Mga nagawa

Annegret Falkner, Ph.D., Assistant Professor, Princeton Neuroscience Institute, Princeton University, Princeton, NJ

Computational Neuroendocrinology: Pag-uugnay ng Hormone-Mediated Transcription sa Complex Behavior sa pamamagitan ng Neural Dynamics

Ang mga hormone ng gonadal - ang estrogen at testosterone ay kabilang sa mga pinakakilala - ay mahalaga sa mga mammal sa maraming paraan. Binabago nila ang mga panloob na estado, pag-uugali, at pisyolohiya. Ngunit habang marami ang napag-aralan tungkol sa kung paano nakakaapekto ang mga hormone na ito sa katawan, hindi gaanong naiintindihan kung paano nila binabago ang neural dynamics.

Sa kanyang pananaliksik, si Dr. Annegret Falkner at ang kanyang lab ay mag-iimbestiga kung paano binabago ng mga hormone ang mga neural network at sa gayon ay nakakaapekto sa pag-uugali sa maikli at mahabang panahon. Gamit ang mga bagong pamamaraan para sa pagsukat ng pag-uugali, siya ay magmamasid at magtatala ng mga pag-uugali ng lahat ng uri sa mga hayop na malayang kumikilos sa panahon ng pagbabago ng estado ng hormone; mapa ang neural dynamics ng mga network na sensitibo sa hormone sa isang pagbabago sa estado ng hormone; at gumamit ng optical hormone imaging na tukoy sa site upang obserbahan kung saan at kailan nangyayari ang estrogen-receptor-mediated transcription sa loob ng network na ito - isang window sa kung paano nagagawa ng mga hormone na i-update ang komunikasyon sa network, at isa na tutulong sa mga mananaliksik na maunawaan ang malalim na paraan ng epekto ng mga hormone sa utak at pag-uugali.

Andrea Gomez, Ph.D., Assistant Professor, Neurobiology, University of California, Berkeley, CA

Ang Molecular na Batayan ng Psychedelic-Induced Plasticity

Ang utak ay nagtataglay ng kakayahang baguhin ang sarili nito, isang tampok na inilarawan bilang "plasticity." Nilalayon ni Dr. Andrea Gomez na matuto nang higit pa tungkol sa plasticity ng utak sa pamamagitan ng paggamit ng psychedelics bilang tool, muling pagbubukas ng plasticity windows sa utak ng nasa hustong gulang gamit ang psychedelic psilocybin sa isang mouse model. Hindi lamang ito maaaring makatulong sa amin na matuto nang higit pa tungkol sa kung paano gumagana ang utak, ngunit maaari rin itong tumulong sa pagbuo ng mga susunod na henerasyong therapeutics.

Ang psychedelics ay may pangmatagalang epekto sa istruktura sa mga neuron, tulad ng pagtaas ng paglaki ng proseso ng neuronal at pagbuo ng synaps. Ang isang dosis ay maaaring magkaroon ng mga buwan na epekto. Sa kanyang pananaliksik, gagamit si Dr. Gomez at ang kanyang koponan ng mga psychedelics upang matukoy ang mga klase ng RNA na nagtataguyod ng neural plasticity sa prefrontal cortex. Susuriin ng lab ni Gomez kung paano nagbabago ang psychedelics kung paano pinag-splice ang RNA, itatatag ang link sa pagitan ng mga pagbabago sa RNA na dulot ng psilocybin at plasticity sa mga daga ayon sa sinusukat ng aktibidad ng synaptic, at obserbahan ang epekto ng plasticity na dulot ng psychedelic sa pakikipag-ugnayan sa lipunan.

Sinisa Hrvatin, Ph.D., Assistant Professor of Biology, Whitehead Institute para sa Biomedical Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA

Molecular Anatomy ng Hibernation Circuits

Karamihan sa mga tao ay naiintindihan ang konsepto ng hibernation, ngunit medyo kakaunti ang nag-iisip tungkol sa kung gaano ito kapansin-pansin. Ang mga mammal na partikular na nag-evolve upang mapanatili ang isang pare-parehong temperatura ng katawan ay biglang "patayin" ang tampok na iyon, binabago ang kanilang metabolismo, at binabago ang kanilang pag-uugali nang maraming buwan sa isang pagkakataon. Bagama't ang mga katotohanan ng hibernation ay lubos na nauunawaan, kung paano pinasimulan at pinananatili ng mga hayop ang estadong iyon ay hindi lubos na nauunawaan, o kung paano lumitaw ang kakayahang ito.

Iminumungkahi ni Dr. Sinisa Hrvatin na suriin ang mga neuronal na populasyon at mga circuit na kasangkot sa hibernation gamit ang hindi gaanong karaniwang modelo, ang Syrian hamster. Ang mga Syrian hamster ay maaaring mahikayat na mag-hibernate sa kapaligiran, na ginagawa itong perpekto para sa isang eksperimento sa laboratoryo, ngunit walang magagamit na mga transgenic na linya (tulad ng sa mga daga), na nagbunsod sa kanya na maglapat ng nobelang RNA-sensing-based na mga tool sa viral upang i-target ang mga partikular na populasyon ng cell na nauugnay sa hibernation. Idodokumento niya ang mga neuron na aktibo sa panahon ng hibernation upang matukoy ang mga nauugnay na circuit at suriin kung ang mga katulad na circuit ay pinananatili sa iba pang hibernating at hindi hibernating na mga modelo.

Xin Jin, Ph.D., Assistant Professor, Department of Neuroscience, The Scripps Research Institution, La Jolla, CA

Sa vivo Neurogenomics at Scale

Kapag pinag-aaralan ang pag-andar ng gene sa mga neuron, ang mga mananaliksik ay kadalasang kailangang pumili sa pagitan ng sukat at resolusyon. Ngunit para kay Dr. Xin Jin, ang kapangyarihan ng genome ay lubos na napagtanto kapag pinahihintulutan ng mga tool ang mga mananaliksik na pag-aralan ang isang malaking bilang ng mga gene sa buong utak at makita kung saan naroroon ang mga ito at kung saan sila nag-intersect sa mga partikular na rehiyon ng utak.

Ang lab ni Dr. Jin ay nakabuo ng bagong massively parallel sa vivo mga paraan ng pagkakasunud-sunod upang palakihin ang pagsisiyasat ng malaking bilang ng mga variant ng gene at imapa ang kanilang presensya sa buo, buo na mga utak. Ang kakayahang mag-profile ng higit sa 30,000 cell nang sabay-sabay ay nagbibigay-daan sa koponan na pag-aralan ang daan-daang mga gene sa daan-daang uri ng cell at makakuha ng readout sa loob ng dalawang araw sa halip na mga linggo. Magsasagawa sila ng mga survey sa buong organ, na nagpapakita ng kakayahang hindi lamang tukuyin kung aling mga cell ang may kasamang mga partikular na variant, ngunit tukuyin ang kanilang konteksto sa loob ng utak: kung saan sila matatagpuan at kung paano sila konektado.

Ann Kennedy, Ph.D., Assistant Professor, Department of Neuroscience, Northwestern University, Chicago, IL

Neural Population Dynamics na Namamagitan sa Balanse ng Nagkumpitensyang Pangangailangan sa Survival

Upang mabuhay, ang mga hayop ay nagbago ng isang malawak na hanay ng mga likas na pag-uugali tulad ng pagpapakain, pagsasama, pagsalakay at mga tugon sa takot. Ang mga mananaliksik ay nakapagtala ng aktibidad ng neural sa mga modelo ng mouse habang sila ay nakikibahagi sa mga ganitong uri ng pag-uugali. Ngunit sa totoong mundo, ang mga hayop ay kadalasang kailangang timbangin at magpasya sa pagitan ng maraming kagyat na kurso ng pagkilos.

Si Dr. Ann Kennedy ay nakikibahagi sa pagbuo ng mga theoretical computational na modelo na makakatulong sa pagsulong ng ating pag-unawa sa kung gaano kahalaga ang mga desisyong tulad nito. Sa pagtingin sa aktibidad ng neural sa hypothalamus ng mga daga na nakikibahagi sa pag-uugaling uri ng agresyon, bubuo si Dr. Kennedy at ang kanyang koponan ng mga modelo ng neural network na kumukuha ng scalability at pagtitiyaga ng

agresibong motivational states, habang nagbibigay din ng mekanismo para sa pakikipagkalakalan sa pagitan ng maraming nakikipagkumpitensyang motivational state sa pag-uugali ng hayop. Mula sa gawaing ito, isusulong ng lab ni Dr. Kennedy ang ating pag-unawa sa kung paano tinutulungan ng istraktura na itinayo sa utak ang mga hayop na mabuhay.

Sung Soo Kim, Ph.D., Katulong na Propesor ng Molecular, Cellular, at Developmental Biology, University of California-Santa Barbara, Santa Barbara, CA

Neural na Representasyon ng Mundo sa Pag-navigate

Nauunawaan ng sinumang kailangang mag-navigate sa isang kilala ngunit madilim na silid kung gaano kahalaga na ang ating utak ay maaaring mag-navigate sa ating kapaligiran gamit ang iba't ibang impormasyon, sa loob at labas, kabilang ang mga kulay, hugis, at pakiramdam ng paggalaw sa sarili. Gumagawa gamit ang isang modelo ng fruit fly at isang bagong, makabagong experimental apparatus, si Dr. Sung Soo Kim at ang kanyang team ay mag-iimbestiga kung ano ang nangyayari sa utak kapag nagna-navigate.

Si Dr. Kim ay mag-iimbestiga kung paano ang maramihang mga sensory input ay nababago sa isang kahulugan ng direksyon at kung paano nakakaapekto ang mga konteksto ng pag-uugali sa pagpoproseso ng direksyon. Ang isang susi sa pananaliksik na ito ay isang nobelang virtual reality arena Ang koponan ni Dr. Kim ay nagtatayo gamit ang isang napakalaking mikroskopyo sa itaas na nangangahulugan na ang buong utak ng langaw ay maaaring ilarawan kahit na ito ay lumiliko. Sa pamamagitan ng pag-activate at pagpapatahimik ng ilang mga neuronal na populasyon, magagawa ni Dr. Kim na magsagawa ng pananaliksik na tumitingin sa pinagsamang papel ng perception, cognition, at motor control.

Bianca Jones Marlin, Ph.D., Assistant Professor of Psychology and Neuroscience, Columbia University at ang Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, New York, NY

Molecular Mechanisms ng Intergenerational Memory

Maaari bang mamana ng susunod na henerasyon ang alaala ng isang nakababahalang karanasan? Ang kamakailang pananaliksik ay tila nagmumungkahi na maaari ito, at si Dr. Bianca Jones Marlin at ang kanyang koponan ay handa na mag-imbestiga kung paano ang mga karanasan na nag-uudyok ng takot o stress sa isang modelo ng mouse ay maaaring magdulot ng mga pagbabago sa mismong mga neuron na nasa utak nito, at kung paano maaaring magdulot ang mga pagbabagong iyon. mamanahin sa genetiko ng mga anak ng hayop na nakaranas ng stress.

Ang pananaliksik ni Dr. Marlin ay nakuha sa pagtuklas na ang mga pagbabago sa kapaligiran ay humahantong sa kaplastikan na umaasa sa karanasan sa utak. Gamit ang olfactory fear conditioning, nalaman ng team na ang mga daga ay gagawa ng mas maraming olfactory neuron na naaayon sa amoy na ginamit. Ang mas mataas na ratio na iyon ay nagpapatuloy, naka-encode sa tamud, at ipinapasa sa susunod na henerasyon (ngunit hindi sa mga susunod na henerasyon.) Ang lab ni Dr. Marlin ay magsasaliksik ng proseso sa isang molekular na antas na inaasahan niyang hindi lamang tumulong sa mga mananaliksik, ngunit nagpapataas din ng kamalayan sa ang mga epekto ng trauma.

Nancy Padilla-Coreano, Ph.D., Assistant Professor, Department of Neuroscience, University of Florida College of Medicine, Gainesville, FL

Mga Neural na Mekanismo ng Pagbabago sa Pagitan ng Social Competition at Cooperation

Ang mga sosyal na hayop ay may napakakomplikadong pakikipag-ugnayan, kadalasang lumilipat mula sa pakikipagtulungan patungo sa kumpetisyon sa napakaikling panahon. Nilalayon ni Dr. Nancy Padilla-Coreano na maunawaan ang mga neural network na kasangkot gamit ang behavioral assays, multi-site electrophysiology, at machine learning analysis. Ang mga natuklasan ay maaaring makatulong sa mga mananaliksik na mas maunawaan kung ano ang pinagbabatayan ng kakayahang panlipunan, na nahahadlangan sa ilang mga neuropsychiatric disorder.

Gumagamit ang koponan ni Dr. Padilla-Coreano ng mga makabagong teknolohiya, tulad ng tulong ng AI sa pagtukoy at pagsubaybay sa gawi ng mga hayop, at mga pamamaraan ng pananaliksik upang matukoy ang mga circuit na aktibo sa panahon ng pakikipagtulungan at kompetisyon. Sa hypothesizing na ang mga ito ay nagsasapawan ng mga circuit, ang koponan ay manipulahin ang bawat circuit sa parehong mga hayop at obserbahan kung paano nagbabago ang pag-uugali kapag ipinakilala sa ilang mga sitwasyon. Ang pangalawang layunin ay siyasatin kung ano ang nasa agos ng mga circuit na iyon; at ang ikatlo ay mag-iimbestiga sa papel ng dopamine sa proseso. Kung sama-sama, makakatulong ang pananaliksik na ibunyag kung paano tinutulungan ng utak ang mga hayop sa lipunan na mag-optimize at magbago.

Mubarak Hussain Syed, Ph.D., Katulong na Propesor, Kagawaran ng Biology, Unibersidad ng New Mexico, Albuquerque, NM

Molecular Mechanisms Regulating Neural Diversity: Mula sa Stem Cells hanggang Circuits

Si Dr. Mubarak Hussain Syed ay mag-iimbestiga kung ano ang tumutukoy kung paano lumitaw ang mga neuron ng iba't ibang uri mula sa mga neural stem cell (NSCs) at kung paano tinutukoy ng mga salik sa pag-unlad ang mga pag-uugali ng nasa hustong gulang. Ang kanyang lab ay tututuon sa kung paano gumagawa ang Type II NSCs ng mga uri ng neuron ng central complex. Ipinakita ng nakaraang pananaliksik na ang tiyempo ng kapanganakan ng isang cell na bumababa mula sa isang Type II NSC ay nauugnay sa panghuling uri ng cell nito. Ang mga partikular na protina na ipinahayag na pansamantala sa mga oras na iyon ay pinaniniwalaang kumokontrol sa kapalaran ng mga uri ng neuron.

