ganglia sa pag-aaral. Kahit na marami ang nalalaman tungkol sa kung ano ang napupunta sa synaptic koneksyon sa utak sa panahon ng proseso ng pag-aaral, mas mababa ay kilala tungkol sa kung paano ang mga pagbabagong ito ay isinama sa impluwensiya neuronal pagpapaputok sa mga populasyon ng neurons sa isang ibinigay na circuit. Ang mga mananaliksik ay bumuo ng isang diskarte upang suriin ang pag-aaral sa antas na ito at mag-aplay ito upang suriin kung paano ang mga pagbabago sa neural aktibidad sa striatum bilang mga gawi ay natutunan at kung ang isang pagkaligaw sa normal na proseso ng pag-aaral ng ugali ay humahantong sa mapilit na pag-uugali. Ang gawaing ito ay may potensyal na mapabuti ang aming pag-unawa sa kung paano naka-encode ang pag-aaral ng ugali sa striatum at kung paano maaaring maantala ang proseso sa obsessive compulsive disorder (OCD) at mga kaugnay na karamdaman.

Edward Chang, MD, Associate Professor of Neurological Surgery and Physiology, University of California, San Francisco

Paano namin matutunan ang mga salita: ang neurophysiology ng pandiwang memorya

Sa pagkabata at karampatang gulang, nagtatayo at nagpapanatili kami ng napakalaking mga bokabularyo, ngunit hindi namin alam nang eksakto kung paano. Dahil ang wika ay natatangi sa mga tao, ang mga plano ni Chang ay pag-aralan ang mga mekanismo ng pag-aaral ng salita sa mga tao-partikular na, ang mga pasyente na sumasailalim sa mga pamamaraan ng neurosurgical at may mga electrodes na nakatanim sa kanilang mga talino para sa mga clinical indication, tulad ng lokalisasyon ng epilepsy. Inaasahan niya na makakuha ng mahalagang bagong kaalaman tungkol sa kung paano ang mga utak na network ay naka-coordinate sa pag-aaral ng mga salita. Dahil ang mga kahirapan sa paghahanap ng salita ay isang pangkaraniwang sintomas na may kaugnayan sa pag-iipon at maraming mga kondisyon ng neurological, tulad ng Alzheimer's disease, stroke at aphasia, ang mga bagong paggamot na maaaring mapanatili o mapahusay ang pag-andar ng utak sa mga kundisyong ito ay nakasalalay sa pag-unawa kung paano natututuhan ang mga salita.

Adam Kepecs, Ph.D., Associate Professor, Cold Spring Harbour Laboratory

Cell-uri ng mga tiyak na nagbibigay-malay na signal ng signal mula sa nucleus basalis

Ang pag-aaral ng Kepecs 'ay ang pag-aaral ng nucleus basalis (NB), isang mahalagang mahalagang ngunit hindi gaanong naiintindihan na sistema ng neuromodulatory na ang pagkabulok ay katulad ng pagtanggi ng mga pag-andar ng kognitibo sa mga pasyente na may sakit na Alzheimer, pagkahilo ng Parkinson at normal na pag-iisip na may kaugnayan sa edad. May katibayan na ang NB ay may tungkulin sa pag-aaral at pansin ngunit hindi ito alam kung anu-ano ang mga signal na ipinadala ng system sa cortex. Upang makuha ang pangunahing kaalaman tungkol dito, ang Kepecs ay magtatala ng mga natukoy na cholinergic ne neonons sa kumikilos na mga daga. Ang pananaliksik, na pinagsasama ang pag-uugali sa electrophysiology, quantitative psychophysics at optogenetic techniques, ay matutukoy kung ano ang mga tiyak na signal ng neuron at kung kailan, at kung mayroon silang naaangkop na signal upang suportahan ang pag-aaral at pansin. Ang kaalaman sa pagpapaputok ng mga pattern sa mga neurons ay magbibigay ng kritikal na impormasyon para sa pag-unlad ng therapeutic treatments para sa mga sakit sa pag-iisip.

John Wixted, Ph.D., Kilalang Propesor ng Psychology, at Larry Squire, Ph.D., Propesor ng Psychiatry, Neurosciences at Psychology, University of California, San Diego

Ang representasyon ng episodic at semantiko memorya sa solong neurons ng tao hippocampus

Sinisiyasat ng mga investigator kung ang mga indibidwal na neuron sa iba't ibang mga subregion ng mga hippocampus ng tao ay nagtatabi ng mga alaala. Ang tanong kung paano napag-usapan ang mga alaala ng utak na sinusuri gamit ang ibang mga pamamaraan, ngunit ang lahat ay may mga limitasyon. Para sa pananaliksik na ito, si Wixted at Squire ay nakikipagtulungan kay Dr. Peter Steinmetz sa Barrow Neurological Institute upang hilingin sa mga pasyente na kabisaduhin ang isang serye ng mga larawan at / o mga salita. Sinusukat ng mga siyentipiko ang nag-iisang aktibidad ng neuron sa iba't ibang bahagi ng hippocampus habang ang mga pasyente ay naalaala sa mga bagay na iyon. Ang pangmatagalang layunin ay upang lumikha ng isang pundasyon para sa pagpapaunlad ng mga klinikal na pamamagitan na dinisenyo upang pabagalin ang impairment ng memorya na nauugnay sa pag-iipon at pagpapabagal sa paglala ng mga neurodegenerative na sakit sa hippocampus na labis na nakapipinsala sa kakayahang matandaan.

