Người nhận giải thưởng

Annegret Falkner, Tiến sĩ., Trợ lý giáo sư, Viện Khoa học Thần kinh Princeton, Đại học Princeton, Princeton, NJ

Khoa học thần kinh nội tiết tính toán: Liên kết phiên mã qua trung gian hormone với hành vi phức tạp thông qua động lực thần kinh

Các hormone tuyến sinh dục - estrogen và testosterone là một trong những loại hormone được biết đến nhiều nhất - rất quan trọng đối với động vật có vú về nhiều mặt. Chúng điều chỉnh các trạng thái bên trong, hành vi và sinh lý. Nhưng trong khi người ta đã nghiên cứu nhiều về cách các hormone này ảnh hưởng đến cơ thể, thì người ta vẫn chưa hiểu rõ chúng thay đổi hoạt động thần kinh như thế nào.

Trong nghiên cứu của mình, Tiến sĩ Annegret Falkner và phòng thí nghiệm của cô sẽ điều tra xem hormone thay đổi mạng lưới thần kinh như thế nào và do đó ảnh hưởng đến hành vi trong khoảng thời gian ngắn và dài. Sử dụng các phương pháp mới để định lượng hành vi, cô sẽ quan sát và ghi lại các loại hành vi ở động vật có hành vi tự do trong quá trình thay đổi trạng thái hormone; lập bản đồ động lực thần kinh của các mạng lưới nhạy cảm với hormone qua sự thay đổi trạng thái hormone; và sử dụng hình ảnh hormone quang học cụ thể tại địa điểm để quan sát vị trí và thời điểm quá trình phiên mã qua trung gian thụ thể estrogen xảy ra trong mạng này - một cửa sổ về cách các hormone có thể cập nhật giao tiếp mạng và một phương pháp sẽ giúp các nhà nghiên cứu hiểu được những cách sâu sắc mà hormone ảnh hưởng đến não và hành vi.

Andrea Gomez, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Sinh học thần kinh, Đại học California, Berkeley, CA

Cơ sở phân tử của tính dẻo do ảo giác

Bộ não sở hữu khả năng tự thay đổi, một đặc điểm được mô tả là “tính dẻo”. Tiến sĩ Andrea Gomez đặt mục tiêu tìm hiểu thêm về độ dẻo của não bằng cách sử dụng chất gây ảo giác như một công cụ, mở lại các cửa sổ về độ dẻo trong não người trưởng thành bằng cách sử dụng psilocybin gây ảo giác trong mô hình chuột. Điều này không chỉ có thể giúp chúng ta tìm hiểu thêm về cách hoạt động của não mà còn có thể hỗ trợ phát triển các phương pháp trị liệu thế hệ tiếp theo.

Thuốc ảo giác có tác dụng cấu trúc lâu dài đối với tế bào thần kinh, chẳng hạn như tăng tốc độ phát triển của quá trình tế bào thần kinh và hình thành khớp thần kinh. Một liều duy nhất có thể có tác dụng kéo dài hàng tháng. Trong nghiên cứu của mình, Tiến sĩ Gomez và nhóm của cô sẽ sử dụng chất gây ảo giác để xác định các loại RNA thúc đẩy tính linh hoạt thần kinh ở vỏ não trước trán. Phòng thí nghiệm của Gomez sẽ đánh giá chất gây ảo giác thay đổi cách ghép nối RNA như thế nào, thiết lập mối liên hệ giữa sự thay đổi RNA do psilocybin gây ra và độ dẻo ở chuột được đo bằng hoạt động của khớp thần kinh và quan sát ảnh hưởng của độ dẻo do ảo giác gây ra đối với tương tác xã hội.

Sinisa Hrvatin, Tiến sĩ., Trợ lý Giáo sư Sinh học, Viện Nghiên cứu Y sinh Whitehead, Viện Công nghệ Massachusetts, Cambridge, MA

Giải phẫu phân tử của mạch ngủ đông

Hầu hết mọi người đều hiểu khái niệm ngủ đông, nhưng tương đối ít người nghĩ nó đáng chú ý như thế nào. Động vật có vú tiến hóa đặc biệt để duy trì nhiệt độ cơ thể ổn định đột ngột “tắt” tính năng đó, thay đổi quá trình trao đổi chất và thay đổi hành vi của chúng trong nhiều tháng. Mặc dù sự thật về ngủ đông đã được hiểu rõ, nhưng cách động vật bắt đầu và duy trì trạng thái đó vẫn chưa được hiểu rõ cũng như khả năng này hình thành như thế nào vẫn chưa được hiểu rõ.

Tiến sĩ Sinisa Hrvatin đề xuất nghiên cứu sâu về quần thể tế bào thần kinh và các mạch thần kinh liên quan đến quá trình ngủ đông bằng cách sử dụng một mô hình ít phổ biến hơn là chuột đồng Syria. Hamster Syria có thể được tạo ra để ngủ đông trong môi trường, khiến chúng trở nên lý tưởng cho một thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, nhưng không có dòng biến đổi gen nào sẵn có (như ở chuột), điều này khiến anh phải áp dụng các công cụ virus mới dựa trên cảm biến RNA để nhắm mục tiêu vào các quần thể tế bào cụ thể liên quan đến ngủ đông. Anh ta sẽ ghi lại hoạt động của các nơ-ron thần kinh trong quá trình ngủ đông để xác định các mạch liên quan và kiểm tra xem các mạch tương tự có được bảo tồn trong các mô hình ngủ đông và không ngủ đông khác hay không.

Xin Jin, Tiến sĩ., Trợ lý Giáo sư, Khoa Khoa học Thần kinh, Viện Nghiên cứu Scripps, La Jolla, CA

Hệ gen thần kinh in vivo ở quy mô

Khi nghiên cứu chức năng gen ở tế bào thần kinh, các nhà nghiên cứu thường phải lựa chọn giữa quy mô và độ phân giải. Nhưng đối với Tiến sĩ Xin Jin, sức mạnh của bộ gen được phát huy đầy đủ nhất khi các công cụ cho phép các nhà nghiên cứu nghiên cứu một số lượng lớn gen trên toàn bộ não và xem chúng hiện diện ở đâu cũng như nơi chúng giao nhau trong các vùng não cụ thể.

Phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Jin đã phát triển các phương pháp song song mới in vivo các phương pháp giải trình tự để mở rộng quy mô điều tra số lượng lớn các biến thể gen và lập bản đồ sự hiện diện của chúng trong bộ não nguyên vẹn, nguyên vẹn. Khả năng lập hồ sơ hơn 30.000 tế bào cùng một lúc cho phép nhóm nghiên cứu hàng trăm gen ở hàng trăm loại tế bào và có được kết quả chỉ trong hai ngày thay vì vài tuần. Họ sẽ tiến hành khảo sát toàn bộ cơ quan, thể hiện khả năng không chỉ xác định tế bào nào bao gồm các biến thể cụ thể mà còn xác định bối cảnh của chúng trong não: chúng nằm ở đâu và chúng được kết nối như thế nào.

Ann Kennedy, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Khoa Khoa học thần kinh, Đại học Northwestern, Chicago, IL

Động lực dân số thần kinh làm trung gian cho sự cân bằng của các nhu cầu sinh tồn cạnh tranh

Để tồn tại, động vật đã tiến hóa một loạt các hành vi bẩm sinh như kiếm ăn, giao phối, hung hăng và phản ứng sợ hãi. Các nhà nghiên cứu đã có thể ghi lại hoạt động thần kinh ở mô hình chuột khi chúng thực hiện các loại hành vi này. Nhưng trong thế giới thực, động vật thường phải cân nhắc và quyết định giữa nhiều hành động khẩn cấp.

Tiến sĩ Ann Kennedy đang tham gia phát triển các mô hình tính toán lý thuyết nhằm giúp nâng cao hiểu biết của chúng ta về cách đưa ra những quyết định quan trọng như thế này. Nhìn vào hoạt động thần kinh ở vùng dưới đồi của những con chuột có hành vi hung hãn, Tiến sĩ Kennedy và nhóm của bà sẽ phát triển các mô hình mạng lưới thần kinh nắm bắt được khả năng mở rộng và sự bền bỉ của hành vi này.

các trạng thái động lực hung hãn, đồng thời cung cấp cơ chế đánh đổi giữa nhiều trạng thái động lực cạnh tranh trong hành vi của động vật. Từ công trình này, phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Kennedy sẽ nâng cao hiểu biết của chúng ta về cách cấu trúc được xây dựng trong não giúp động vật tồn tại.

Sung Soo Kim, Tiến sĩ., Trợ lý Giáo sư Sinh học Phân tử, Tế bào và Phát triển, Đại học California-Santa Barbara, Santa Barbara, CA

Đại diện thần kinh của thế giới trong quá trình điều hướng

Bất cứ ai đã từng phải định hướng trong một căn phòng quen thuộc nhưng tối tăm đều hiểu rằng bộ não của chúng ta có thể định hướng môi trường xung quanh bằng cách sử dụng nhiều thông tin khác nhau, từ trong ra ngoài, bao gồm màu sắc, hình dạng và cảm giác tự chuyển động có giá trị như thế nào. Làm việc với mô hình ruồi giấm và một thiết bị thí nghiệm cải tiến mới, Tiến sĩ Sung Soo Kim và nhóm của ông sẽ điều tra xem điều gì đang xảy ra trong não khi định hướng.

Tiến sĩ Kim sẽ điều tra làm thế nào nhiều đầu vào cảm giác được chuyển đổi thành ý thức về phương hướng và bối cảnh hành vi ảnh hưởng như thế nào đến quá trình xử lý phương hướng. Chìa khóa của nghiên cứu này là một đấu trường thực tế ảo mới lạ mà nhóm của Tiến sĩ Kim đang xây dựng với một kính hiển vi rất lớn phía trên có nghĩa là toàn bộ não của con ruồi có thể được chụp ảnh ngay cả khi nó quay. Bằng cách kích hoạt và làm im lặng một số quần thể tế bào thần kinh nhất định, Tiến sĩ Kim sẽ có thể tiến hành nghiên cứu xem xét vai trò kết hợp của nhận thức, nhận thức và kiểm soát vận động.

Bianca Jones Marlin, Tiến sĩ., Trợ lý Giáo sư Tâm lý học và Khoa học thần kinh, Đại học Columbia và Viện Hành vi Não bộ Zuckerman, New York, NY

Cơ chế phân tử của trí nhớ giữa các thế hệ

Ký ức về một trải nghiệm căng thẳng có thể được truyền lại cho thế hệ sau không? Nghiên cứu gần đây dường như gợi ý rằng điều đó có thể xảy ra, và Tiến sĩ Bianca Jones Marlin và nhóm của cô đã sẵn sàng điều tra xem những trải nghiệm gây ra nỗi sợ hãi hoặc căng thẳng ở mô hình chuột có thể gây ra những thay đổi đối với chính các tế bào thần kinh hiện diện trong não của nó như thế nào và những thay đổi đó có thể xảy ra như thế nào được di truyền bởi con của động vật đã trải qua căng thẳng.

Nghiên cứu của Tiến sĩ Marlin dựa trên khám phá rằng những thay đổi trong môi trường dẫn đến tính linh hoạt phụ thuộc vào trải nghiệm trong não. Bằng cách sử dụng khả năng điều hòa nỗi sợ khứu giác, nhóm nghiên cứu đã biết được rằng chuột sẽ tạo ra nhiều tế bào thần kinh khứu giác hơn để phù hợp với mùi được sử dụng. Tỷ lệ cao hơn đó vẫn tồn tại, được mã hóa trong tinh trùng và được truyền lại cho thế hệ tiếp theo (chứ không phải các thế hệ tiếp theo.) Phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Marlin sẽ nghiên cứu quá trình này ở cấp độ phân tử mà bà hy vọng không chỉ hỗ trợ các nhà nghiên cứu mà còn nâng cao nhận thức về ảnh hưởng của chấn thương.