Sa pamamagitan ng loss-of-function at gain-of-function na mga eksperimento na nagta-target sa mga protina at pathway na iyon, matututunan ng koponan ni Dr. Syed ang mekanismo kung saan binabago nila ang mga kapalaran ng mga neuron at kung ano ang epekto nito sa mga pag-uugali. Ang mga karagdagang eksperimento ay titingnan kung paano nabuo ang mga circuit ng mas mataas na pagkakasunud-sunod na mga rehiyon ng utak. Si Dr. Syed ay gagana sa pamamagitan ng kanyang programa na tinatawag na Pueblo Brain Science upang sanayin at turuan ang susunod na henerasyon ng magkakaibang neuroscientist habang nagsasagawa siya ng kanyang pananaliksik.

Longzhi Tan, Ph.D., Katulong na Propesor ng Neurobiology, Stanford University, Stanford, CA

Paano Nahuhubog ng 3D Genome Architecture ang Pag-unlad at Pagtanda ng Utak?

Si Dr. Longzhi Tan at ang kanyang koponan ay gumagamit ng isang rebolusyonaryong "biochemical microscope" na maaaring magpakita ng 3D na hugis ng mga molekula ng DNA sa loob ng isang cell sa isang resolution na hindi mapapantayan ng mga optical telescope, at sa proseso ay natuklasan na ang natatanging folding ay maaaring sabihin sa mga mananaliksik ng isang mahusay na. deal tungkol sa isang cell.

Ang biochemical microscope sa gitna ng pananaliksik ay gumagamit ng proximity ligation sa halip na mga optika. Kasama sa bahagi ng proyekto ang pagbuo ng susunod na henerasyon ng tool na ito upang ang koponan ni Dr. Tan ay maaaring 3D-locate ang bawat molekula ng RNA sa isang brain cell at kung saan ito nauugnay sa nakatiklop na DNA. Makakatulong ito sa isang rulebook tungkol sa DNA folding. Dahil bumababa din ang folding kasabay ng pagtanda, ang pag-unawa sa kung paano ito nakakaimpluwensya sa pagtanda ay maaaring magbigay ng mga insight sa mga paraan upang baligtarin o pabagalin ang ilang epekto ng pagtanda. Ang pangwakas na layunin ay titingnan kung paano naiimpluwensyahan ng mga mutation at folding differences ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga indibidwal.

Ishmail Abdus-Saboor, Ph.D., Assistant Professor, Biological Sciences at ang Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Columbia University, New York, NY

Balat-Utak Axis para sa Rewarding Touch Behaviors

Ang social touch ay isang pangunahing stimulus na batayan sa mga karanasan ng tao mula sa pag-aalaga sa iba at pagbuo ng mga social bond hanggang sa sekswal na pagtanggap. Gumagawa gamit ang isang modelo ng mouse at optogenetics, ipinakita ng nakaraang pananaliksik ni Abdus-Saboor na may mga direktang koneksyon sa pagitan ng mga neural cell ng balat at ng utak, at ang mga nakalaang cell ay partikular na nakatutok sa ilang mga touch cue. Ang mga cell na ito ay kinakailangan at sapat upang makakuha ng mga partikular na pisikal na tugon.

Sa kanyang bagong pananaliksik, nilalayon ni Abdus-Saboor at ng kanyang koponan na tukuyin kung paano nagpapalitaw ang mga neuron sa balat ng mga natatanging positibong signal sa utak, at kung paano tinatanggap at pinoproseso ng utak ang mga signal na iyon bilang kapakipakinabang, pati na rin ang pagtukoy ng mga touch neuron na kinakailangan sa iba't ibang mga senaryo ng pagpindot (pag-aalaga sa mga tuta kumpara sa pag-aayos o paglalaro). Ang ikatlong layunin ay magsusumikap na tukuyin kung anong sensor sa mga cell na ito ang nagpapakilala sa pagpindot. Ang pananaliksik ay magbubunyag ng higit pa tungkol sa koneksyon sa balat-utak, na may mga potensyal na aplikasyon para sa mga mananaliksik na nag-aaral ng mga social disorder.

Yasmine El-Shamayleh, Ph.D., Assistant Professor, Department of Neuroscience at Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Columbia University, New York City, NY

Cortical Circuits para sa Pagdama ng Visual Form

Sa primates, humigit-kumulang 30% ng cerebral cortex ay nakatuon sa pagproseso ng visual na impormasyon. Gamit ang mga bagong diskarte, si Dr. El-Shamayleh ay nagsusumikap tungo sa pagbuo ng isang detalyadong mekanistikong pag-unawa sa kung paano nakikita at nakikilala ng utak ang mga bagay na nakikita natin. Nakatuon sa cortical area V4, ang pananaliksik ni El-Shamayleh ay nagpapakita kung paano sinusuportahan ng iba't ibang uri ng neuron sa rehiyon ng utak na ito ang ating kakayahang makita ang hugis ng mga visual na bagay.

Ang cortical area V4 ay lubos na naaayon sa hugis ng mga bagay sa mundo. Ang pagbuo sa mga pangunahing insight na ito at paggamit ng mga nobelang aplikasyon ng viral vector-based optogenetics, ang El-Shamayleh ay nagre-record at minamanipula ang aktibidad ng mga partikular na grupo ng mga V4 neuron na may hindi pa nagagawang katumpakan. Tinutukoy ng pananaliksik na ito kung paano nakikipag-ugnayan ang iba't ibang uri ng neuron sa cortical area V4 upang iproseso ang hugis ng isang bagay at magbubukas ng mga detalye tungkol sa kung paano pinoproseso ng primate brains ang visual na impormasyon. Ang mga teknikal na inobasyon na itinatag sa pananaliksik na ito ay magpapadali din sa hinaharap na mga pag-aaral ng mekanismo ng pag-andar at pag-uugali ng primate brain.

Vikram Gadagkar, Ph.D., Assistant Professor, Department of Neuroscience at Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Columbia University, New York City, NY

Mga Neural na Mekanismo ng Panliligaw at Monogamy

Bagama't nagkaroon ng makabuluhang pananaliksik sa kung paano natututo at gumaganap ng mga pag-uugali ang mga hayop, hindi gaanong nabibigyang pansin kung paano sinusuri ng isang hayop ang pagganap ng isa pa sa mga pakikipag-ugnayan sa lipunan. Sa mga songbird, tinitingnan ng karamihan sa mga pananaliksik kung ano ang nangyayari sa utak ng mga lalaki na gumaganap ng isang kanta upang maakit ang isang kapareha, ngunit hindi kung ano ang nangyayari sa utak ng babaeng ibon habang nakikinig siya sa kanta ng lalaki.

Ang gawa ni Dr. Gadagkar ay titingnan ang isang bahagi ng utak na tinatawag na HVC, isang sensorimotor nucleus na kilala na aktibo sa mga lalaki upang panatilihin ang oras habang sila ay natututo at nagtanghal ng kanilang kanta. Sa unang pagkakataon, nire-record niya at ng kanyang lab kung ano ang nangyayari sa babaeng HVC habang nakikinig at sinusuri niya ang kanta ng lalaki. Pangalawa, susuriin ni Dr. Gadagkar kung paano ginagawa ng mga babae ang kanilang pagsusuri, at kung ano ang ginagawa ng mga neuron kapag may nakitang mga pagkakamali. Sa wakas, titingnan ng pananaliksik ang sistema ng dopamine upang makita kung paano nagpapakita ang utak ng isang kagustuhan para sa pinaka-kaakit-akit na pagganap.

Hidehiko Inagaki, Ph.D., Max Planck Florida Institute para sa Neuroscience, Jupiter, FL

Synaptic Mechanisms at Network Dynamics Underlying Motor Learning

Ang pag-aaral ng bagong kasanayan ay nangangailangan ng utak na gumawa ng mga pagbabago sa circuitry nito, isang proseso na kilala bilang plasticity. Habang ang makabuluhang pananaliksik ay ginawa upang matukoy kung paano isinasagawa ng mga network ng utak ang kasanayan, mas kaunti ang naiintindihan tungkol sa mga mekanika ng pag-aaral ng mga bagong kasanayan. Si Dr. Inagaki at ang kanyang koponan ay nagsusumikap na mag-zero in sa mga cell at prosesong kasangkot sa proseso ng pag-aaral.

Gamit ang in vivo 2-photon imaging at malakihang electrophysiology sa isang modelo ng mouse, maaari na ngayong panoorin ni Dr. Inagaki at ng kanyang koponan sa antas ng cellular kung anong mga pagbabago ang nangyayari habang natututunan ang isang bagong kasanayan - sa kasong ito, natututo ng bagong timing para sa ang aksyon. Gamit ang genetic manipulation upang paganahin ang mga mananaliksik na i-activate o pigilan ang mga protina na nauugnay sa plasticity, nilalayon nilang alisan ng takip hindi lamang kung anong mga pagbabago sa utak, ngunit kung paano pinasimulan at pinagsama-sama ang mga pagbabagong iyon. Ang pag-unawa sa higit pa tungkol sa kung paano gumagana ang pag-aaral ay maaaring magkaroon ng mga implikasyon para sa pananaliksik sa mga kapansanan sa pag-aaral.

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

Unraveling Ang Mekanismo ng Synapse Development, Mula Molecules sa Gawi

Ang mga synapses, ang mga lugar kung saan ipinapadala at natatanggap ang mga signal sa pagitan ng mga neuron, ay ang susi sa paggana ng mga neural circuit na sumasailalim sa pag-uugali. Ang pag-unawa sa kung paano nabubuo ang mga synapses sa antas ng molekular at kung paano nakakaimpluwensya ang pag-unlad ng synaptic sa pag-uugali ay ang layunin ng pananaliksik ni Dr. Kurshan. Pinaniniwalaan ng nangingibabaw na modelo na isang klase ng mga protina na tinatawag na synaptic cell-adhesion molecules (sCAMs) ang nagpapasimula ng proseso, na may isang pamilya ng mga sCAM na tinatawag na mga neurexin na partikular na ipinahiwatig. Ngunit ang pananaliksik sa vivo ay nagpapakita na ang pag-knock out ng mga neurexin ay hindi nag-aalis ng mga synapses.

Ang gawa ni Dr Kurshan ay nagpapahiwatig na ang mga presynaptic cytosolic scaffold protein ay maaaring iugnay sa sarili sa cell membrane, at pagkatapos ay mag-recruit ng mga neurexin upang patatagin ang mga synapses. Sa kanyang bagong pananaliksik, gamit ang imaging, proteomics, computational modeling, at transgenic manipulation, nilalayon niya at ng kanyang lab na tukuyin kung anong mga protina at bahagi ng cell-membrane ang nasasangkot at kung paano sila nakikipag-ugnayan. Ang pananaliksik ay may mga implikasyon para sa isang hanay ng mga neurological disorder na nakatali sa synaptic defects.

Scott Linderman, Ph.D., Assistant Professor, Statistics at Wu Tsai Neurosciences Institute, Stanford University, Stanford, CA

Mga Paraan ng Machine Learning para sa Pagtuklas ng Structure sa Neural at Behavioral Data

Ang mga kontribusyon ni Dr. Linderman sa neuroscience ay nakasalalay sa pagbuo ng mga pamamaraan sa pag-aaral ng makina na maaaring pamahalaan at kunin ang mga insight mula sa nakakagulat na dami ng data na ginagawa ng mga ganitong uri ng pananaliksik, tulad ng mga high-resolution na pag-record ng malaking bilang ng mga neuron sa buong utak at sabay-sabay na pagmamasid sa mga gawi ng malayang pag-uugali ng mga hayop sa mahabang panahon. Nakipagsosyo si Linderman at ang kanyang team sa mga research lab para bumuo ng probabilistic machine learning na mga pamamaraan para makahanap ng mga pattern sa lahat ng data na iyon.

Ang lab ng Linderman ay partikular na nakatutok sa computational neuroethology at probabilistic modeling - mahalagang, pag-alam kung paano bumuo at magkasya ng mga istatistikal na modelo sa uri ng data na ginagawa ng mga mananaliksik ngayon. Ang kanyang nagpapatuloy at hinaharap na mga proyekto ay nagpapakita ng lawak ng mga paraan ng pag-aaral ng machine na maaaring ilapat sa neural research. Nilapitan ni Linderman ang trabaho bilang isang pinagsamang kasosyo sa mga pang-eksperimentong collaborator, at sa pamamagitan ng pagbuo ng mga pamamaraan upang malutas ang mga problema ng neurobiology ay tumutulong din sa pagsulong ng mga larangan ng istatistika at machine learning.

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

Mechanosensation para sa Paggabay sa Cellular Morphology

Ang mechanosensation – o ang pagtuklas ng pisikal na puwersa ng isang cell o isang neuron – ay isang nakakagulat na banayad at multi-purpose na function na pinapamagitan ng ilang mga channel ng ion (bukod sa iba pang mga protina) sa cellular membrane. Ang isang malinaw na halimbawa ay ang pakiramdam ng pagpindot. Ang lab ni Dr. Murthy ay naghuhukay sa isang mas maliit na halimbawa ng mechanosensation na may malalim na implikasyon para sa kalusugan ng neural: Ang proseso ng myelination, kung saan ang mga espesyal na cell na tinatawag na oligodendrocytes (OLs) ay bumubuo ng isang kaluban sa paligid ng isang nerve upang mapabuti ang pagpapadaloy.

Ito ay hypothesized na ang mga mekanikal na pahiwatig (bukod sa iba pang mga kadahilanan) ay maaaring pamahalaan ang OL morphology at myelination, ngunit ang mga pinagbabatayan na mekanismo ay nanatiling hindi kilala. Pinag-aaralan ng lab ni Murthy ang mechano-activated ion channel na TMEM63A, na ipinahayag sa mga OL, upang ipakita kung paano maaaring mamagitan ang mga channel na ito sa myelination at kung paano ginagabayan ng mga mekanikal na pahiwatig ang proseso. Ang pag-unawa kung paano gumagana ang myelination - at kung paano ito mabibigo - ay makakatulong sa mga mananaliksik na nag-aaral ng isang hanay ng mga kondisyon na nauugnay sa myelination.

Karthik Shekhar, Ph.D., Chemical at Biomolecular Engineering/ Helen Wills Neuroscience Institute, University of California, Berkeley, Berkeley, CA

Ebolusyon ng Neural Diversity at Patterning sa Visual System

Ang lab ni Dr. Shekhar ay naglalayong maunawaan kung paano umunlad ang magkakaibang uri ng neural at ang kanilang organisasyon upang pagsilbihan ang mga pangangailangan ng iba't ibang hayop. Nakatuon ang kanyang pananaliksik sa visual system ng utak, partikular na ang retina at ang pangunahing visual cortex, na kapansin-pansing mahusay na napangalagaan sa mga species na pinaghihiwalay ng daan-daang milyong taon ng ebolusyon.