Alison Barth, Ph.D., Carnegie Mellon University

Ang partikular na pagkakakilanlan ng cell ng nakadepende sa karanasan na plasticity sa neocortex

Gamit ang isang modelo ng mouse na pinapahintulutan ang mga naka-target na electrophysiological recording ng neocortical circuits, gagawin ni Barth upang makilala ang mga tukoy na neuron na binago ng karanasan at tingnan ang mga synaptic input sa mga selyula na ito, at din upang subukang magmaneho ng mga pagbabago sa isang partikular na subset ng mga cell sa vivo. Ang gitnang tanong ay kung paano gumagana ang mga pagbabago sa mga cell at mga koneksyon sa pagitan ng mga cell, at kung ano ang tungkol sa prosesong ito ay napakahalaga para sa pag-aaral at memorya.

Charles Grey, Ph.D., Montana State University

Ibinahagi ang pagpoproseso ng pinagbabatayan ng katalinuhan

Ang lab ni Grey ay nakagawa lamang ng instrumento na maaaring masukat ang aktibidad ng neural sa mga unggoy ng rhesus sa napakataas na temporal at spatial resolution mula sa maraming mga lokasyon. Sa panahon ng award, sinisiguro ni Gray na sukatin ang aktibidad ng neural mula sa malalaking lugar ng utak upang makakuha ng malawak na pananaw sa kung paano at kung saan ang impormasyon ay naka-encode kapag ang utak ay may hawak na isang bagay sa panandaliang memorya.

Geoffrey Kerchner, MD, Ph.D., at Anthony Wagner, Ph.D., Unibersidad ng Stanford

Hippocampal structure at function sa cognitive impairment

Plano ni Kerchner na gumamit ng dalawang teknolohiya na may mataas na resolution magnetic resonance imaging (MRI) upang pag-aralan ang mga interlinked subregion ng hippocampus upang makita kung paano ito apektado sa sakit na Alzheimer. Pag-aaralan niya ang pisikal na istraktura ng hippocampus na may isang teknolohiya at, sa pakikipagtulungan sa Wagner, gagamitin ang iba pang teknolohiya upang pag-aralan kung paano ang mga grupo ng mga hippocampal nerve cells ay nag-apoy sa panahon ng memory exercises.

Attila Losonczy, MD, Ph.D., Columbia University

Dissecting hippocampal microcircuit dysfunctions pinagbabatayan cognitive memory deficits sa skisoprenya

Nilalayon ng Losonczy na isulong ang pag-unawa sa mga proseso ng memorya sa malusog at sira na talino upang makilala ang mga pangunahing target para mapigilan at maprotektahan ang mga kakulangan sa memorya. Paggamit ng mga modelong mouse, nagplano siyang gamitin ang state-of-the-art sa vivo functional imaging upang obserbahan at manipulahin ang mga circuits ng neural sa hippocampus ng daga sa panahon ng mga pag-uugali ng memorya, pagsubaybay kung paano ang mga neuron na ito ay gumagana sa normal na pag-aaral at kung paano ito binago sa schizophrenia.

Ben Barres, MD, Ph.D., Propesor ng Neurobiology, Stanford University School of Medicine

Gumagana ba ang Astrocytes Control Synaptic Turnover? Isang Bagong Modelo para sa Ano ang Nagiging sanhi ng Alzheimer's Disease at Paano Pigilan Ito

Tulad ng edad ng aming mga katawan, malamang na ang ilang mekanismo ay kinakailangan upang alisin ang mga aging synapses sa utak upang mapalitan sila ng mga bago. Sinisiyasat ni Barres kung nilalaro ng mga astrocyte ang papel na ito at, kung gayon, kung ano ang mangyayari kung ang kanilang trabaho ay may kapansanan. Ang trabaho ay may potensyal na mapabuti ang pag-unawa at paggamot ng Alzheimer's disease.

Wen-Biao Gan, Ph.D., Associate Professor of Physiology and Neuroscience, New York University School of Medicine

Microglial Function sa Learning and Memory Disorders

Gan ay investigating kung microglia-play ng isang mahalagang papel sa pag-aaral at pagbuo ng memorya. Gamit ang isang bagong linya ng mouse ng transgenic na binuo niya, susuriin niya kung paano aalisin ang microglia o ginagawa itong dysfunctional na nakakaapekto sa neural circuits. Ang mga pag-aaral ay magbibigay ng mga pananaw para sa pag-unawa at paggamot ng mga sakit sa utak tulad ng autism, mental retardation at Alzheimer's disease.