Nancy Padilla-Coreano, Tiến sĩ., Trợ lý Giáo sư, Khoa Khoa học Thần kinh, Đại học Y khoa Florida, Gainesville, FL

Cơ chế thần kinh của sự thay đổi giữa cạnh tranh xã hội và hợp tác

Động vật xã hội có những tương tác rất phức tạp, thường chuyển từ hợp tác sang cạnh tranh trong khoảng thời gian rất ngắn. Tiến sĩ Nancy Padilla-Coreano nhằm mục đích tìm hiểu các mạng lưới thần kinh liên quan đến việc sử dụng các xét nghiệm hành vi, điện sinh lý đa vị trí và phân tích học máy. Những phát hiện này có thể giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn điều gì làm nền tảng cho năng lực xã hội, vốn bị cản trở trong một số rối loạn tâm thần kinh.

Nhóm của Tiến sĩ Padilla-Coreano đang sử dụng các công nghệ tiên tiến, chẳng hạn như hỗ trợ AI trong việc xác định và theo dõi hành vi của động vật cũng như các phương pháp nghiên cứu để xác định các mạch hoạt động trong quá trình hợp tác và cạnh tranh. Giả sử rằng chúng là các mạch chồng chéo, nhóm nghiên cứu sẽ thao tác từng mạch trên cùng một con vật và quan sát hành vi thay đổi như thế nào khi được đưa vào một số tình huống nhất định. Mục đích thứ hai sẽ điều tra xem đâu là thượng nguồn của các mạch đó; và người thứ ba sẽ nghiên cứu vai trò của dopamine trong quá trình này. Kết hợp lại với nhau, nghiên cứu sẽ giúp tiết lộ cách bộ não giúp các động vật xã hội tối ưu hóa và thay đổi.

Mubarak Hussain Syed, Tiến sĩ., Trợ lý Giáo sư, Khoa Sinh học, Đại học New Mexico, Albuquerque, NM

Cơ chế phân tử điều chỉnh sự đa dạng thần kinh: Từ tế bào gốc đến mạch điện

Tiến sĩ Mubarak Hussain Syed sẽ nghiên cứu điều gì quyết định cách thức các loại tế bào thần kinh khác nhau phát sinh từ tế bào gốc thần kinh (NSC) và cách các yếu tố phát triển xác định hành vi của người trưởng thành. Phòng thí nghiệm của ông sẽ tập trung vào cách NSC loại II tạo ra các loại tế bào thần kinh của phức hợp trung tâm. Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng thời điểm sinh ra của một tế bào bắt nguồn từ NSC Loại II tương quan với loại tế bào cuối cùng của nó. Các protein cụ thể được biểu hiện theo thời gian tại những thời điểm đó được cho là có tác dụng điều chỉnh số phận của các loại tế bào thần kinh.

Thông qua các thí nghiệm mất chức năng và tăng chức năng nhắm vào các protein và con đường đó, nhóm của Tiến sĩ Syed sẽ tìm hiểu cơ chế mà qua đó chúng thay đổi số phận của các tế bào thần kinh và tác động của nó đến hành vi. Các thí nghiệm tiếp theo sẽ xem xét cách hình thành các mạch của các vùng não bậc cao hơn. Tiến sĩ Syed sẽ làm việc thông qua chương trình của ông có tên Khoa học não bộ Pueblo để đào tạo và cố vấn cho thế hệ các nhà khoa học thần kinh đa dạng tiếp theo khi ông tiến hành nghiên cứu của mình.

Long Chi Tan, Tiến sĩ., Trợ lý Giáo sư Sinh học Thần kinh, Đại học Stanford, Stanford, CA

Kiến trúc bộ gen 3D định hình sự phát triển và lão hóa của não như thế nào?

Tiến sĩ Longzhi Tan và nhóm của ông đang sử dụng một “kính hiển vi sinh hóa” mang tính cách mạng có thể hiển thị hình dạng 3D của các phân tử DNA trong tế bào với độ phân giải mà kính thiên văn quang học không thể so sánh được và trong quá trình đó, họ phát hiện ra rằng nếp gấp độc đáo có thể cho các nhà nghiên cứu biết một điều tuyệt vời. giải quyết về một tế bào.

Kính hiển vi sinh hóa là trọng tâm của nghiên cứu sử dụng phương pháp thắt lân cận thay vì quang học. Một phần của dự án sẽ liên quan đến việc xây dựng thế hệ tiếp theo của công cụ này để nhóm của Tiến sĩ Tan có thể định vị 3D mọi phân tử RNA trong tế bào não và vị trí của nó so với DNA gấp lại. Điều này sẽ đóng góp vào một cuốn sách quy tắc về việc gấp DNA. Vì nếp gấp cũng bị thoái hóa theo tuổi tác nên việc hiểu được điều này ảnh hưởng như thế nào đến quá trình lão hóa có thể cung cấp những hiểu biết sâu sắc về cách đảo ngược hoặc làm chậm một số tác động của quá trình lão hóa. Mục đích cuối cùng sẽ xem xét sự đột biến và sự khác biệt gấp nếp ảnh hưởng đến sự khác biệt giữa các cá nhân như thế nào.

Ishmail Abdus-Saboor, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Khoa học Sinh học và Viện Hành vi Não bộ Zuckerman, Đại học Columbia, New York, NY

Trục da-não để khen thưởng các hành vi chạm vào

Sự tiếp xúc xã hội là một tác nhân kích thích quan trọng, là nền tảng cho trải nghiệm của con người, từ việc nuôi dưỡng người khác và xây dựng mối quan hệ xã hội cho đến khả năng tiếp thu tình dục. Làm việc với mô hình chuột và quang di truyền học, nghiên cứu trước đây của Abdus-Saboor đã chỉ ra rằng có những mối liên hệ trực tiếp giữa các tế bào thần kinh của da và não, và các tế bào chuyên dụng được điều chỉnh đặc biệt theo các tín hiệu chạm nhất định. Những tế bào này là cần thiết và đủ để gợi ra những phản ứng vật lý cụ thể.