Susuriin ng pananaliksik ni Shekhar ang evolutionary conservation at divergence ng mga neuronal na uri sa retina ng ilang vertebrate species, mula sa isda hanggang sa mga ibon hanggang sa mga mammal, at gagamit ng mga computational approach para muling buuin ang ebolusyon ng neural diversity, kabilang ang kung ang ebolusyon ay humantong sa pag-usbong ng mga bagong uri o pagbabago ng mga umiiral na uri. Ang sabay-sabay na pagsisikap ay mag-iimbestiga sa visual cortex at matunton ang mga pinagmulan ng mga maagang yugto ng pag-unlad na kilala bilang "mga kritikal na panahon", kung saan ang mga neural network sa utak ay nagpapakita ng katangi-tanging plasticity sa sensory na karanasan. Ang isang gabay na prinsipyo na pinagbabatayan ng diskarte ni Shekhar ay ang mga interdisciplinary na pakikipagtulungan ay maaaring magdala ng mga bagong diskarte upang matugunan ang malalaking katanungan sa neuroscience.

Tanya Sippy, Ph.D., Assistant Professor, New York University Grossman School of Medicine, New York City, NY

Modulation ng Striatal Cells at Synapses ng Dopamine Movement Signals

Ang Dopamine ay marahil ang pinakakilalang neuromodulator, higit sa lahat dahil sa papel na ginagampanan nito sa pagbibigay ng senyas ng gantimpala. Gayunpaman, gumaganap din ang dopamine ng isang mahalagang papel sa paggalaw, na malinaw na ipinapakita ng kawalan ng kakayahan ng mga pasyente na may Parkinson's Disease, isang disorder ng dopamine, na magsimula ng mga paggalaw. Nilalayon ni Dr. Sippy na tumulong na matuto nang higit pa tungkol sa kung paano kasangkot ang dopamine sa paggalaw, sa pamamagitan ng napaka-tumpak na in vivo na mga sukat ng pagbabago-bago ng dopamine nang sabay-sabay sa potensyal ng lamad sa mga target na neuron.

Ang mga potensyal na pag-record ng lamad ay nagpapahintulot sa mga miyembro ng lab ni Dr. Sippy na sukatin ang dalawang katangian ng mga neuron na kilalang apektado ng neuromodulation: 1) ang lakas ng mga synaptic input at 2) ang excitability ng mga neuron na tumutukoy kung paano sila tumutugon sa mga input na ito. Ngunit ang pagsukat ng parehong pagbabago ng dopamine at potensyal ng lamad sa isang cell ay napakahirap. Ang gawain ni Sippy ay nakasalalay sa pagtuklas na ang aktibidad ng dopamine ay nasasalamin sa dalawang hemispheres ng utak, at sa gayon ang pagsukat nito at potensyal ng lamad ay maaaring gawin sa magkabilang panig at mayroon pa ring malakas na pagkakaugnay na mga resulta. Sa ginawang mga pag-record na ito, optogenetically manipulahin ng Sippy ang dopamine system at makikita kung paano nakakaapekto ang pag-activate o pagsugpo sa dopamine sa mga katangian ng mga target na neuron, at kung paano ito nakakaapekto sa mga aksyon ng hayop.

Moriel Zelikowsky, Ph.D., Assistant Professor, University of Utah, Salt Lake City, UT

Neuropeptidergic Cortical Control ng Social Isolation

Ang matagal na panlipunang paghihiwalay ay maaaring negatibong makaapekto sa buhay ng mammalian, kabilang ang isang matarik na pagtaas ng pagsalakay. Habang tinitingnan ng maraming pag-aaral ang kontrol ng subcortical ng mga likas na anyo ng pagsalakay, kakaunti ang tumingin sa mga pathological na anyo ng pagsalakay o ang kanilang top-down na kontrol. Nilalayon ni Dr. Zelikowsky na mas maunawaan ang mekanismo at mga cortical circuit na kasangkot sa pagtaas ng agresyon bilang resulta ng talamak na panlipunang paghihiwalay.

Ang paunang pananaliksik gamit ang isang modelo ng mouse ay nakilala ang isang papel para sa neuropeptide Tachykinin 2 (Tac2) bilang isang subcortical neuromodulator ng takot at agresyon na dulot ng paghihiwalay. Kritikal, natagpuan din ang Tac2 na na-upregulated sa medial prefrontal cortex (mPFC) pagkatapos ng social isolation. Gumagamit ang pananaliksik ni Zelikowsky ng cell-type na partikular na perturbations sa mga daga na nakaranas ng social isolation. Ginagamit ang machine learning upang matukoy ang mga kumpol ng gawi, na nakamapa sa nakalarawang aktibidad ng utak. Sa pamamagitan ng pag-unawa kung paano mababago ng paghihiwalay ang utak ng mga mammal, maaaring mas maunawaan ng mga mananaliksik sa hinaharap ang mga epekto ng pinahabang social deprivation sa mga tao.

Christine Constantinople, Ph.D., Assistant Professor, New York University Center para sa Neural Science, New York City, NY

Neural Circuit Mechanisms of Inference

Nakikipagtulungan si Dr. Constantinople sa isang modelo ng daga upang matuklasan kung anong mga bahagi ng utak ang nasasangkot sa paghihinuha ng mga bagay tungkol sa mundo at kung paano kinakatawan ng mga neuron ang mga bagay sa mundo, at ang mga pagkakaiba sa neurological sa pagitan ng paggawa ng desisyong nagbibigay-malay sa isang hindi tiyak na kapaligiran o pagbagsak. bumalik sa nakagawiang pagkilos. Kasama sa eksperimento ang paghihintay ng kilalang gantimpala ng tubig, o "pag-opt out" sa pag-asang mas sulit ang susunod na gantimpala na inaalok.

Sa pamamagitan ng pagsubaybay sa aktibidad ng utak sa maraming rehiyon at sa mga partikular na projection sa parehong predictable at unpredictable na mga panahon at ang mga transition sa pagitan ng mga ito, at hindi aktibo ang mga partikular na rehiyon ng utak at neural pathway sa iba't ibang pagsubok, iminungkahi ni Dr. Constantine na tukuyin ang mga mekanismong kasangkot sa inference. Iminumungkahi niya na ang iba't ibang proseso ay kasangkot kapag pumipili ng aksyon batay sa isang mental model kumpara sa mga desisyon na walang modelo; na magkahiwalay na naka-encode ang iba't ibang thalamic nuclei sa mga gantimpala at kasaysayan ng daga; at na ang orbitofrontal cortex (OFC) ay isinasama ang dalawang magkakapatong ngunit natatanging mga input upang maghinuha ng mga hindi kilalang estado.

Bradley Dickerson, Ph.D., Assistant Professor, Princeton Neuroscience Institute, Princeton University, Princeton, NJ

Proporsyonal-Integral na Feedback sa isang Biyolohikal na 'Gyroscope'

Nangongolekta at kumikilos ang nervous system sa papasok na impormasyon sa loob ng millisecond – minsan ay may mga hard-wired reflexes, minsan ay may intensyon. Iminumungkahi ni Dr. Dickerson na lutasin ang antas ng kontrol ng mga langaw sa prutas sa ilang partikular na wing muscle assemblies sa pamamagitan ng isang eksperimento na nag-aaral ng mga espesyal na mechanosensory organ na natatangi sa mga langaw na kilala bilang halteres, na gumaganap bilang isang uri ng awtomatikong gyroscope.

Iminumungkahi ni Dr. Dickerson na ang haltere ay may hiwalay na mga mekanismo ng kontrol na maaaring makuha sa panahon ng mga kaguluhan upang mag-alok sa fly ng maximum na kontrol. Sa controls engineering lingo, naniniwala siyang ang haltere ay maaaring tumugon sa parehong proporsyonal (ang laki ng isang perturbation) at integral (kung paano nagbabago ang perturbation sa paglipas ng panahon) na feedback - isang mas mahusay kaysa sa naunang pinaniniwalaan. Gamit ang isang epiflourescent microscope, isang two-photon microscope sa itaas ng langaw upang subaybayan ang aktibidad ng utak, at isang camera sa ibaba ng pagsubaybay sa paggalaw ng pakpak, susubaybayan niya kung ano ang nangyayari sa mga neuron at kalamnan kapag ang langaw ay ipinakita ng visual stimuli. Inaasahan niyang lumikha ng isang modelo kung paano nakikipag-usap ang mga utak, neuron, at kalamnan na maaaring isulong ang aming pag-unawa sa kung paano kinokontrol ang paggalaw.

Markita Landry, Ph.D., Assistant Professor, University of California – Berkeley, Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Berkely, CA

Nagpapaliwanag ng Oxytocin Signaling sa Utak gamit ang Near-Infrared Fluorescent Nanosensors

Kasama sa gawain ni Dr. Landry ang paglikha ng "optical probes" - mga maliliit na carbon nanotubes na may peptide na nakatali sa ibabaw na mag-fluoresce sa malapit-infrared na ilaw kapag nasa presensya ng oxytocin sa utak. Maaaring matukoy ang fluorescence na ito nang may mataas na katumpakan sa isang millisecond timescale, na nagbibigay-daan sa mga mananaliksik na makita nang eksakto kung saan at kailan ito naroroon sa utak, at sa gayon ay tukuyin sa ilalim ng kung anong mga kondisyon ang paglabas ng oxytocin ay maaaring may kapansanan (at sa gayon ay magagamot) sa mood, pag-uugali, at panlipunan mga karamdaman.

Mahalaga, ang mga nanotubes na ito ay maaaring maipasok sa tisyu ng utak sa labas; ang fluorescence ay hindi resulta ng genetic encoding, kaya maaari itong gamitin sa mga hayop na hindi pa nabago. Dahil naglalabas sila ng malapit-infrared na ilaw, posibleng matukoy ang liwanag sa pamamagitan ng cranium, na magbibigay-daan sa kaunting kaguluhan sa mga paksa. Gamit ang mga sensor na ito bilang isang tool, umaasa si Dr. Landry na makatulong na mapabuti ang diagnosis ng mga neurological disorder at sa gayon ay i-destigmatize at pagbutihin ang paggamot sa maraming ganoong kundisyon.

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

Pag-unlad, Pag-andar, at Dysfunction ng Somatosensory at Viscerosensory Systems sa Autism Spectrum Disorder

Ang Autism Spectrum Disorder (ASD) ay tradisyonal na naisip na sanhi lamang ng mga abnormalidad sa utak, ngunit sa kanyang pananaliksik, natuklasan ni Dr. Orefice na ang mga pagbabago sa peripheral sensory neuron ay nakakatulong sa pagbuo ng mga sintomas ng ASD sa mga daga, kabilang ang hypersensitivity sa pagpindot. ng balat at binagong mga pag-uugali sa lipunan. Ang kanyang kasalukuyang pananaliksik ay tumutuon sa kung ang mga peripheral sensory neuron ng dorsal root ganglia (DRG) na nakakakita ng stimuli sa gastrointestinal tract ay abnormal din sa mga modelo ng mouse para sa ASD, at pag-unawa kung paano nagreresulta ang mga pagbabago sa pagbuo ng somatosensory circuit dahil sa peripheral sensory neuron dysfunction. mga pagbabago sa konektadong mga circuit ng utak na kumokontrol o nagbabago sa mga panlipunang pag-uugali.

Sa wakas, tututukan si Dr. Orefice sa pagsasalin ng kanyang mga natuklasan mula sa mga preclinical na pag-aaral ng mouse patungo sa pag-unawa sa mga isyung pandama na nauugnay sa ASD sa mga tao. Susuriin muna ni Dr. Orefice kung ang mga diskarte na nagpapababa ng peripheral sensory neuron excitability ay maaaring mapabuti ang touch over-reactivity at mga gastrointestinal na problema sa mga daga. Gagamitin niya ang mga natuklasang ito sa mga daga upang mas maunawaan ang pisyolohiya ng tao gamit ang mga pag-aaral ng mga kulturang selula na kinuha mula sa mga taong may ASD.

Kanaka Rajan, Ph.D., Associate Professor, Department of Neurobiology, Blavatnik Institute, Harvard Medical School; Faculty, Kempner Institute para sa Pag-aaral ng Natural at Artipisyal na Katalinuhan, Harvard University

Multiscale Neural Network na Mga Modelo para Maghinuha ng Mga Functional Motif sa Utak

Sinasamantala ni Dr. Rajan ang kapangyarihan ng mga modelong nakabatay sa AI upang gumawa ng mas mahusay, mas predictive na mga representasyon ng utak. Gamit ang mga paulit-ulit na modelo ng neural network (RNN), natuklasan ni Dr. Rajan na ang paglalagay ng higit pang mga hadlang sa mga computational na modelo ay nagresulta sa mas pare-parehong mga natuklasan at mas maliit, mas matatag na mga espasyo sa solusyon. Mula noon ay bumaling siya sa pagbuo ng mga multi-scale na RNN kung saan ang mga hadlang ay neural, pag-uugali, at anatomical na data mula sa mga tunay na eksperimento, at sabay-sabay na inilalapat. Ang susunod niyang hakbang ay ang gumawa ng mga multi-scale na RNN gamit ang naturang data na naitala mula sa maraming species na mahusay na pinag-aralan sa neuroscience—larval zebrafish, fruit fly, at mice—upang lumikha ng mga modelo.

Sa huli, ang paggamit ng mga dataset mula sa iba't ibang species ay magbibigay-daan kay Dr. Rajan na tukuyin ang "Mga Functional Motif" at gamitin ang mga ito upang tumuklas ng mga hindi inaasahang pagkakapareho at pagkakaiba-iba sa mga system na ito. Ang mga karaniwang, discrete ensembles ng mga aktibong neuron na naka-link sa mga katulad na pag-uugali at estado, anuman ang mga species, ay makakatulong sa amin na mahinuha kung paano gumagana ang mga utak sa isang pangunahing antas. Gamit ang data na magagamit, ang mga modelong ito ay maaaring magpatakbo ng maraming mga sitwasyon at tukuyin kung anong mga pagbabago sa istruktura o aktibidad ng neural ang nagreresulta sa iba't ibang resulta ng pag-uugali.

Weiwei Wang, Ph.D., Assistant Professor, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, TX

Pag-unawa sa Konstruksyon at Function ng Glycinergic Post-Synaptic Assemblies

Ang paraan ng pakikipag-usap ng mga neuron sa isa't isa ay kapansin-pansing masalimuot: ang mga neurotransmitter ay ipinapasa mula sa isang neuron patungo sa susunod sa mga synapses, na nagbibigay ng senyas sa mga synaptic na receptor sa tumatanggap na neuron upang magbukas at bumuo ng mga channel na nagpapahintulot sa mga ion na dumaan, at sa gayon ay nagpapadala ng isang de-koryenteng signal. Gayunpaman, kung ang mga synapses ay hindi gumana o hindi nabuo, ang pagkasira ng mga signal na ito ay maaaring mag-ambag sa mga neurological disorder. Sinisikap ni Dr. Wang na palawakin ang aming pang-unawa sa mga synapses na ito, kung paano sila bumubuo, at kung paano gumagana ang mga ito - lalo na, kung paano nila inaayos ang mga synaptic receptor sa mga kumpol, at kung bakit mahalaga na ang mga receptor ay mag-assemble sa mataas na konsentrasyon - sa pamamagitan ng pag-aaral nang detalyado sa glycinergic synapse.