Elizabeth Kensinger, Ph.D., Associate Professor of Psychology, Boston College

Mga Pagbabago sa Temporal Dynamics at Pagkakakonekta ng Mga Network ng Emosyonal na Memorya sa Buong Panahon ng Pang-adulto

Tinuturuan ni Kensinger ang epekto ng mga damdamin sa memorya. Ang kanyang pananaliksik ay tumatagal ng isang pananaw ng habang-buhay, pagtatasa ng memorya at aktibidad ng neural ng mga may edad na 18-80. Susuriin niya kung paano nakukuha ang impormasyon ng emosyon, kabilang ang parehong spatial at temporal na dimensyon ng retrieval ng memorya. Ang pananaliksik ay may potensyal na isulong ang pag-unawa sa mga pagbabago sa memory na nauugnay sa edad, pati na rin ang mga karamdaman tulad ng depression at post-traumatic stress syndrome.

Brian Wiltgen, Ph.D., Assistant Professor of Psychology, University of Virginia

Reactivation ng Neocortical Memory Network Sa panahon ng Consolidation

Ang mga bagong alaala ay naka-encode ng hippocampus at sa paglipas ng panahon ay permanenteng naka-imbak sa mga rehiyon ng neocortex. Sinusubukan ng Wiltgen ang mga biological na mekanismo na nagbigay-alam sa proseso ng imbakan na ito, gamit ang mga bagong diskarte upang makontrol ang aktibidad ng mga circuits ng memorya sa hippocampus at neocortex. Ang trabaho ay may mga implikasyon para sa paggamot ng Alzheimer at iba pang mga sakit na nakakaapekto sa memorya.

Cristina Alberini, Ph.D., Propesor ng Neuroscience, Mount Sinai School of Medicine

Ang Papel ng Astrocytes sa Memory at Cognitive Disorder

Si Alberini ay nakatuon sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng neurons at astrocytes sa memory formation. Susuriin niya ang teorya na ang mga depekto sa pakikipag-ugnayan na ito ay maaaring maging sanhi ng mga kapansanan sa pag-iisip at pagtingin sa mga potensyal na bagong paggamot para sa cognitive decay na may kaugnayan sa pag-iipon at neurodegeneration.

Anis Contractor, Ph.D., Assistant Professor of Physiology, Northwestern University School of Medicine

Pag-activate ng Group I mGluRs upang Iwasto ang Takot Memory

Ang mga daga na kulang ang mga receptor glutamate na tinatawag na mGluR5 ay hindi maaaring pawiin ang natatakot na mga alaala. Plano ng kontratista na pag-aralan ang papel na ginagampanan ng mga receptor na ito, pagma-map sa mga circuits ng utak na kasangkot sa pag-aaral upang matakot ang mga angkop na sitwasyon at upang masumpungan ang hindi nararapat na takot Makikita din niya kung ang mga bagong gamot ay maaaring mapabilis ang proseso ng pag-aaral na huwag labis na matakot. Ang mga katulad na gamot ay maaaring maging kapaki-pakinabang sa pagpapagamot ng mga sakit sa pagkabalisa ng tao.

Loren Frank, Ph.D., Assistant Professor of Physiology, at Mary Dallman, Ph.D., Propesor Emerita ng Physiology, University of California, San Francisco

Isang Diskarte sa Pamamagitan ng Circuit sa Pag-unawa at Pagtrato sa mga Karamdaman na may kaugnayan sa Stress-Related

Sinusuri ni Frank at Dallman kung ang maliliit na pagbabago sa aktibidad ng utak ay makatutulong na mabawasan ang mga pangmatagalang epekto ng stress sa pag-aaral at memorya. Kung ang kanilang teorya na nagpapahiwatig ng stress ang muling pagsasama ng mga alaala ay nagpapatunay na ang kaso, ang mga therapies ay maaaring idinisenyo upang mabawasan ang pangmatagalang epekto ng mga nakababahalang kaganapan. Ang pananaliksik ay may partikular na implikasyon para sa post-traumatic stress disorder.

Michael Mauk, Ph.D., Propesor, at Daniel Johnston, Ph.D., Propesor at Direktor, Sentro para sa Pag-aaral at Memorya, Unibersidad ng Texas sa Austin

Cortical Persistent Mechanisms ng Paggawa ng Memorya

Magagamit ng Mauk at Johnston ang parehong mga sistema at cellular approach upang pag-aralan ang nagtatrabaho memorya pareho sa mga buhay na hayop at sa mga eksperimento ng slice ng utak gamit ang malakas na pamamaraan ng pag-record ng neuron. Dahil ang pagtatrabahong memorya ay nag-aambag sa napakaraming proseso ng pag-iisip, ang pag-unawa sa mga mekanismo nito ay maaaring mapabuti ang pagsusuri at paggamot ng maraming mga karamdaman, kabilang ang Alzheimer's disease at ADHD.