Trong nghiên cứu mới của mình, Abdus-Saboor và nhóm của ông nhằm mục đích xác định cách các tế bào thần kinh trên da kích hoạt các tín hiệu tích cực duy nhất trong não cũng như cách não tiếp nhận và xử lý các tín hiệu đó như một phần thưởng, cũng như xác định các tế bào thần kinh cảm ứng cần thiết ở các chức năng khác nhau. kịch bản chạm (nuôi dưỡng chó con so với chải chuốt hoặc chơi đùa). Mục đích thứ ba sẽ tìm cách xác định cảm biến nào trên các ô này nhận dạng thao tác chạm. Nghiên cứu sẽ tiết lộ nhiều hơn về mối liên hệ giữa da và não, với những ứng dụng tiềm năng cho các nhà nghiên cứu về rối loạn xã hội.

Yasmine El-Shamayleh, Tiến sĩ., Trợ lý Giáo sư, Khoa Khoa học Thần kinh & Viện Hành vi Não bộ Zuckerman, Đại học Columbia, Thành phố New York, NY

Mạch vỏ não để nhận biết hình thức trực quan

Ở loài linh trưởng, khoảng 30% của vỏ não được dành riêng để xử lý thông tin thị giác. Bằng cách sử dụng các kỹ thuật mới, Tiến sĩ El-Shamayleh đang nỗ lực phát triển sự hiểu biết cơ học chi tiết về cách não phát hiện và nhận biết các vật thể mà chúng ta nhìn thấy. Tập trung vào vùng vỏ não V4, nghiên cứu của El-Shamayleh đang tiết lộ cách thức các loại tế bào thần kinh khác nhau trong vùng não này hỗ trợ khả năng nhận biết hình dạng của các vật thể thị giác của chúng ta.

Vùng vỏ não V4 rất hòa hợp với hình dạng của các vật thể trên thế giới. Dựa trên những hiểu biết quan trọng này và sử dụng các ứng dụng mới của quang di truyền dựa trên vectơ virus, El-Shamayleh đang ghi lại và điều khiển hoạt động của các nhóm tế bào thần kinh V4 cụ thể với độ chính xác chưa từng có. Nghiên cứu này đang xác định cách các loại tế bào thần kinh khác nhau ở vùng vỏ não V4 tương tác để xử lý hình dạng của vật thể và sẽ mở khóa thông tin chi tiết về cách bộ não linh trưởng xử lý thông tin thị giác. Những cải tiến kỹ thuật được thiết lập trong nghiên cứu này cũng sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các nghiên cứu cơ học trong tương lai về chức năng và hành vi của não linh trưởng.

Vikram Gadagkar, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Khoa Khoa học Thần kinh & Viện Hành vi Não bộ Zuckerman, Đại học Columbia, Thành phố New York, NY

Cơ chế thần kinh của sự tán tỉnh và chế độ một vợ một chồng

Mặc dù đã có nghiên cứu quan trọng về cách động vật học và thực hiện hành vi, nhưng người ta lại ít chú ý đến cách một con vật đánh giá hiệu suất của con khác trong quá trình tương tác xã hội. Ở các loài chim biết hót, hầu hết các nghiên cứu đều xem xét điều gì xảy ra trong não của những con chim trống biểu diễn một bài hát để thu hút bạn tình, chứ không phải điều gì xảy ra trong não của con chim cái khi nó nghe tiếng hót của con đực.

Công việc của Tiến sĩ Gadagkar sẽ xem xét một phần não có tên là HVC, một hạt nhân cảm biến vận động được biết là hoạt động tích cực ở nam giới để duy trì thời gian khi họ học và biểu diễn bài hát của mình. Lần đầu tiên, anh và phòng thí nghiệm của mình ghi lại những gì xảy ra ở HVC nữ khi cô ấy nghe và đánh giá bài hát của nam. Thứ hai, Tiến sĩ Gadagkar sẽ kiểm tra cách phụ nữ đưa ra đánh giá của họ và tế bào thần kinh sẽ làm gì khi phát hiện ra lỗi. Cuối cùng, nghiên cứu sẽ xem xét hệ thống dopamine để xem bộ não thể hiện sự ưa thích như thế nào đối với màn trình diễn hấp dẫn nhất.

Hidehiko Inagaki, Tiến sĩ, Viện khoa học thần kinh Max Planck Florida, Jupiter, FL

Cơ chế khớp thần kinh và động lực mạng làm cơ sở cho việc học động cơ

Học một kỹ năng mới đòi hỏi não phải thực hiện những thay đổi trong mạch điện của nó, một quá trình được gọi là tính linh hoạt. Mặc dù nghiên cứu quan trọng đã được thực hiện để xác định cách thức mạng lưới não thực hiện kỹ năng nhưng người ta vẫn chưa hiểu rõ về cơ chế học các kỹ năng mới. Tiến sĩ Inagaki và nhóm của ông đang nghiên cứu tập trung vào các tế bào và các quá trình liên quan trong quá trình học tập.

Bằng cách sử dụng hình ảnh 2 photon in vivo và điện sinh lý quy mô lớn trên mô hình chuột, Tiến sĩ Inagaki và nhóm của ông giờ đây có thể theo dõi ở cấp độ tế bào những thay đổi đang diễn ra khi học một kỹ năng mới – trong trường hợp này là học một thời điểm mới để học. hành động. Sử dụng thao tác di truyền để cho phép các nhà nghiên cứu kích hoạt hoặc ức chế các protein liên quan đến tính dẻo, họ nhằm mục đích khám phá không chỉ những thay đổi trong não mà còn cả cách những thay đổi đó được bắt đầu và củng cố. Hiểu thêm về cách thức hoạt động của học tập có thể có ý nghĩa đối với việc nghiên cứu các khiếm khuyết trong học tập.