Gagamit si Dr. Wang ng cryo-electron microscopy para tiyak na matukoy ang molekular na istraktura ng bawat sub-type ng glycinergic synapse na hindi pa nareresolba at sa gayon ay matukoy kung paano gumagana ang bawat isa; subukan kung paano nabuo ang scaffolding kung saan nakakumpol ang mga glycine receptors mula sa mga protina na gephyrin, neuroligin-2, at collybistin; at sa wakas ay subukan ang mga purified receptor sa isang artipisyal na lamad, una sa paghihiwalay, pagkatapos ay itali sa scaffold, at pagkatapos ay itali sa scaffold sa isang kumpol upang makita kung paano nagbabago ang function.

Lucas Cheadle, PhD, Assistant Professor, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY 

Ang pagtuklas ng Molecular Basis ng Microglial Function sa Stimulated Brain

Sa kanyang pagsasaliksik, pinag-aaralan ni Dr. Cheadle ang pagbuo ng mga visual neural na koneksyon gamit ang isang modelo ng mouse kung saan ang ilang mga daga ay pinalaki sa isang walang ilaw na kapaligiran sa panahon ng isang kritikal na yugto ng pag-unlad. Ipinapakita ng kanyang nakaraang pagsasaliksik na ang microglia ay mahalagang "maglilok" sa visual system, na binubura ang mga koneksyon ng synaptic na hindi gaanong kapaki-pakinabang. Bilang isang resulta, ang pisikal na pag-order ng bahaging iyon ng neural system ay naiiba sa mga daga na pinalaki sa dilim kaysa sa mga binuhay sa ilaw. Sa kanyang patuloy na trabaho, hahanapin ni Dr. Cheadle sa antas ng molekula kung paano pinasisigla ang microglia ng panlabas na mga kadahilanan (tulad ng ilaw) at mga mekanismo kung saan pagkatapos ay nililok nila ang mga synapses.

Nag-aalok ang pananaliksik ng ilang mga pamamaraang nobela, kabilang ang paggamit ng teknolohiyang pag-edit ng gene upang patumbahin ang mga tukoy na gen ng microglial upang tukuyin ang kanilang mga tungkulin sa pagbuo ng visual circuit, pati na rin ang paglikha ng isang transgenic na linya ng mga daga na nag-tag ng mga aktibong aktibong microglial cell sa utak, parehong taktika na pinaka madalas na inilalapat sa mga neuron na iniangkop ni Dr. Cheadle upang pag-aralan ang microglia sa kauna-unahang pagkakataon.

Josie Clowney, PhD, Katulong na Propesor, Unibersidad ng Michigan, Kagawaran ng Molekular, Cellular at Developmental Biology, Ann Arbor, MI

Isang Feminist na Pag-frame ng Walang Prutas: Pagkamaliit bilang isang Pagsugpo sa Mga Programang Neural ng Babae

Ang isang mahusay na pakikitungo sa pananaliksik sa mga pagkakaiba sa pagitan ng utak ng lalaki at babae ay naging pag-uugali, tulad ng pagganap ng mga ritwal sa pagsasama, ngunit mas kaunti ang naiintindihan tungkol sa kung paano ang mga gen na nagtutulak ng mga ritwal na iyon ay naayos sa utak. Naisip ni Dr. Clowney na ang proseso ay isa sa pagbabawas. Ang kanyang mga pag-aaral hanggang sa kasalukuyan gamit ang isang modelo ng fruit fly ay nagmumungkahi na ang utak ng lalaki ay maaaring magresulta mula sa pagtanggal ng mga neural na programa mula sa isang "batayang modelo" na mas malapit sa utak ng babae, kaysa sa paglikha ng mga bagong programa.

Susi sa proseso ay isang factor fly transcription factor na tinatawag na "Fruitless," isang protina na nilikha lamang sa mga utak ng lalaking prutas na lumipad. Sa kanyang pagsasaliksik, si Dr. Clowney ay magsasagawa ng mga eksperimento gamit ang iba't ibang mga diskarte upang maobserbahan ang pagkakaroon o pagkawala ng mga circuit at kaugnay na nauugnay sa sex sa mga hayop na mayroon o walang Prutas.

Shaul Druckmann, PhD, Katulong na Propesor ng Neurobiology at ng Psychiatry at Mga Agham na Pang-asal, Stanford University, Stanford, CA

Paano Gumagawa ang Brain Compute Gamit ang Aktibidad na Naipamahagi sa Buong Populasyon at Mga Lugar ng Utak?

Matapos ang mga dekada ng pagsasaliksik, mayroon pa rin kaming isang limitadong pag-unawa sa kung paano gumaganap ang utak sa mga pagkalkula sa buong mga rehiyon. Napakahalagang tanong na ito ay nasa puso ng trabaho ni Dr. Druckmann, na sinasamantala ang pagtaas ng saklaw at detalye ng pag-record ng aktibidad ng utak upang tuklasin kung ano ang nangyayari sa utak sa pagitan ng pampasigla at tugon, partikular na kapag ang tugon ay naantala at panandaliang memorya ikakasal.

Ipinapakita ng paunang data na ang aktibidad ay naroroon at nagbabago sa mga rehiyon at sa iba't ibang populasyon na neuronal sa mga sitwasyong ito, at nilalayon ni Druckmann na ipakita na ang kolektibong aktibidad na ito ay nakikipag-ugnay sa mga lugar ng utak at ang mga paraan na maaaring "ayusin" ng mga pakikipag-ugnay ang mga kinakailangang alaala at hangarin sa paggalaw, kahit na ang aktibidad ng solong rehiyon o populasyon ay maaaring magkamali. Ang isang karagdagang layunin ng proyekto ay upang mapalawak ang paraan ng pagtatrabaho ng mga mananaliksik; ang kanyang proyekto ay nagsasangkot ng matinding pakikipagtulungan sa maraming iba pang mga mananaliksik, at inaasahan niyang magagawang tuklasin ang parehong pangunahing agham at ituloy din ang mga klinikal na aplikasyon para sa kanyang mga natuklasan.

Laura Lewis, PhD, Assistant Professor, Boston University, Kagawaran ng Biomedical Engineering, Boston, MA

Imaging Neural at Fluid Dynamics sa Sleeping Brain

Parehong aktibidad ng neural at likidong dynamics ng cerebrospinal fluid (CSF) ang nagbabago habang natutulog, na may magkakaibang mga kahihinatnan - ang mga sensory system ay lumilipat mula sa kamalayan ng panlabas na stimuli at patungo sa muling pag-alaala ng memorya, at ang CSF ay dumadaloy sa utak at tinatanggal ang mga nakakalason na protina na nabubuo habang oras ng paggising. Nakakaintriga, ang dalawang proseso ay malapit na maiuugnay. Sa kanyang pagsasaliksik, iimbestigahan ni Dr. Lewis ang koneksyon sa pagitan ng neural at fluid dynamics habang natutulog at ang koneksyon ng bawat isa sa kalusugan ng utak.

Upang magawa ito, gumagamit si Dr. Lewis ng mga makabagong pamamaraan upang maobserbahan ang naka-synchronize, tumpak na neural na aktibidad at daloy ng CSF. Ang kanyang pananaliksik ay tuklasin muna kung paano ang mga mabagal na alon na ito ay naaktibo sa utak at kung aling mga neural network ang nasasangkot, gamit ang mga pandinig na pandinig na maaaring mapahusay ang mabagal na alon. Pangalawa, susuriin niya ang link sa pagitan ng mga mabagal na alon at daloy ng CSF.

Ashok Litwin-Kumar, PhD, Katulong na Propesor, Kagawaran ng Neuroscience at Zuckerman Institute, Columbia University, New York, NY

Mga Modelong Nakakonekta sa Kontrolado ng Mag-agpang na Pag-uugali

Sa kanyang pagsasaliksik, nilalayon ni Dr. Litwin-Kumar na bumuo ng isang pamamaraan upang dalhin ang mga mundo ng magkakaugnay (mga diagram ng mga kable ng mga sistemang nerbiyos) at mga modelo ng pag-uugali na magkakasama sa pamamagitan ng pagbuo ng mga paraan upang makilala ang mga kaugnay na istraktura sa loob ng isang magkakaugnay na maaaring pumigil sa mga modelo ng pag-uugali - halimbawa, sa pamamagitan ng paglilimita sa mga modelo kaya gumagamit lamang sila ng mga koneksyon na synaptic na pisikal na umiiral sa koneksyon, sa halip na gumawa ng imposibleng pisikal na paglundag sa pagitan ng mga neuron.

Upang subukan at pinuhin ang pamamaraang ito, si Dr. Litwin-Kumar ay unang nakatuon sa pagkakaugnay ng isang bahagi ng utak ng prutas na lumipad. Sa bahaging ito ng utak, ang mga input ng sensory ay inaasahang magpapalabas ng mga neuron, na nagpapalitaw ng mga pag-uugali tulad ng mga reaksyon ng pag-iwas o pag-iwas. Hahanapin ng koponan na mahusay na makilala ang istraktura sa loob ng koneksyon na sumasalamin kung paano ipinapasa ang impormasyon. Pagkatapos susubukan nila ang malalim na mga modelo ng pag-aaral na napigilan ng mga koneksyon na iyon upang makita kung gaano kahusay na mahulaan nila ang mga tugon sa mga stimuli, kumpara sa mga hindi nakakontrol na mga modelo.

David Schneider, PhD, Assistant Professor, New York University, Center for Neural Science, New York, NY

Coordinate Transforms sa Mouse Cortex

Ang gawain ni Dr. Schneider ay nakatuon sa kung paano ang motor control at sensory na mga rehiyon ng utak ay nagtutulungan sa ganitong paraan at gagana upang matuklasan kung paano natututo ang utak at bumubuo ng mga alaala na bumubuo sa batayan ng inaasahan. Sa kanyang mga eksperimento, nakatuon si Dr. Schneider sa isang tubo na nagkokonekta sa isang rehiyon ng kontrol sa motor sa isang rehiyon ng pandinig. Tuwing isang kilusan ay ginawa, ang dalawang rehiyon ay nakikipag-usap sa isang paraan na nagsasabi sa sistema ng pandinig na huwag pansinin ang tunog na nilikha ng kilusang iyon.

Makakatulong ang mga eksperimentong ito na kilalanin ang papel na ginagampanan ng mga tiyak na neuron sa pag-asa ng mga tugon sa pandama, kung paano nakikipag-ugnayan ang motor control at mga sensory center ng utak, at kung paano nagbabago ang mga landas sa pagitan ng mga motor at rehiyon ng pandama kapag may isang bagong tunog na "inaasahan." Ang karagdagang pananaliksik ay hahadlangan ang ilang mga pathway sa utak upang matukoy ang kanilang papel sa paggawa ng mga hula, at tingnan din kung paano gumagamit ang utak ng visual na input upang matulungan na asahan ang mga tunog na nabuo ng sarili.

Swathi Yadlapalli, PhD, Assistant Professor, University of Michigan Medical School, Kagawaran ng Cell and Developmental Biology, Ann Arbor, MI

Mga Mekanismo ng Cellular na Kinokontrol ang Circadian Rhythm

Ang mga orasan ng Circadian ay nagtutulak ng marami sa mga ritmo ng aming biological system, tulad ng pagtulog, paggising, kung paano tayo nag-metabolize, at marami pa. Ngunit eksakto kung ano ang nangyayari sa loob ng anumang naibigay na cell upang lumikha ng ritmo na hindi gaanong naiintindihan. Ang nakaraang pananaliksik sa biochemical at genetiko ay nakilala ang mga mahahalagang protina na salik sa paglipat, alinman sa positibo o nagbabawal, na may papel sa mga ritmo ng circadian. Nag-develop si Dr. Yadlapalli ng mga makabagong pamamaraan ng pagsasagawa ng solong cell, visualization na may mataas na resolusyon ng mga protina na ito at kung paano sila nakikipag-ugnayan sa loob ng 24 na oras na yugto sa mga buhay na selyula ng langaw ng prutas sa kauna-unahang pagkakataon. Natuklasan ng mga pamamaraang ito ang papel na ginagampanan ng isa sa mga pangunahing kadahilanan ng transaksyon ng transaksyon, na tinatawag na PER, na nagtitipon upang bumuo ng pantay na pantay na ipinamamahagi sa paligid ng sobre ng cell nucleus, at may papel sa pagbabago ng lokasyon ng nukleyar na mga gen ng orasan sa panahon ng pag-ikot.

Sa isang serye ng mga eksperimento, matutukoy ni Dr. Yadlapalli ang mga mekanismo na kasangkot sa prosesong ito - kung paano ang form ng foci at kung saan sila naisalokal, at kung paano nila isinusulong ang pagpigil sa mga gen na kinokontrol ng orasan. Ang pag-unawa nang higit pa tungkol sa pagtatrabaho ng mga pangunahing, makapangyarihang proseso ng cellular na ito ay magbibigay ng isang panimulang punto para sa pagsasaliksik sa maraming mga karamdaman sa pagtulog at metabolic at mga sakit sa neurological.

Steven Flavell, Ph.D., Katulong na Propesor, Ang Picower Institute para sa Pagkatuto at Pag-alaala, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA

Elucidating Fundamental Mekanismo ng Gut-Brain Signaling sa C. mga elegante

Naiintindihan ang kaunti tungkol sa kung paano nakikipag-ugnay nang mekanista ang gat at utak. Ang pananaliksik ni Dr. Flavell ay bubuo sa mga tuklas ng kanyang lab na ginawa sa pag-aaral ng C. mga elegante worm, na ang simple at mahusay na tinukoy na sistema ng nerbiyos ay maaaring makabuo ng medyo kumplikadong pag-uugali na madaling pinag-aralan sa lab. Flavell at ang kanyang koponan ay nakilala ang isang tiyak na uri ng enteric neuron (mga neuron na naglalagay ng gat) na aktibo lamang habang C. mga elegante pakainin ang bakterya. Ang kanyang mga eksperimento ay makikilala ang mga signal ng bakterya na nagpapa-aktibo sa mga neuron, sinusuri ang mga tungkulin ng iba pang mga neuron sa senyas ng utak-utak, at suriin kung paano nakaka-impluwensya ang feedback mula sa utak ng pagtuklas ng mga bakterya ng gat. Ang pananaliksik na ito ay maaaring magbukas ng mga bagong linya ng pagtatanong sa microbiome ng tao at kung paano ito nakakaimpluwensya sa kalusugan at sakit ng tao, kabilang ang mga sakit sa neurological at saykayatriko.