Peri Kurshan, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Đại học Y khoa Albert Einstein, Bronx, NY

Làm sáng tỏ các cơ chế phát triển khớp thần kinh, từ phân tử đến hành vi

Các khớp thần kinh, nơi gửi và nhận tín hiệu giữa các tế bào thần kinh, là chìa khóa cho chức năng của các mạch thần kinh làm cơ sở cho hành vi. Tìm hiểu cách các khớp thần kinh phát triển ở cấp độ phân tử và sự phát triển của khớp thần kinh ảnh hưởng đến hành vi như thế nào là mục tiêu nghiên cứu của Tiến sĩ Kurshan. Mô hình chủ đạo cho rằng một loại protein được gọi là phân tử kết dính tế bào khớp thần kinh (sCAM) bắt đầu quá trình, với một họ sCAM gọi là neurexin được đặc biệt chỉ định. Nhưng nghiên cứu in vivo cho thấy việc loại bỏ các tế bào thần kinh không loại bỏ được các khớp thần kinh.

Công trình của Tiến sĩ Kurshan chỉ ra rằng các protein khung tế bào tiền synap có thể tự liên kết với màng tế bào và sau đó huy động các nơron thần kinh để ổn định các khớp thần kinh. Trong nghiên cứu mới của mình, sử dụng hình ảnh, proteomics, mô hình tính toán và thao tác chuyển gen, cô và phòng thí nghiệm của mình nhằm mục đích xác định những protein và thành phần màng tế bào nào có liên quan và cách chúng tương tác. Nghiên cứu này có ý nghĩa đối với một loạt các rối loạn thần kinh có liên quan đến khiếm khuyết khớp thần kinh.

Scott Linderman, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Thống kê và Viện Khoa học thần kinh Wu Tsai, Đại học Stanford, Stanford, CA

Phương pháp học máy để khám phá cấu trúc trong dữ liệu thần kinh và hành vi

Những đóng góp của Tiến sĩ Linderman cho khoa học thần kinh nằm ở việc phát triển các phương pháp học máy có thể quản lý và rút ra những hiểu biết sâu sắc từ lượng dữ liệu đáng kinh ngạc mà các loại nghiên cứu này tạo ra, chẳng hạn như bản ghi có độ phân giải cao của số lượng lớn tế bào thần kinh trên não và đồng thời quan sát các hành vi tự do. hành xử với động vật trong khoảng thời gian dài. Linderman và nhóm của ông hợp tác với các phòng thí nghiệm nghiên cứu để phát triển các phương pháp học máy theo xác suất nhằm tìm ra các mẫu trong tất cả dữ liệu đó.

Phòng thí nghiệm của Linderman đặc biệt tập trung vào thần kinh học tính toán và mô hình xác suất - về cơ bản là tìm ra cách xây dựng và điều chỉnh các mô hình thống kê phù hợp với loại dữ liệu mà các nhà nghiên cứu tạo ra ngày nay. Các dự án đang thực hiện và trong tương lai của ông chứng minh phạm vi rộng của các cách học máy có thể được áp dụng vào nghiên cứu thần kinh. Linderman tiếp cận công việc với tư cách là một đối tác tích hợp với các cộng tác viên thử nghiệm và bằng cách phát triển các phương pháp giải quyết các vấn đề về sinh học thần kinh cũng đang giúp thúc đẩy các lĩnh vực thống kê và học máy.

Swetha Murthy, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Viện Vollum, Đại học Khoa học và Sức khỏe Oregon, Portland, OR

Cảm giác cơ học để hướng dẫn hình thái tế bào

Cảm giác cơ học - hay sự phát hiện lực vật lý của tế bào hoặc tế bào thần kinh - là một chức năng đa mục đích và tinh vi đáng ngạc nhiên được trung gian bởi một số kênh ion nhất định (trong số các protein khác) trên màng tế bào. Một ví dụ rõ ràng là cảm giác chạm. Phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Murthy đang nghiên cứu một trường hợp cảm giác cơ học ở quy mô nhỏ hơn nhiều với ý nghĩa sâu sắc đối với sức khỏe thần kinh: Quá trình myel hóa, trong đó các tế bào chuyên biệt gọi là oligodendrocytes (OL) tạo thành một lớp vỏ xung quanh dây thần kinh để cải thiện khả năng dẫn truyền.

Người ta đưa ra giả thuyết rằng các tín hiệu cơ học (trong số các yếu tố khác) có thể chi phối hình thái OL và quá trình myel hóa, nhưng các cơ chế cơ bản vẫn chưa được biết. Phòng thí nghiệm của Murthy đang nghiên cứu kênh ion được kích hoạt cơ học TMEM63A, được biểu thị bằng OL, để tiết lộ cách các kênh này có thể điều hòa quá trình myel hóa và từ đó làm sáng tỏ cách các tín hiệu cơ học hướng dẫn quá trình. Hiểu cách hoạt động của quá trình myelin hóa - và nó có thể thất bại như thế nào - sẽ hữu ích cho các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu một loạt các tình trạng gắn liền với quá trình myel hóa.

Karthik Shekhar, Tiến sĩ, Kỹ thuật hóa học và sinh học phân tử/ Viện khoa học thần kinh Helen Wills, Đại học California, Berkeley, Berkeley, CA

Sự phát triển của sự đa dạng thần kinh và khuôn mẫu trong hệ thống thị giác

Phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Shekhar tìm hiểu xem các loại thần kinh đa dạng và tổ chức của chúng đã phát triển như thế nào để phục vụ nhu cầu của các loài động vật khác nhau. Nghiên cứu của ông tập trung vào hệ thống thị giác của não, đặc biệt là võng mạc và vỏ não thị giác sơ cấp, được bảo tồn rất tốt ở các loài cách nhau hàng trăm triệu năm tiến hóa.