Nuo Li, Ph.D., Katulong na Propesor ng Neuroscience, Baylor College of Medicine, Houston, TX

Cerebellar Computations sa panahon ng Pagplano ng Motor

Ang lab ni Dr. Li ay nagsiwalat na ang cortex ng anterior lateral motor (ALM, isang tiyak na bahagi ng cortex ng frontal cortex) at ang cerebellum ay nakakandado sa isang loop habang ang mouse ay nagpaplano ng isang aksyon. Hindi pa rin alam kung ano mismo ang impormasyon na ipinapasa nang paulit-ulit, ngunit naiiba ito sa senyas na talagang nagtutulak sa mga kalamnan. Kung ang koneksyon ay nagambala kahit para sa isang instant sa panahon ng pagpaplano, ang kilusan ay gagawin nang hindi tama.

Ang mga eksperimento ni Dr. Li ay makakakita ng papel ng cerebellum sa pagpaplano ng motor at tukuyin ang mga anatomical na istruktura na nag-uugnay dito at sa ALM. I-mapa niya ang cerebellar cortex at malaman kung aling mga populasyon ng isang espesyal na uri ng cell na ginagamit sa pagkalkula ng cerebellar, na tinatawag na mga Purkinje cells, ay isinaaktibo ng ALM sa pagpaplano ng motor, at kung ano ang mga senyas na ipinapadala nila pabalik-balik habang nagpaplano. Ang isang pangalawang layunin ay galugarin kung anong uri ng computation ang cerebellum ay nakikibahagi. Sa pamamagitan ng gawaing ito, matututunan ni Dr. Li ang tungkol sa mga sopistikadong, pangunahing proseso ng utak.

Lauren O'Connell, Ph.D., Assistant Professor ng Biology, Stanford University, Stanford, CA

Mga Neuronal na Batayan ng Parental Engrams sa Brain ng Bata

O'Connell's work ay makakatulong upang matukoy kung paano nabuo ang mga alaala sa pagkabata bilang bahagi ng proseso ng pag-bonding, ay bakas ang mga alaala ng memorya upang makilala kung paano nakakaapekto sa hinaharap na paggawa ng desisyon, at tuklasin ang epekto ng neurological ng nabalalang bonding. Sa mga palaka ay nag-aaral si O'Connell, ang pagtanggap ng pagkain at pag-aalaga ang nangunguna sa tadpole upang ipahiwatig sa magulang, na kung saan ay nakakaapekto sa hinaharap na pagpili ng asawa ng tadpole: mas gusto nito ang mga mates na mukhang tagapag-alaga.

Natukoy ng O'Connell ang mga marker ng neuronal na pinayaman sa mga tadpoles na humihingi ng pagkain na magkatulad sa mga naimtim sa isang saklaw ng mga isyu sa neurological na may kaugnayan sa pag-aaral at pag-uugaling panlipunan sa mga tao. Susuriin ng kanyang pananaliksik ang arkitektura ng neuronal na kasangkot sa pagkilala sa sanggol at pakikipag-ugnay sa mga tagapag-alaga, pati na rin ang aktibidad ng utak kapag gumagawa ng mga pagpipilian sa asawa sa kalaunan, upang makita kung paano nauugnay ang aktibidad ng neuronal sa bawat proseso.

Zhaozhou Qiu, Ph.D., Katulong na Propesor ng Physiology at Neuroscience, Johns Hopkins University, Baltimore, MD

Ang pagtuklas ng Molecular Identity at Function ng Novel Chloride Channels sa Nervous System

Karamihan sa pananaliksik hanggang ngayon ay nakatuon sa mga channel ng ion na nagsasagawa ng mga ion na may positibong sisingilin, tulad ng sodium, potassium at calcium. Gayunpaman, ang pag-andar ng mga channel ng ion na nagpapahintulot sa pagpasa ng klorido, ang pinaka-masaganang negatibong singil ng ion, ay nananatiling hindi maunawaan. Sa pamamagitan ng pagsasagawa ng mga high-throughput na mga screen ng genomics, kinilala ng Dr. Qiu at ng kanyang koponan ng pananaliksik ang dalawang bagong pamilya ng mga klorida na channel, naisaaktibo ng pagtaas ng dami ng cell at acidic pH, ayon sa pagkakabanggit. Nilalayon ng kanyang pananaliksik na siyasatin ang pag-andar ng neurological ng mga bagong channel ng ion na may pagtuon sa mga pakikipag-ugnay sa neuron-glia, synaptic plasticity, at pag-aaral at memorya. Qiu ay palawigin ang pamamaraang ito sa iba pang mahiwagang mga channel ng klorido sa utak. Ang kanyang pananaliksik ay magbibigay ng mga pangunahing pananaw sa kung paano ang regulasyon ng klorido sa kinakabahan na sistema.

Maria Antonietta Tosches, Ph.D., Katulong na Propesor, Columbia University, New York, NY

Ang Ebolusyon ng Gene Modules at Circuit Motifs para sa Cortical Inhibition

Ang mga modernong utak ay nabuo ng isang mahabang kasaysayan ng ebolusyon. Ang Dr Tosches ay nagsasagawa ng pananaliksik upang maunawaan ang mga prosesong ito at alamin kung anong pangunahing mga sistema ng neural ang na-conserve sa mga vertebrate na hayop na pinaghiwalay ng daan-daang milyong taon ng ebolusyon.

Dr Tosches ay tuklasin ang kasaysayan ng ebolusyon ng GABAergic neuron. Ang kanyang mga nakaraang eksperimento ay natagpuan ang GABAergic neuron ng mga reptilya at mammal ay katulad ng genetically, na nagpapahiwatig na ang mga uri ng neuron na ito ay mayroon na sa mga ninuno ng vertebrate; nagbabahagi din sila ng mga module ng gene na nauugnay sa mga tukoy na function ng neuronal sa parehong uri ng talino. Sa bagong pananaliksik ng Tosches, matutukoy niya kung ang parehong mga uri ng neuron na ito ay matatagpuan sa simpleng utak ng salamanders. Ang gawaing ito ay magpapakilala ng isang ganap na bagong modelo ng hayop sa circuit neuroscience, pagdaragdag sa aming pag-unawa sa kung paano gumagana ang utak sa isang pangunahing antas.

Daniel Wacker, Ph.D., Assistant Professor, Icahn School of Medicine sa Mount Sinai, New York, NY

Pagpapabilis ng Discovery ng droga para sa Cognitive Disorder sa pamamagitan ng Structural Studies ng isang Serotonin Receptor

Wacker ay nagmumungkahi ng isang diskarte sa nobela sa pagtuklas ng droga na nakatuon sa isang tiyak na receptor ng serotonin na kilala bilang 5-HT₇R (na hindi nagdadala ng parehong mga panganib sa pag-activate ng sistema ng dopamine tulad ng ginagawa ng maraming mga gamot), maingat na pagma-map ang istruktura ng receptor na iyon sa isang scale ng molekular, at naghahanap ng mga compound na magbubuklod sa receptor na iyon sa isang tiyak na paraan. Wacker ay nagmumungkahi na magsagawa ng isang istruktura na pag-aaral ng receptor gamit ang X-ray crystallography sa purified sample ng receptor. Pagkatapos ay magsasagawa ang koponan ni Wacker ng isang computerized na paghahanap ng daan-daang milyong mga compound, paghahambing ng kanilang 3D na istraktura sa 3D model ng receptor para sa mga malamang na "magkasya." Ang prosesong ito na nakompyuter ay nag-aalok ng pagkakataon na mahalagang mga pre-screen na gamot batay sa kanilang istraktura, at pabilisin ang kanilang pag-unlad.

Jayeeta Basu, Ph.D., Assistant Professor, Neuroscience Institute, New York University School of Medicine, New York, NY

Cortical Sensory Modulation ng Hippocampal Activity at Spatial Representation

Nilalayon ni Dr. Basu na i-map ang circuitry na kasangkot sa pagitan ng LEC at partikular na mga hippocampal neuron. Direktang i-record ng kanyang lab ang mga signal na natanggap ng mga manipis na dendrites ng neurons kapag ang mga signal ng LEC ay ipinadala sa o walang mga signal ng MEC, at sa iba't ibang lakas ng signal. Ang pangalawang serye ng mga eksperimento na may mga daga ay susubukin ang teorya na ang mga input ng LEC ay sumusuporta sa paglikha ng mga alaala ng lugar habang ang pag-aaral - ang mga pahiwatig ng pabango ay magpapalit ng pag-uugali upang humingi ng mga gantimpala sa mga natatanging lugar. Makikita ng mga mananaliksik kung paano ang paglipat o pag-off ng mga signal ng LEC sa panahon ng pag-aaral o sa pag-alaala ay nakakaapekto sa pag-activate ng mga selula ng lugar sa utak at pag-uugali ng pag-aaral mismo. Ang pananaliksik na ito ay maaaring may kaugnayan sa mga hinaharap na pag-aaral ng Alzheimer's disease, PTSD at iba pang mga kondisyon kung saan ang memory at contextual "trigger" ay ginawang aktibo.

Juan Du, Ph.D., Assistant Professor, Structural Biology Program, Center for Cancer and Cell Biology, Van Andel Research Institute, Grand Rapids, MI

Regulasyon mekanismo ng thermosensitive receptors sa nervous system

Si Dr. Du ay magsasagawa ng isang tatlong-bahagi na proyekto upang i-unlock ang mga lihim ng kung paano ang temperatura na impormasyon ay natanggap at naproseso ng neural system. Tinitingnan niya ang tatlong partikular na receptor, ang isa na nakakakita ng mga cool na temperatura at malamig na panlabas, ang isa na nakakakita ng matinding panlabas na init, at isa na nakakakita ng mainit na temperatura sa utak (para sa pagsasaayos ng temperatura ng katawan.) Una niyang kilalanin ang mga kondisyon ng paglilinis para sa mga receptor na ito maaari silang makuha at gamitin sa mga eksperimento sa lab at pa rin gumana ang parehong bilang receptors sa katawan.

Ang ikalawang layunin ay upang makita kung ano ang mga istruktura sa mga receptor ay ginawang aktibo sa pamamagitan ng temperatura at pag-unawa kung paano gumagana ang mga ito. Kasama rin dito ang pagpapaunlad ng mga bagong therapeutics na maaaring magbigkis sa mga istrukturang ito at makontrol ang mga ito. Ikatlo, kapag nauunawaan ang mga istruktura, ang mga eksperimento ng pagpapatunay kung saan ang mga receptor ay mutated upang baguhin o alisin ang sensitivity ng temperatura ay isasagawa, una sa mga selula, at pagkatapos ay sa mga daga, upang makita kung paano nagbabago ang pag-uugaling epekto ng sensitibo sa temperatura na sensitibo sa temperatura.

Mark Harnett, Ph.D., Assistant Professor, Brain and Cognitive Sciences, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA

Pagsasalungat sa Dendritic Compartmentalization upang Suriin ang Single Neuron Cortical Computations

Si Dr. Harnett ay tumitingin sa mga dendrite sa visual system na may tumpak na mga de-koryenteng at optical tool, upang sukatin kung paano naglalakbay ang mga signal ng mga dendrite branch, at sukatin kung paano binabago ng mga dendrite ang kung paano gumagana ang neuron. Ang mga perturbations ay magpapahintulot sa Dr Harnett upang subukan kung inhibiting signal sa isang tiyak na sangay ng isang dendrite nagbabago kung paano tumugon ang neural network sa ilang visual stimuli. Ang pag-aaral na ang isang solong neuron ay mahalagang binubuo ng sarili nitong network ng mas maliit na mga processor ng signal ay magbabago sa aming pag-unawa sa kung paano ang compute ng utak. Sa iba pang mga bagay, ito ay maaaring makaapekto sa kung paano ang artipisyal na katalinuhan, na na-modelo sa mga neural network, ay nagbabago sa mga darating na taon.

Weizhe Hong, Ph.D., Assistant Professor, Departamento ng Biological Chemistry at Neurobiology, University of California, Los Angeles, CA

Neural Circuit Mechanisms ng Maternal Behavior

Ang isang partikular na pokus ng trabaho ni Dr. Hong ay ang pagsisiyasat ng papel ng isang evolutionarily conserved na utak na rehiyon na tinatawag na amygdala sa pagkontrol sa pag-uugali ng pagiging magulang. Habang ang mga babaeng mice ay karaniwang nakikibahagi sa malawak na pag-aalaga ng mga tuta, ang mga lalaki ay hindi pangkaraniwang hindi nagpapakita ng pag-uugali ng pagiging magulang hanggang sa maisilang ang kanilang sariling supling.

Ang pananaliksik ay makikilala ang mga tukoy na, tinukoy na molecularly neuronal na populasyon na nagpapamagitan sa pag-uugali ng pagiging magulang. Ang pananaliksik ay ihahambing din ang neural circuits sa mga lalaki at babae upang maunawaan kung paano ang neural activity sa mga neurons ay nag-uugnay sa pag-uugali ng pagiging magulang. Ang pananaliksik na ito ay magbibigay ng mga pangunahing pananaw sa neural na batayan ng isang mahahalagang panlipunang pag-uugali at mga pangunahing prinsipyo na namamahala sa mga sekswal na dimorphic na pag-uugali.

Rachel Roberts-Galbraith, Ph.D., Assistant Professor, Kagawaran ng Cellular Biology, University of Georgia, Athens, GA

Pagbabagong-buhay ng Central Nervous System sa Planarians

Sa pamamagitan ng pag-aaral ng matagumpay na neural regeneration sa natural na mundo, inaasahan ni Dr. Roberts-Galbraith na matutunan ang mga detalye tungkol sa mekanismo ng neural regeneration at ang papel ng iba't ibang mga selula. Ang isang layunin ay upang siyasatin kung ang mga neuron ay makakakita ng pinsala at pagsisimula ng sarili na pag-aayos ng kanilang mga sarili sa pamamagitan ng pagpapadala ng mga senyales na nag-trigger at direktang muling pagbubukas. Sinabi ni Dr. Roberts-Galbraith na ang neurons ay may impluwensya ng mga planong stem cells, na hinihikayat na muling mabuo ang mga bahagi ng central nervous system (at iba pang bahagi ng katawan). Ang mahusay na pagkontrol ng mga stem cell ay kritikal para sa pagbabagong-buhay, tulad ng mga planarians matapat na palitan ang nawawalang mga tisyu at hindi kailanman bumuo ng mga bukol.

Ang isa pang layunin ay upang suriin ang papel na ginagampanan ng mga glial cells, na ayon sa kaugalian ay nakikita bilang pangkola ng nervous system ngunit kung saan malinaw na nagtataglay ng mas makabuluhang mga tungkulin kaysa sa dati nakilala. Ang mga selula ng glial ay bumubuo sa isang malaking bahagi ng mga sistema ng kinakabahan ng mga hayop at dapat na muling ibalik kasama ng mga neuron; sila ay malamang na mag-modulate ng neuronal regeneration. Ang pag-asa ay ang pananaliksik na ito ay magbibigay ng higit na pagkaunawa kung paano maaaring mangyari ang pagbabagong-buhay sa pinakamatagumpay na mga kaso, at marahil ay nagpapaalam ng mga bagong paraan ng pag-iisip tungkol sa neural regeneration sa mga tao.

Shigeki Watanabe, Ph.D., Assistant Professor of Cell Biology at Neuroscience, Johns Hopkins University, Baltimore, MD

Mechanistic Insights sa Membrane Remodeling at Synapses

Si Dr. Watanabe ay gagamit ng isang pamamaraan na tinatawag na flash-and-freeze na mikroskopya ng elektron upang pag-aralan ang prosesong ito. Ang mga neurons ay pinasisigla na may liwanag - ang flash - kung gayon ang proseso ay hihinto sa tumpak na may mataas na presyon ng pagyeyelo sa tumpak na agwat ng oras microseconds pagkatapos ng pagpapasigla. Ang frozen na synapses ay maaaring makita sa isang elektron mikroskopyo. Sa pamamagitan ng pagkuha ng isang serye ng mga imahe frozen sa iba't ibang mga agwat ng oras pagkatapos ng pagpapasigla, Dr Watanabe ay lumikha ng isang hakbang-hakbang na visualization ng proseso at tukuyin ang mga protina na kasangkot at kung ano ang ginagawa nila. Hindi lamang ito ay magbibigay ng isang mas mahusay na pag-unawa sa kung paano gumagana ang neurons, ito ay may mga implikasyon para sa mga sakit na may kaugnayan sa may sira na neural paghahatid, tulad ng Alzheimer's Disease.

Eiman Azim, Ph.D., Assistant Professor, Molecular Neurobiology Laboratory,

Salk Institute for Biological Studies, La Jolla, CA

Spinal Circuits Pagkontrol ng Dexterous Forelimb Movement

Ang mga dexterous na paggalaw ng aming mga armas, kamay at mga daliri ay napakahalaga sa aming pang-araw-araw na pakikipag-ugnayan sa mundo, ngunit ang agham ay nagsisimula lamang sa pagkalabas sa ibabaw ng pag-unawa kung paano kontrolin ng mga tiyak na circuit ng neural ang katumpakan, bilis at katapatan ng mga kahanga-hangang pag-uugali sa motor. Ang laboratoryo ni Dr. Azim sa Salk Institute ay nasa harapan ng larangan na ito, na naglalagak ng isang multidisciplinary na diskarte na naglalayong i-dissect ang molekular, anatomical at functional na pagkakaiba-iba ng mga pathway ng motor isang elemento sa isang pagkakataon. Ang pagkuha ng mga kamakailan-lamang na pag-unlad sa pag-aaral ng makina, teknolohiya ng pangitain ng computer at molekular-genetic na mga tool, ang Nilalayon ng Azim Lab na bumuo ng higit pang mga standardized, walang pinapanigan, mataas na paraan ng paglapit sa pag-iipon ng mga neural underpinnings ng kilusan-lalo na ang mga kilalang motions tulad ng layunin na nakadiskubre at nagmamalasakit. Ang kanyang mga natuklasan ay maaaring makatulong upang linawin kung paano nakakagambala ang sakit o pinsala sa normal na pagpapatupad ng paggalaw, paghawan ng daan para sa pinahusay na pagsusuri at paggamot.

Rudy Behnia, Ph.D., Assistant Professor of Neuroscience, Columbia University-Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, New York, NY

Depende sa Estado na Neuromodulation ng isang Circuit for Motion Vision

Sinusuri ni Dr. Behnia ang mga dynamic na proseso na nakatuon sa pangitain, pagtuklas kung paano nag-uudyok ang visual system ng utak ng mga pag-uugali at tumutulong sa mga hayop at mga tao na makaligtas at umunlad sa mga kumplikadong mga kapaligiran na may matinding stimuli. Gamit ang sistema ng fly model ng prutas, ang laboratoryo ng Behnia ay sinisiyasat kung paano nakikita ng mga hayop at iakma ang kanilang pag-uugali sa pagbabago ng mga kapaligiran sa pamamagitan ng iba't ibang mga pantulong na diskarte, kabilang ang sa vivo solong cell patch-clamp recording, dalawang-photon activity-imaging, optogenetic at behavioral paradigms. Ang isang partikular na pokus ng trabaho ni Dr. Behnia na pinopondohan ng McKnight ay ang pagtuklas kung paano ang mga panloob na estado tulad ng pansin baguhin ang sensitivity ng utak sa ilang mga stimuli, pananaliksik na maaaring malaglag ang mga bagong ilaw sa mga papel na neuromodulators maglaro sa pagbabago ng function ng neural circuits. Ang pananaliksik na ito ay maaari ring magbunyag ng mga bagong target para sa mga therapeutic na estratehiya para sa mga sakit tulad ng depression at ADHD.

Felice Dunn, Ph.D., Assistant Professor of Ophthalmology, University of California, San Francisco

Ang pagtatatag at regulasyon ng Rod at Cone Vision

Ang pananaliksik ni Dr Dunn ay nakatuon sa paghahanap ng kung paano ang pag-parse ng impormasyon ay na-parse at naproseso sa retinal circuit, kaalaman na maaaring magbukas ng mga bagong paraan para maibalik ang nawawalang pangitain. Bagaman maraming retinal na sakit na humantong sa pagkawala ng paningin o pagkabulag ay nagsisimula sa pagkabulok ng mga photoreceptor, kung paano dumadaan ang sakit na nakakaapekto sa mga postsynaptic neuron ay hindi pa rin gaanong kilala. Sa kanyang lab, inilunsad ni Dunn ang transgenic-controlled na pagputol ng mga photoreceptor, mga recording at imaging ng mga solong cell, at mga pamamaraan ng pag-edit ng gene upang siyasatin ang natitirang mga selula at synapses ng retina. Ang kanyang trabaho ay makakatulong upang matuklasan kung paano nagbabago ang natitirang circuit nito istraktura at gumana sa isang degenerating retina, at maaaring makatulong sa ihayag potensyal na therapies upang ihinto o maiwasan ang pagkawala ng paningin.

John Tuthill, Ph.D., Assistant Professor, Physiology and Biophysics, University of Washington, Seattle

Control Proprioceptive Feedback ng Locomotion sa Drosophila

Ang proprioception-ang pakiramdam ng paggalaw at posisyon ng katawan-ay kritikal, para sa epektibong kontrol ng paggalaw, kaunti ang nalalaman tungkol sa kung paano isama ng mga circuits ng utak ang feedback na ito upang gabayan ang mga paggalaw sa hinaharap. Ang lab ni Dr. Tuthill ay nagtatrabaho upang i-unlock ang kakanyahan ng pag-aaral ng motor sa utak sa pamamagitan ng pagsisiyasat kung paano ang paglalakad ng prutas ay natututo upang maiwasan ang mga hadlang at mag-navigate sa mga hindi inaasahang kapaligiran, pagtatasa ng papel ng madaling makaramdam na feedback sa kontrol ng motor sa optogenetically manipulating aktibidad proprioceptor. Ang isang mas malalim na pag-unawa sa proprioceptive feedback control ay ang potensyal na ibahin ang anyo ng paraan kung saan namin nauunawaan at gamutin ang mga sakit sa paggalaw.

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

Function and Mechanism ng Input-specific Homeostatic Synaptic Plasticity In Vivo

Ang pag-navigate ng mga komplikadong kapaligiran at pagpapalit ng mga panloob na estado, ang malusog na utak ay nagpapanatili ng isang pare-pareho na balanse sa pagitan ng paggulo at pagbabawal (kadalasang nailalarawan bilang E / I ratio) na napakalinaw. Paano pinanatili ng utak ang balanse na ito? Sinusuri ng laboratoryo ni Dr. Xue ang tanong na ito, pinagsasama ang molecular, genetic, electrophysiological, optogenetic, imaging, at anatomical approach upang matukoy kung ang homeostatic plasticity ay nagreregula ng mga synapses sa isang partikular na paraan ng pag-input sa vivo, sa gayon pagpapanatili ng mga antas ng neuronal na aktibidad at pagganap na mga katangian ng tugon. Ang pagkakaroon ng isang mas malalim na pag-unawa sa kung paano ang normal na utak copes sa perturbations ay maaaring maghanda ang paraan para sa mga interventions sa paggamot sa mga sakit sa neurological na maputol ang natural na balanse ng utak.

Martha Bagnall, Ph.D., Assistant Professor of Neuroscience, Washington University sa St. Louis School of Medicine

Sensory at computation ng motor na nakabatay sa postural control 

Ang pustura ay napakahalaga sa normal na pag-andar, ngunit kaunti ang nalalaman tungkol sa kung paano ang utak ay matagumpay na nagreresulta ng mga pandinig na senyales tungkol sa orientation, kilusan at gravity sa pamamagitan ng spinal cord upang panatilihin ang katawan ng "kanang tabi." Ang lab ni Dr. Bagnall ay nag-aaral kung paano pinapanatili ng mga hayop ang pustura sa pamamagitan ng pagtuon sa vestibular system ng zebrafish, isang modelo ng organismo na may spinal cord na halos katulad sa mga nagpapalambot na mammal. Sa maagang pag-unlad, ang mga gulugod ng larva zebrafish ay malinaw, na nagbibigay ng mga mananaliksik ng mahalagang sulyap sa iba't ibang populasyon ng mga neuron na aktibo sa iba't ibang mga uri ng paggalaw. Sa pamamagitan ng pag-aaral ng higit pa tungkol sa kung paano ang mga natatanging path ng daanan na ito ay hinikayat sa panahon ng mga pag-uugali ng postural-na nagpapahintulot sa mga hayop na ayusin ang mga pagbabago sa roll at pitch-Ang pananaliksik ni Bagnall ay maaaring magbunyag ng mga bagong tuklas tungkol sa kumplikadong mga koneksyon sa neural na namamahala sa katumbas na pag-uugali sa mga tao. Ang kanyang trabaho ay maaari ding ipagbigay-alam sa pagpapaunlad ng mga aparato na makatutulong sa mga tao na mabawi ang kanilang balanse at pustura, at mapabuti ang buhay ng mga tao na ang balanse ay may kapansanan sa pinsala o sakit.

Stephen Brohawn, Ph.D., Assistant Professor of Neurobiology, Helen Wills Neuroscience Institute, University of California, Berkeley

Mekanismo ng biological force sensation

Sinusuri ni Dr. Brohawn ang electrical system ng buhay mula sa isang molekular at biopisiko na pananaw, na may pagtuon sa paghahanap ng sagot sa tanong na "Ano ang pakiramdam natin? "  Ang kapasidad ng nervous system upang makilala ang mekanikal na puwersa ay isa sa mga pundasyon ng pandinig at balanse, ngunit ang agham ay hindi pa nagsiwalat ng makinarya ng protina na nag-convert ng mga pwersa sa makina sa elektrikal na signal. Gamit ang isang hanay ng mga diskarte mula sa X-ray crystallography sa cryo-electron microscopy, ang Brohawn's lab ay tumatagal ng isang "ilalim up" na diskarte sa tanong, pagkuha ng mga resolution ng atomic snapshot ng protina lamad kapag sa pamamahinga at sa ilalim ng lakas. Ang pagkakaroon ng pag-unawa sa kung paano gumagana ang pagdinig at balanse sa isang detalyadong lebel ng molekular ay maaaring magbuo ng isang batayan para sa mga bagong therapy upang mapabuti ang buhay ng mga indibidwal na nakaranas ng pandinig o vestibular loss function.

Mehrdad Jazayeri, Ph.D., Assistant Professor, Massachusetts Institute of Technology / McGovern Institute of Brain Research

Thalamocortical mekanismo ng nababaluktot motor timing

Mateo Pecot, Ph.D., Assistant Professor, Harvard Medical School

Ang pagtukoy sa transcriptional na lohika na nagpapatuloy sa neural network assembly sa Drosophila visual system 

Ang katumpakan kung saan ang mga neuron ay bumubuo ng synaptic na mga koneksyon ay mahalaga sa pag-uugali ng hayop, ngunit kung paano natutukoy ng mga neuron ang tamang mga kasosyo sa synaptic sa gitna ng nakamamanghang cellular complexity ng nervous system ay hindi maliwanag. Upang tukuyin ang mga prinsipyo ng molekular na pinagbabatayan ng pagkakakilanlan ng synaptic ang Pecot lab na pag-aaral ng neural na koneksyon sa fly visual system, na binubuo ng mahusay na tinukoy na mga genetically accessible neuron type na may mga kilalang pattern ng synaptic na pagkakakonekta. Batay sa kanilang pananaliksik, ipinanukala nila na ang mga tamang kasosyo sa synaptic ay nagpapahayag ng karaniwang master protein regulator na kumokontrol sa pagpapahayag ng mga molecule na nagtuturo sa kanilang synaptic na koneksyon. Tinitiyak na ang mga neuron na nakalaan upang bumuo ng mga koneksyon ay nagpapahayag ng parehong master regulator na maaaring magbigay ng isang simpleng diskarte para sa pagtaguyod ng mga tiyak na koneksyon sa neural. Sa isang lumalaking katawan ng katibayan na tumutukoy sa mga depekto sa neural connectivity bilang isang driver sa neurological disease, ang pananaliksik ni Dr. Pecot ay maaaring magbigay ng inspirasyon sa mga therapeutic na estratehiya na nakatuon sa rewiring damaged neural circuits sa mga apektadong indibidwal.