Nghiên cứu của Shekhar sẽ kiểm tra sự bảo tồn tiến hóa và sự phân kỳ của các loại tế bào thần kinh trong võng mạc của một số loài động vật có xương sống, từ cá, chim đến động vật có vú và sử dụng các phương pháp tính toán để tái tạo lại quá trình tiến hóa của sự đa dạng thần kinh, bao gồm cả liệu tiến hóa có dẫn đến sự xuất hiện của các loại mới hay không. sửa đổi các loại hiện có. Một nỗ lực đồng thời sẽ điều tra vỏ não thị giác và truy tìm nguồn gốc của các thời kỳ phát triển ban đầu được gọi là “giai đoạn quan trọng”, trong đó mạng lưới thần kinh trong não thể hiện tính linh hoạt tinh tế đối với trải nghiệm giác quan. Nguyên tắc chỉ đạo làm nền tảng cho cách tiếp cận của Shekhar là sự hợp tác liên ngành có thể mang lại những cách tiếp cận mới để giải quyết những câu hỏi lớn trong khoa học thần kinh.

Tanya Sippy, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Trường Y Grossman thuộc Đại học New York, Thành phố New York, NY

Điều chế tế bào tiền sản và khớp thần kinh bằng tín hiệu chuyển động của Dopamine

Dopamine có lẽ là chất điều hòa thần kinh được biết đến rộng rãi nhất, phần lớn là do vai trò của nó trong việc truyền tín hiệu phần thưởng. Tuy nhiên, dopamine cũng đóng một vai trò quan trọng trong chuyển động, điều này được chứng minh rõ ràng qua việc bệnh nhân mắc bệnh Parkinson, một chứng rối loạn do dopamine, không có khả năng bắt đầu chuyển động. Tiến sĩ Sippy nhằm mục đích giúp tìm hiểu thêm về cách dopamine tham gia vào chuyển động, thông qua các phép đo in vivo rất chính xác về sự dao động của dopamine đồng thời với tiềm năng màng tế bào thần kinh mục tiêu.

Các bản ghi điện thế màng cho phép các thành viên phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Sippy đo hai đặc tính của tế bào thần kinh được biết là bị ảnh hưởng bởi sự điều biến thần kinh: 1) sức mạnh của đầu vào khớp thần kinh và 2) tính dễ bị kích thích của các tế bào thần kinh quyết định cách chúng phản ứng với những đầu vào này. Nhưng việc đo lường cả sự dao động của dopamine và điện thế màng trong một tế bào là rất khó. Công trình của Sippy xoay quanh việc phát hiện ra rằng hoạt động của dopamine được phản ánh ở hai bán cầu não, do đó việc đo lường nó và điện thế màng có thể được thực hiện ở hai phía đối diện nhau mà vẫn có những kết quả tương quan chặt chẽ. Với những bản ghi này được thực hiện, Sippy sẽ điều khiển hệ thống dopamine về mặt di truyền quang học và xem việc kích hoạt hoặc ức chế dopamine ảnh hưởng như thế nào đến các đặc tính của tế bào thần kinh mục tiêu cũng như điều này ảnh hưởng đến hành động của động vật như thế nào.

Moriel Zelikowsky, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Đại học Utah, Thành phố Salt Lake, UT

Kiểm soát vỏ não thần kinh của sự cô lập xã hội

Sự cô lập xã hội kéo dài có thể tác động tiêu cực đến đời sống của động vật có vú, bao gồm cả sự gia tăng mạnh mẽ tính hung hăng. Trong khi nhiều nghiên cứu xem xét khả năng kiểm soát dưới vỏ não đối với các hình thức gây hấn tự nhiên, thì rất ít nghiên cứu xem xét các hình thức gây hấn bệnh lý hoặc sự kiểm soát từ trên xuống của chúng. Tiến sĩ Zelikowsky muốn hiểu rõ hơn về cơ chế và các mạch vỏ não liên quan đến sự gia tăng hành vi gây hấn do sự cô lập xã hội mãn tính.

Nghiên cứu ban đầu sử dụng mô hình chuột đã xác định vai trò của tachykinin 2 (Tac2) thần kinh như một chất điều hòa thần kinh dưới vỏ não của nỗi sợ hãi và hung hăng do cô lập gây ra. Điều quan trọng là Tac2 cũng được phát hiện là được điều hòa ở vỏ não trước trán trung gian (mPFC) sau khi cô lập với xã hội. Nghiên cứu của Zelikowsky sử dụng sự nhiễu loạn cụ thể của loại tế bào ở những con chuột đã trải qua sự cô lập xã hội. Học máy được sử dụng để xác định các cụm hành vi, được ánh xạ tới hoạt động não được chụp ảnh. Bằng cách hiểu sự cô lập có thể thay đổi bộ não của động vật có vú như thế nào, các nhà nghiên cứu trong tương lai có thể hiểu rõ hơn về tác động của tình trạng thiếu thốn xã hội kéo dài ở con người.

Tiến sĩ Christine Constantinople., Trợ lý giáo sư, Trung tâm Khoa học Thần kinh Đại học New York, Thành phố New York, NY

Cơ chế suy luận của vi mạch thần kinh

Tiến sĩ Constantinople đang làm việc với một mô hình chuột để khám phá những phần nào của não có liên quan đến việc suy luận mọi thứ về thế giới và cách các tế bào thần kinh đại diện cho mọi thứ trên thế giới, và sự khác biệt thần kinh giữa việc đưa ra quyết định nhận thức trong một môi trường không chắc chắn hoặc rơi trở lại hành động theo thói quen. Thử nghiệm liên quan đến việc chờ đợi một phần thưởng nước đã biết hoặc "chọn không tham gia" với hy vọng rằng phần thưởng tiếp theo được cung cấp đáng giá hơn.

Bằng cách theo dõi hoạt động của não ở nhiều vùng và trong các dự báo cụ thể trong cả giai đoạn có thể dự đoán và không thể đoán trước và sự chuyển đổi giữa chúng, đồng thời vô hiệu hóa các vùng não và đường dẫn thần kinh cụ thể trong các thử nghiệm khác nhau, Tiến sĩ Constantine đề xuất xác định các cơ chế liên quan đến suy luận. Cô ấy đề xuất rằng các quá trình khác nhau có liên quan khi lựa chọn hành động dựa trên mô hình tinh thần so với các quyết định không có mô hình; rằng các hạt nhân đồi thị khác nhau mã hóa phần thưởng và lịch sử của loài chuột một cách riêng biệt; và rằng vỏ não mặt trước (OFC) tích hợp hai đầu vào chồng chéo nhưng riêng biệt này để suy ra các trạng thái chưa biết.

Bradley Dickerson, Tiến sĩ., Trợ lý giáo sư, Viện Khoa học Thần kinh Princeton, Đại học Princeton, Princeton, NJ

Phản hồi Tỷ lệ-Tích phân trong 'Con quay hồi chuyển' Sinh học

Hệ thống thần kinh thu thập và hành động trên thông tin đến trong vòng mili giây - đôi khi theo phản xạ có dây, đôi khi có chủ đích. Tiến sĩ Dickerson đề xuất giải quyết mức độ kiểm soát của ruồi giấm đối với các tổ hợp cơ cánh nhất định thông qua một thí nghiệm nghiên cứu các cơ quan cảm giác cơ học chuyên biệt chỉ có ở ruồi gọi là hateres, hoạt động như một loại con quay hồi chuyển tự động.

Tiến sĩ Dickerson đề xuất rằng chó săn có các cơ chế điều khiển riêng biệt có thể được sử dụng trong quá trình nhiễu loạn để cung cấp khả năng kiểm soát tối đa cho con ruồi. Trong biệt ngữ kỹ thuật điều khiển, ông tin rằng trò chơi bán hoa có thể phản ứng với cả phản hồi tỷ lệ (kích thước của nhiễu loạn) và tích phân (cách nhiễu loạn thay đổi theo thời gian) - một sự tinh vi hơn những gì được tin tưởng trước đây. Sử dụng kính hiển vi huỳnh quang, một kính hiển vi hai photon phía trên con ruồi để theo dõi hoạt động của não và một camera bên dưới theo dõi chuyển động của cánh, anh ta sẽ theo dõi những gì xảy ra trong tế bào thần kinh và cơ khi con ruồi bị kích thích thị giác. Ông hy vọng sẽ tạo ra một mô hình về cách giao tiếp giữa não, tế bào thần kinh và cơ bắp có thể nâng cao hiểu biết của chúng ta về cách điều khiển chuyển động.

Markita Landry, Ph.D., Trợ lý giáo sư, Đại học California - Berkeley, Khoa Kỹ thuật Hóa học và Phân tử Sinh học, Ber started, CA

Phát sáng tín hiệu oxytocin trong não bằng cảm biến nano huỳnh quang hồng ngoại gần

Công việc của Tiến sĩ Landry liên quan đến việc tạo ra “các đầu dò quang học” - các ống nano carbon cực nhỏ với một peptide liên kết với bề mặt sẽ phát huỳnh quang trong ánh sáng cận hồng ngoại khi có oxytocin trong não. Sự phát huỳnh quang này có thể được phát hiện với độ chính xác cao trên một mili giây thời gian, cho phép các nhà nghiên cứu nhìn thấy chính xác vị trí và thời gian nó hiện diện trong não, và do đó xác định trong những điều kiện nào việc giải phóng oxytocin có thể bị suy giảm (và do đó có thể điều trị được) trong tâm trạng, hành vi và xã hội các rối loạn.

Điều quan trọng là, những ống nano này có thể được đưa vào mô não từ bên ngoài; huỳnh quang không phải là kết quả của mã hóa di truyền, vì vậy nó có thể được sử dụng trên động vật chưa bị biến đổi. Bởi vì chúng phát ra ánh sáng hồng ngoại gần, nên có khả năng ánh sáng có thể được phát hiện qua hộp sọ, điều này sẽ tạo ra sự nhiễu loạn tối thiểu cho các đối tượng. Với những cảm biến này như một công cụ, Tiến sĩ Landry hy vọng sẽ giúp cải thiện chẩn đoán các rối loạn thần kinh và định hướng cũng như cải thiện điều trị nhiều bệnh như vậy.

Lauren Orefice, Ph.D., Bệnh viện Đa khoa Massachusetts / Trường Y Harvard, Boston, MA

Sự phát triển, chức năng và rối loạn chức năng của hệ thống cảm giác và nội tạng trong rối loạn phổ tự kỷ

Rối loạn phổ tự kỷ (ASD) theo truyền thống được cho là chỉ gây ra bởi những bất thường trong não, nhưng trong nghiên cứu của mình, Tiến sĩ Orefice đã phát hiện ra rằng những thay đổi trong tế bào thần kinh cảm giác ngoại vi góp phần vào sự phát triển của các triệu chứng ASD ở chuột, bao gồm cả quá mẫn cảm với xúc giác. da và các hành vi xã hội bị thay đổi. Nghiên cứu hiện tại của cô sẽ tập trung vào việc liệu các tế bào thần kinh cảm giác ngoại vi của hạch rễ lưng (DRG) phát hiện các kích thích trong đường tiêu hóa có bất thường trong mô hình chuột đối với ASD hay không và tìm hiểu sự thay đổi trong sự phát triển mạch cảm giác do rối loạn chức năng tế bào thần kinh cảm giác ngoại vi dẫn đến như thế nào những thay đổi đối với các mạch não được kết nối để điều chỉnh hoặc sửa đổi các hành vi xã hội.

Cuối cùng, Tiến sĩ Orefice sẽ tập trung vào việc dịch những phát hiện của cô ấy từ các nghiên cứu trên chuột tiền lâm sàng sang việc tìm hiểu các vấn đề cảm giác liên quan đến ASD ở người. Trước tiên, Tiến sĩ Orefice sẽ kiểm tra xem liệu các phương pháp tiếp cận làm giảm kích thích tế bào thần kinh cảm giác ngoại vi có thể cải thiện phản ứng quá mức của xúc giác và các vấn đề về đường tiêu hóa ở chuột hay không. Cô ấy sẽ tận dụng những phát hiện này ở chuột để hiểu rõ hơn về sinh lý học của con người bằng cách sử dụng các nghiên cứu về các tế bào được nuôi cấy lấy từ những người bị ASD.