Mark Andermann, Ph.D., Assistant Professor of Medicine, Beth Israel Deaconess Medical Center, Harvard Medical School

Ang isang landas para sa kagutuman modulasyon ng natutunan pagkain tugon cue sa insular cortex

Ang pananaliksik ni Dr. Andermann ay tumutukoy sa mga paraan ng mga abiso ng mga utak at kumikilos sa mga larawan na may kaugnayan sa pagkain, lalo na kapag ang isang indibidwal ay nagugutom. Ang kanyang trabaho ay hinihimok ng kagyat na pangangailangan ng societal na bumuo ng mga komprehensibong therapy para sa labis na katabaan. Ang mga tao ay nagbigay pansin sa mga bagay na sinasabi sa kanila ng kanilang katawan na kailangan nila. Ang sobrang pansin sa mga pakana ng pagkain, na nagreresulta sa paghahanap ng mas maraming pagkain kaysa sa kailangan, ay maaaring magpatuloy sa mga indibidwal na dumaranas ng labis na katabaan o mga karamdaman sa pagkain, kahit na napapagod. Ang laboratoryo ni Andermann ay bumuo ng isang pamamaraan na kinasasangkutan ng dalawang-photon kaltsyum imaging sa pamamagitan ng isang periskop upang pag-aralan ang daan-daang mga neurons sa isang utak ng mouse, at nalaman na ang tugon ng utak sa mga larawan na nauugnay sa pagkain ay naiiba depende sa kung ang mouse ay gutom o sated. Ang lab na Andermann ay nakikipagtulungan sa mga lab-eksperto ni Dr. Brad Lowell sa circuitry ng utak na kumukontrol sa kagutuman-upang pag-aralan ang insular cortex sa paghahanap ng mga paraan upang maiwasan ang mga cravings para sa mga maling pagkain sa napakataba na mga paksa.

John Cunningham, Ph.D., Assistant Professor, Department of Statistics, Columbia University

Ang computational structure ng populasyon ng mga neurons sa cortex ng motor

Ang pangunahing misyon ng pananaliksik ni Dr. Cunningham ay upang isulong ang pang-agham na pang-unawa sa neural na batayan ng mga komplikadong pag-uugali. Halimbawa, ang mas mahusay na pag-unawa sa papel ng utak sa pagbuo ng boluntaryong paggalaw ay maaaring makatulong sa milyun-milyong taong may mga kapansanan sa motor dahil sa sakit at pinsala. Ang Cunningham ay bahagi ng isang maliit ngunit lumalagong larangan ng mga istatistika na nag-aaplay ng mga diskarte sa pag-aaral ng estatistika at machine sa neuroscience research. Pinagsasama niya ang mga aspeto ng matematika, istatistika, at agham sa computer upang kunin ang makabuluhang pananaw mula sa napakalaking dataset na nabuo sa mga eksperimento. Nilalayon niya ang tulay ang agwat sa pagitan ng pag-record ng datos at pang-agham na kabayaran, na nagnanais na lumikha ng mga analytical na tool na maaaring gamitin niya at ng iba pang mga mananaliksik. Ang mga pamamaraan sa pag-aaral na may kakayahan sa paghawak sa napakalaking dataset na nabuo ay mahalaga sa larangan, lalo na habang itinatala ng mga mananaliksik ang data ng pagtaas ng pagiging kumplikado.

Roozbeh Kiani, MD, Ph.D., Assistant Professor, New York University, Center for Neural Science

Ang mga proseso ng desisyon ng hirarkiyo na nagpapatakbo sa mga natatanging mga antas ng oras ay nagbabanta sa pagpili at mga pagbabago sa diskarte

Sinusuri ni Dr. Kiani kung paano nangyayari ang pag-uugaling pag-uugali sa paggawa ng desisyon. Ang mga desisyon ay ginagabayan ng magagamit na impormasyon at estratehiya na nag-uugnay sa impormasyon sa pagkilos. Ang pagsunod sa isang masamang resulta, dalawang potensyal na mapagkukunan ng error-flawed na diskarte at mahihirap na impormasyon-dapat na nakikilala upang mapagbuti ang pagganap sa hinaharap. Ang prosesong ito ay nakasalalay sa pakikipag-ugnayan ng ilang mga cortical at subcortical na mga lugar na sama-sama na kumakatawan sa madaling makaramdam na impormasyon, kunin ang may-katuturang mga alaala, at magplano at magsagawa ng mga nais na pagkilos. Ang pananaliksik ni Dr. Kiani ay nakatuon sa mga neuronal na mekanismo na nagpapatupad ng mga prosesong ito, lalo na kung paano pinagsama ang mga pinanggagalingan ng impormasyon, kung paano napili ang may-katuturang impormasyon at nababaluktot mula sa isang lugar ng utak patungo sa isa pa, at kung papaanong ang proseso ng paggawa ng desisyon ay nagbigay ng mga paniniwala sa inaasahang resulta. Ang kanyang pananaliksik ay maaaring magkaroon ng pangmatagalang implikasyon para sa pag-aaral ng mga sakit sa neurological na nakapipigil sa mga proseso ng paggawa ng desisyon tulad ng schizophrenia, obsessive-compulsive disorder, at Alzheimer's.

Abigail Person, Ph.D., Assistant Professor of Physiology and Biophysics, University of Colorado Denver

Mga mekanismo ng sirkito ng pagwawasto ng tiktik ng motor

Ang paggalaw ay sentro sa lahat ng pag-uugali, ngunit ang mga sentro ng control motor ng utak ay halos hindi nauunawaan. Sinusuri ng trabaho ng Dr Tao kung paano tumpak ang paggalaw ng utak. Ang lab ng tao ay partikular na interesado sa isang sinaunang bahagi ng utak na tinatawag na cerebellum, na nagtatanong kung paano tama ang mga signal nito sa patuloy na mga utos ng motor. Ang cerebellum ay partikular na kaakit-akit para sa pagtatasa ng circuit dahil ang mga layer nito at mga uri ng cell ay mahusay na tinukoy. Gayunpaman, ang mga istrukturang output nito, na tinatawag na cerebellar nuclei, ay lumalabag sa panuntunang ito at mas magkakaiba at samakatuwid, mas nakalilito. Paggamit ng iba't ibang physiological, optogenetic, anatomical at behavioral techniques, ang kanyang pananaliksik ay naglalayong malutas ang halo ng mga signal sa nuclei upang mabigyang-kahulugan kung paano ito nag-aambag sa kontrol ng motor. Inaasahan ng tao na ang kanyang pananaliksik ay maaaring mag-alok ng mga pananaw ng clinicians sa mga therapeutic na diskarte para sa mga taong may sakit sa tserebellar, at maaaring potensyal na magbigay ng kontribusyon sa klase ng mga teknolohiya na gumagamit ng mga signal ng neural upang makontrol ang prostetik na mga limbs.

Susanne Ahmari, University of Pittsburgh 
Ang Pagtukoy sa mga Pagbabago ng Neural Circuit na napapailalim sa Mga Pag-uugnay na may kaugnayan sa OCD

Marlene Cohen, University of Pittsburgh
Causal at Correlative Tests of the Hypothesis na ang Neuronal Mechanisms Nangunguna na Pansin Naglalaman ng mga Pakikipag-ugnayan sa pagitan ng Mga Lugar ng Cortikal 

Daniel Dombeck, Northwestern University
Functional Dynamics, Organisasyon at Plasticiity ng Place Cell Dendritic Spines 

Gaby Maimon, Rockefeller University
Neuronal Basis para sa Internal Initiation of Action

Jessica Cardin, Unibersidad ng Yale
Mekanismo ng Regulasyon ng Estado-Dependent na Cortical

Robert Froemke, NYU School of Medicine
Neural Circuitry at Plasticity para sa Pagkontrol ng Mammalian Social Behavior

Ryan Hibbs, UT Southwestern Medical Center
Istraktura at Mekanismo ng Neuronal Acetylcholine Receptors

Takaki Komiyama, UC San Diego 
Motor Cortex Plasticity sa Motor Learning

Hillel Adesnik, Unibersidad ng California-Berkeley
Optically Probing the Neural Basis of Perception

Mark Churchland, Columbia University
Ang Neural Substrate ng Voluntary Movement Initiation

Elissa Hallem, Unibersidad ng California - Los Angeles
Functional Organization of Sensory Circuits sa C.Elegans

Dayu Lin - NYU Langone Medical Center
Ang Circuit Mechanism ng Lateral Septum Mediated Aggression Modulation

Anne Churchland, Cold Spring Harbour Laboratory
Neural Circuits para sa Multisensory Decision-Making

Patrick Drew, Pennsylvania State University
Imaging Neurovascular Coupling sa Behaving Animal

David Freedman, Unibersidad ng Chicago
Neuronal Mechanisms of Visual Categorization and Decision Making

Jonathan Pillow, University of Texas sa Austin
Pagbibigay-kahulugan sa mga Pagsusulat ng Cortical sa Antas ng Mga Spike, Mga Alituntunin, at Pag-uugali

Adam Carter, Ph.D., New York University
Synapse Specificity sa Striatal Circuits

Sandeep Robert Datta, MD, Ph.D., Harvard Medical School
Neural Mechanisms Nangunguna sa Sensory-Driven Behaviors

Qing Fan, Ph.D., Columbia University
Molecular Mechanism ng Metabotropic GABA Receptor Function

Winrich Freiwald, Ph.D., Rockefeller University
Mula sa Pagkilala sa Mukha sa Social Cognition

Anatol C. Kreitzer, Ph.D., J. David Gladstone Institutes
Function and Dysfunction ng Basal Ganglia Circuits In Vivo

Seok-Yong Lee, Ph.D., Duke University Medical Center
Istraktura at pharmacology ng sosa channel boltahe sensor

Stavros Lomvardas, Ph.D., Unibersidad ng California
Molecular mechanisms ng pagpili ng olpaktoryo na receptor

Andreas S. Tolias, Ph.D., Baylor College of Medicine
Ang functional na samahan ng cortical microcolumn 

Diana Bautista, Ph.D., University of California Berkeley
Molecular and Cellular Mechanisms ng Mammalian Touch and Pain

James Bisley, Ph.D., University of California Los Angeles
Ang Tungkulin ng Posterior Parietal Cortex sa Paggalaw ng Attention and Eye Movements

Nathaniel Daw, Ph.D., New York University
Paggawa ng Desisyon sa Nakabalangkas, Mga Pagkakasunud-sunod na Gawain: Pagsasama-sama sa Mga Pag-aakma, Pag-uugali, at Neuroscientific Approach

Tatyana Sharpee, Ph.D., Salk Institute for Biological Studies
Discrete Representation of Visual Shapes in the Brain

Jeremy Dasen, Ph.D., New York University School of Medicine
Mga mekanismo ng Synaptic Specificity sa Vertebrate Spinal Cord

Wesley Grueber, Ph.D., Columbia University Medical Center
Dendritic Field Patterning sa pamamagitan ng kaakit-akit at mapaminsalang mga pahiwatig

Greg Horwitz, Ph.D., Unibersidad ng Washington
Mga Kontribusyon ng Magnocellular sa Pagpoproseso ng Kulay

Bence Olveczky, Ph.D., Unibersidad ng Harvard
Functional Organization of Neural Circuits Underlying Sensorimotor Learning

Bijan Pesaran, Ph.D., New York University
Pagpapasya Kung Saan Dapat Makita at Saan Makakamit 

Stephen A. Baccus, Ph.D., Stanford University Medical School
Functional Circuitry ng Neural Coding sa Retina

Karl A. Deisseroth, MD, Ph.D., Stanford University Medical School
Multi-Channel Fast Optical Interrogation of Living Neural Circuitry

Gilbert Di Paolo, Ph.D., Columbia University Medical Center
Isang Novel Approach para sa Rapid Chemically-Induced Modulation of PIP2 Metabolism at Synapse

Maurice A. Smith, MD, Ph.D., Unibersidad ng Harvard
Isang Computational Model of Interacting Adaptive Processes upang Ipaliwanag ang Katangian ng Short- at Long-term Motor Learning

Rachel Wilson, Ph.D., Harvard Medical School
Ang Biophysical at Molecular Base ng Central Synaptic Transmission sa Drosophila 

Thomas Clandinin, Ph.D., Stanford University Medical School
Paano Nakikita ang Mga Punto ng Visual na Mga Bagay sa Mga Pagbabago sa Aktibidad ng Neuronal?

James DiCarlo, MD, Ph.D., Massachusetts Institute of Technology
Neuronal Mechanisms Nangangasiwa sa Pagkilala sa Bagay sa Natural na Pagtingin

Florian Engert, Ph.D., Unibersidad ng Harvard
Ang Neuronal Basis ng Visually Induced Behavior sa Larval Zebrafish

Tirin Moore, Ph.D., Stanford University Medical School
Mekanismo ng Visuospatial Attention and Working Memory

Elke Stein, Ph.D., Unibersidad ng Yale
Pag-convert ng Netrin-1-Mediated na Pag-akit sa Pagreretiro sa pamamagitan ng Intracellular Crosstalk 

Athanossios Siapas, Ph.D., California Institute of Technology
Mga Pakikipag-ugnayan at Pagbubuo ng Memory sa Cortico-Hippocampal

Nirao Shah, MD, Ph.D., Unibersidad ng California, San Francisco
Representasyon ng mga Sekswal na Dimorphic Behaviors sa Brain

Aravinthan Samuel, Ph.D., Unibersidad ng Harvard
Isang Biophysical Approach sa Worm Behavioural Neuroscience

Miriam Goodman, Ph.D., Unibersidad ng Stanford
Pag-unawa sa Force-Sensing Machinery of Touch Receptor Neurons

Ricardo Dolmetsch, Ph.D., Unibersidad ng Stanford
Pagganap ng Pagtatasa ng Calcium Channel Proteome

Loren Frank, Ph.D., Unibersidad ng California, San Francisco
Ang Neural Correlates ng Learning sa Hippocampal - Cortical Circuit

Rachelle Gaudet, Ph.D., Unibersidad ng Harvard
Structural Studies of Temperature-sensing TRP Ion Channels

Kang Shen, MD, Ph.D., Unibersidad ng Stanford
Pag-unawa sa Molecular Code para sa Target Specificity sa Synapse Formation

Michael Brainard, Ph.D. University of California, San Francisco
Pag-uugali at Neural Mechanisms ng Plasticity sa Adult Birdsong

Joshua Gold, Ph.D. University of Pennsylvania School of Medicine
Ang Sentro ng Pangangatwiran ng Mga Desisyon na Flexibly Link Sensation at Action

Jacqueline Gottlieb, Ph.D. Columbia University
Neural Substrates ng Vision at Pansin sa Monkey Posterior Parietal Cortex

Kristin Scott, Ph.D. University of California, Berkeley
Taste Representations sa Drosophila Brain 

Aaron DiAntonio, MD, Ph.D., Washington University
Pagtatasa ng Genetic ng Synaptic Growth

Marla Feller, Ph.D., University of California, San Diego
Homeostatic Regulation of Spontaneous Activity sa Developing Mammalian Retina

Bharathi Jagadeesh, Ph.D., Unibersidad ng Washington
Plasticity of Object and Scene Selective Neurons sa Primate Inferotemporal Cortex

Philip Sabes, Ph.D., Unibersidad ng California, San Francisco
Ang Neural Mechanisms at Computational Principles of Visuomotor Adaptation in Reaching

Daniel Feldman, Ph.D., University of California, San Diego
Synaptic Base para sa Whisker Map Plasticity in Rat Barrel Cortex

Kelsey Martin, MD, Ph.D., University of California, Los Angeles
Komunikasyon sa Pagitan ng Synapse at ang Nucleus Sa panahon ng Long-lasting Synaptic Plasticity

Daniel Minor, Jr., Ph.D., Unibersidad ng California, San Francisco
High-resolution Studies of Ion Channel Regulation

Leslie Vosshall, Ph.D., Ang Rockefeller University
Ang Molecular Biology of Odor Recognition sa Drosophila

John Assad, Ph.D., Harvard Medical School
Long- at Short-term Memory Effects sa Encoding of Visual Motion sa Parietal Cortex

Eduardo Chichilnisky, Ph.D., Ang Salk Institute para sa Biological Studies
Kulay at Motion Perception: Ensemble Signaling sa pamamagitan ng Nakilala Mga Uri ng Cell sa Primate Retina

Frank Gertler, Ph.D., Massachusetts Institute of Technology
Role of Cytoskeletal Regulatory Proteins sa Axon Outgrowth and Guidance

Richard Krauzlis, Ph.D., Ang Salk Institute para sa Biological Studies
Coordination ng Voluntary Movements ng Mata sa pamamagitan ng Superior Colliculus

Jian Yang, Ph.D., Columbia University
Potassium Channel Permeation and Gating Naaaral sa Novel Backbone Mutations 

Michael Ehlers, MD, Ph.D., Duke University Medical Center
Molecular Regulation of NMDA Receptors

Jennifer Raymond, Ph.D., Stanford University School of Medicine
Sa Vivo Physiological Analysis of Mutations na nakakaapekto sa Cerebellum-dependent Learning

Fred Rieke, Ph.D., Unibersidad ng Washington
Makakuha ng Pagkontrol at Feature Selectivity ng Retinal Ganglion Cells

Alexander Schier, Ph.D., New York University School of Medicine
Mekanismo ng Pattern ng Forebrain

Michael Weliky, Ph.D., Unibersidad ng Rochester
Ang Tungkulin ng Nauugnay na Aktibidad sa Neuronal sa Visual Cortical Development

Paul Garrity, Ph.D., Massachusetts Institute of Technology
Axon Targeting sa Drosophila Visual System

Jennifer Groh, Ph.D., Dartmouth College
Mga Pagbabago sa Neural Coordinate

Phyllis Hanson, MD, Ph.D., Washington University School of Medicine
Ang Papel ng Molecular Chaperones sa Presynaptic Function

Wendy Suzuki, Ph.D., New York University
Spatial Function ng Macaque Parahippocampal Cortex

Ulrike I. Gaul, Ph.D., Ang Rockefeller University
Cellular and Molecular Aspects ng Axon Guidance sa Simple sa Vivo System

Liqun Luo, Ph.D., Stanford University School of Medicine
Molecular Mechanisms of Dendrite Development: Pag-aaral ng GTPases Rac and Cdc42

Mark Mayford, Ph.D., University of California, San Diego
Regulated Genetic Control ng Synaptic Plasticity, Learning, and Memory

Samuel L. Pfaff, Ph.D., Ang Salk Institute para sa Biological Studies
Molecular Control ng Vertebrate Motor Neuron Axon Targeting

Paul W. Glimcher, Ph.D., New York University
Neurobiological Base ng Selective Attention

Ali Hemmati-Brivanlou, Ph.D., Ang Rockefeller University
Molecular Aspeto ng Vertebrate Neurogenesis

Donald C. Lo, Ph.D., Duke University Medical Center
Regulasyon Neurotrophin ng Synaptic Plasticity

Tito A. Serafini, Ph.D., Unibersidad ng California, Berkeley
Pag-iisa at Pag-characterize ng Pag-target sa Paglago ng Mga Molecule

Toshinori Hoshi, Ph.D., Unibersidad ng Iowa
Gating Mechanisms of Voltage-dependent Potassium Channels

Alex L. Kolodkin, Ph.D., Ang Johns Hopkins University School of Medicine
Molecular Mechanisms of Growth Cone Guidance: Semaphorin Function During Neurodevelopment

Michael L. Nonet, Ph.D., Washington University School of Medicine
Genetic Analysis ng Neuromuscular Junction Development

Michael N. Shadlen, MD, Ph.D., Unibersidad ng Washington
Sensory Integration at Memory ng Paggawa

Rita J. Balice-Gordon, Ph.D., Unibersidad ng Pennsylvania
Mga Dependent at Independent Mechanisms ng Pag-uugnay na Nakapaloob sa Pagbaluktot at Pagpapanatili ng Synapse

Mark K. Bennett, Ph.D., Unibersidad ng California, Berkeley
Regulasyon ng Synaptic Vesicle Docking at Fusion Machinery sa pamamagitan ng Protein Phosphorylation

David S. Bredt, MD, Ph.D., Unibersidad ng California, San Francisco
Mga Function ng Physiologic ng Nitric Oxide sa Pagbubuo at Pagbabago ng mga Neuron

Richard D. Mooney, Ph.D., Duke University Medical Center
Cellular Mechanisms ng Avian Vocal Learning and Memory

Ben Barres, MD, Ph.D., Stanford University School of Medicine
Pag-unlad at Pag-andar ng Glia

Allison J. Doupe, MD, Ph.D., Unibersidad ng California, San Francisco
Isang Neural Circuit na Specialized para sa Vocal Learning sa Songbirds

Ehud Y. Isacoff, Ph.D., Unibersidad ng California, Berkeley
Molecular Studies sa K + Channel Phosphorylation sa Vertebrate Central Neurons

John J. Ngai, Ph.D., Unibersidad ng California, Berkeley
Pagtatasa ng Topography ng Tukoy na Olpaktoryo Neurons at ang Coding ng Olpaktibidad Impormasyon

Ethan Bier, Ph.D., University of California, San Diego
Molecular Genetics of Neurogenesis

Linda D. Buck, Ph.D., Harvard Medical School
Neuronal Identity at Information Coding sa Mammalian Olfactory System

Gian Garriga, Ph.D., Unibersidad ng California, Berkeley
Mga Pakikipag-ugnayan sa Cell sa Outgrowth ng C.elegans HSN Axons

Nipam H. Patel, Ph.D., Carnegie Institution of Washington
Ang Papel ng Gooseberry Sa panahon ng Drosophila Neurogenesis

Daniel Y. Ts'o, Ph.D., Ang Rockefeller University
Optical Imaging ng Neuronal Mechanisms ng Visual Behaviour

Hollis T. Cline, Ph.D., University of Iowa Medical School
Regulasyon ng Neuronal Growth ng Neurotransmitter at Protein Kinases

Gilles J. Laurent, Ph.D., California Institute of Technology
Compartmentalization of Local Neurons sa Insect Sensory-motor Network

Ernest G. Peralta, Ph.D., Unibersidad ng Harvard
Muscarinic Acetylcholine Receptor Signaling Pathways sa Neuronal Cells

Thomas L. Schwarz, Ph.D., Stanford University School of Medicine
Ang Genetics ng VAMP at p65: Isang Dissection ng Transmitter Release sa Drosophila

John R. Carlson, Ph.D., Yale University School of Medicine
Molecular Organization ng Drosophila Olfactory System

Michael E. Greenberg, Ph.D., Harvard Medical School
Electrical Stimulation of Gene Expression sa Neurons

David J. Julius, Ph.D., Unibersidad ng California, San Francisco
Molecular Genetics ng Serotonin Receptor Function

John D. Sweatt, Ph.D., Baylor College of Medicine
Molecular Mechanisms para sa LTP sa CA1 Region ng Rat Hippocampus

Utpal Banerjee, Ph.D., University of California, Los Angeles
Neurogenetics ng R7 Cell Development sa Drosophila

Paul Forscher, Ph.D., Yale University School of Medicine
Signal Transduction sa Neuronal Membrane-cytoskeletal Interface

Michael D. Mauk, Ph.D., University of Texas Medical School
Ang Role of Protein Kinases sa Synaptic Transmission and Plasticity

Barbara E. Ranscht, Ph.D., La Jolla Cancer Research Foundation
Molecular Analysis ng Chick Cell Surface Glycoproteins at kanilang Role sa Growth Fiber Nerve

Michael Bastiani, Ph.D., Unibersidad ng Utah
WPag-uulat ng Mga Paglago ng Paglago Gumawa ng Mga Pagpipilian sa Harap ng Kagipitan

Craig E. Jahr, Ph.D., Oregon Health & Science University
Molecular Mechanisms of Excitatory Synaptic Transmission

Christopher R. Kintner, Ph.D., Ang Salk Institute para sa Biological Studies
Molecular Base ng Neural Induction sa Amphibian Embryos

Lorna W. Role, Ph.D., Columbia University College of Physicians and Surgeons
Modulasyon ng Neuronal Acetylcholine Receptors

Aaron P. Fox, Ph.D., Unibersidad ng Chicago
Hippocampal Calcium Channels: Biophysical, Pharmacological, at Functional Properties

F. Rob Jackson, Ph.D., Worcester Foundation for Experimental Biology
Molecular Base ng Endogenous Timing Mechanisms

Dennis DM O'Leary, Ph.D., Washington University School of Medicine
Pag-aaral ng Neocortical Development Nakatuon sa Areal Differentiation

Patricia A. Walicke, MD, Ph.D., University of California, San Diego
Hippocampal Neurons at Fibroblast Growth Factor

Christine E. Holt, Ph.D., University of California, San Diego
Axonal Pathfinding sa Vertebrate Embryo

Stephen J. Peroutka, MD, Ph.D., Stanford University School of Medicine
Novel Anxiolytic Interaction sa Central Serotonin Receptor Subtypes

Randall N. Pittman, Ph.D., University of Pennsylvania School of Medicine
Pagsusuri ng Biochemical, Immunological, at Video ng Neurite Outgrowth

Sarah W. Bottjer, Ph.D., Unibersidad ng Timog California
Neuronal Mechanisms ng Vocal Development

S. Marc Breedlove, Ph.D., Unibersidad ng California, Berkeley
Andogenic Influences sa Specificity of Neural Connections

Jane Dodd, Ph.D., Columbia University College of Physicians and Surgeons
Cellular Mechanisms of Sensory Transduction sa Cutaneous Afferent Neurons

Paul E. Sawchenko, Ph.D., Ang Salk Institute para sa Biological Studies
Ang nakasalalay sa Steroid na Plasticity sa Expression ng Neuropeptide

Ronald L. Davis, Ph.D., Baylor College of Medicine
Cyclic AMP System Genes and Memory sa Drosophila

Scott E. Fraser, Ph.D., Unibersidad ng California, Irvine
Teoretikal at Eksperimental na Pag-aaral sa Pattern ng Pagsubaybay ng Nerve at Synaptic

Michael R. Lerner, MD, Ph.D., Yale University School of Medicine
Memory at Olfaction

Jonathan D. Victor, MD, Ph.D., Cornell University Medical College
Isang Evoked-response Analysis ng Central Visual Processing sa Health and Disease

Richard A. Andersen, Ph.D., Ang Salk Institute para sa Biological Studies
Visual-spatial Properties ng Light-sensitive Neurons ng Posterior Parietal Cortex sa Monkeys

Clifford B. Saper, MD, Ph.D., Washington University School of Medicine
Ang Organisasyon ng mga Cortical Arousal System

Richard H. Scheller, Ph.D., Stanford University School of Medicine
Pagsisiyasat ng Function, Organization, at Regulated Expression of Neuropeptide Genes sa Aplysia

George R. Uhl, MD, Ph.D., Massachusetts General Hospital
Memory na may kaugnayan sa Neurotransmitter Systems: Clinicopathological Correlation and Regulation ng Specific Gene Expression

Bradley E. Alger, Ph.D., University of Maryland School of Medicine
Ang Depression ng Pagbabawal ay Maaaring Mag-ambag sa Pagwawalang-bahala sa Pag-aaral sa Hippocampal Slice

Ralph J. Greenspan, Ph.D., Unibersidad ng Princeton
Genetic at Immunological Studies of Cell Surface Molecules at kanilang Role sa Neuronal Development sa Mouse

Thomas M. Jessell, Ph.D., Columbia University College of Physicians and Surgeons
Ang Tungkulin ng Neuropeptides sa Sensory Transmission at Nociception

Peter J. Whitehouse, MD, Ph.D., Ang Johns Hopkins University School of Medicine
Ang Anatomical / Pathological Basis ng Memory Deficits sa pagkasintu-sinto

David G. Amaral, Ph.D., Ang Salk Institute para sa Biological Studies
Pag-aaral ng Pag-unlad at Pagkakakonekta ng Hippocampal

Robert J. Bloch, Ph.D., University of Maryland School of Medicine
Macromolecules Involved sa Synapse Formation

Stanley M. Goldin, Ph.D., Harvard Medical School
Reconstitution, Purification, at Immunocytochemical Localization of Neuronal Ion Transport Proteins of Mammalian Brain

Lee L. Rubin, Ph.D., Ang Rockefeller University
Regulatory Mechanisms in Nerve-Muscle Synapse Formation

Theodore W. Berger, Ph.D., University of Pittsburgh
Mga Balangkas ng Utak na Nakikibahagi sa Human Amnesia: Pag-aaral ng Cortical System ng Hippocampal-Subicular-Cingulate

Thomas H. Brown, Ph.D., Lungsod ng Pag-aaral ng Pananaliksik Institute
Quantal Analysis ng Synaptic Potentiation sa Hippocampal Neurons

Steven J. Burden, Ph.D., Harvard Medical School
Ang Synaptic Basal Lamina sa Pagbubuo at Pagbabago ng mga Neuromuscular Synapses

William A. Harris, Ph.D., University of California, San Diego
Axonal Guidance and Impulse Activity in Development

Robert P. Elde, Ph.D., University of Minnesota Medical School
Immunohistochemical Studies of Limbic, Forebrain, and Hypothalmic Peptidergic Pathways

Yuh-Nung Jan, Ph.D., Harvard Medical School
Pag-aaral sa Mabagal Potensyal Paggamit Autonomic Ganglia bilang Model Systems

Eve Marder, Ph.D., Brandeis University
Neurotransmitter Mechanisms ng Mga Cell na Nagkabit sa Electric sa isang Simple System

Louis F. Reichardt, Ph.D., Unibersidad ng California, San Francisco
Genetic Investigations ng Nerve Function in Culture

Linda M. Hall, Ph.D., Massachusetts Institute of Technology
Role of Cholinergic Synapses sa Learning and Memory

Charles A. Marotta, MD, Ph.D., Harvard Medical School
Pagkontrol ng Brain Tubulin Synthesis sa Pag-unlad

Urs S. Rutishauser, Ph.D., Ang Rockefeller University
Ang Papel ng Cell-Cell Adhesion sa Development ng Neural Tissues