Kanaka Rajan, Ph.D., Phó Giáo sư, Khoa Sinh học Thần kinh, Viện Blavatnik, Trường Y Harvard; Khoa, Viện Nghiên cứu Trí tuệ Tự nhiên và Nhân tạo Kempner, Đại học Harvard

Mô hình mạng thần kinh đa cấp độ để suy ra các mô hình chức năng trong não

Tiến sĩ Rajan đang khai thác sức mạnh của các mô hình dựa trên AI để tạo ra các đại diện dự đoán tốt hơn của não. Sử dụng các mô hình mạng nơ-ron tuần hoàn (RNN), Tiến sĩ Rajan đã phát hiện ra rằng việc đặt nhiều ràng buộc hơn vào các mô hình tính toán dẫn đến kết quả nhất quán hơn và không gian giải pháp nhỏ hơn, mạnh mẽ hơn. Kể từ đó, cô đã chuyển sang phát triển các RNN đa quy mô trong đó các ràng buộc là dữ liệu thần kinh, hành vi và giải phẫu từ các thí nghiệm thực tế và được áp dụng đồng thời. Bước tiếp theo của cô ấy sẽ là tạo ra các RNN đa quy mô bằng cách sử dụng dữ liệu được ghi lại từ nhiều loài được nghiên cứu kỹ trong khoa học thần kinh — cá ngựa vằn ấu trùng, ruồi giấm và chuột — để tạo ra các mô hình.

Cuối cùng, việc sử dụng các bộ dữ liệu từ các loài khác nhau sẽ cho phép Tiến sĩ Rajan xác định “Mô hình chức năng” và sử dụng chúng để khám phá những điểm chung và sự khác biệt không mong đợi giữa các hệ thống này. Những tập hợp chung, rời rạc của các tế bào thần kinh hoạt động có liên quan đến các hành vi và trạng thái tương tự, bất kể loài nào, sẽ giúp chúng ta suy ra cách bộ não hoạt động ở cấp độ cơ bản. Với dữ liệu có sẵn, các mô hình này có thể chạy nhiều kịch bản và xác định những thay đổi nào trong cấu trúc hoặc hoạt động thần kinh dẫn đến các kết quả hành vi khác nhau.

Weiwei Wang, Ph.D., Trợ lý giáo sư, Trung tâm Y tế Tây Nam Đại học Texas, Dallas, TX

Tìm hiểu cấu tạo và chức năng của các tổ hợp sau synap Glycinergic

Cách các tế bào thần kinh giao tiếp với nhau rất phức tạp: chất dẫn truyền thần kinh được truyền từ tế bào thần kinh này sang tế bào thần kinh kế tiếp qua các khớp thần kinh, các thụ thể tiếp hợp truyền tín hiệu trên tế bào thần kinh tiếp nhận mở ra và hình thành các kênh cho phép các ion đi qua, và do đó truyền tín hiệu điện. Tuy nhiên, nếu các khớp thần kinh không hoạt động hoặc không hình thành, sự suy giảm các tín hiệu này có thể góp phần gây ra rối loạn thần kinh. Tiến sĩ Wang tìm cách mở rộng sự hiểu biết của chúng ta về các khớp thần kinh này, cách chúng hình thành và cách chúng hoạt động - đặc biệt, cách chúng tổ chức các thụ thể ở khớp thần kinh thành các cụm và tại sao các thụ thể lại tập hợp ở nồng độ cao lại quan trọng - bằng cách nghiên cứu chi tiết về glycinergic khớp thần kinh.

Tiến sĩ Wang sẽ sử dụng kính hiển vi điện tử lạnh để xác định chính xác cấu trúc phân tử của từng tiểu loại khớp thần kinh glycinergic chưa được phân giải và do đó xác định chức năng của từng loại; kiểm tra cách thức mà giàn giáo mà các thụ thể glycine tập hợp lại được hình thành từ các protein gephyrin, neuroligin-2 và collybistin; và cuối cùng là kiểm tra các thụ thể đã tinh khiết trên màng nhân tạo, trước tiên là cô lập, sau đó gắn với giàn giáo, và sau đó liên kết với giàn giáo trong một cụm để xem chức năng thay đổi như thế nào.

Lucas Cheadle, Tiến sĩ, Trợ lý giáo sư, Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor, Cold Spring Harbour, NY 

Khám phá cơ sở phân tử của chức năng vi mô trong não được kích thích

Trong nghiên cứu của mình, Tiến sĩ Cheadle đang nghiên cứu sự phát triển của các kết nối thần kinh thị giác bằng cách sử dụng mô hình chuột trong đó một số con chuột được nuôi trong môi trường không có ánh sáng trong giai đoạn phát triển quan trọng. Nghiên cứu trước đây của ông cho thấy rằng microglia về cơ bản là "điêu khắc" hệ thống thị giác, loại bỏ các kết nối synap kém có lợi. Kết quả là, trật tự vật lý của phần đó của hệ thống thần kinh ở những con chuột được nuôi trong bóng tối khác với những con được nuôi trong ánh sáng. Trong công việc đang diễn ra của mình, Tiến sĩ Cheadle sẽ tìm cách xác định ở cấp độ phân tử cách các microglia bị kích thích bởi các yếu tố bên ngoài (chẳng hạn như ánh sáng) và cơ chế mà chúng tạo ra các khớp thần kinh.

Nghiên cứu đưa ra một số phương pháp tiếp cận mới, bao gồm sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen để loại bỏ các gen vi mô cụ thể để xác định vai trò của chúng trong sự phát triển mạch thị giác, cũng như tạo ra một dòng chuột chuyển gen gắn thẻ các tế bào vi mô hoạt động chức năng trong não, cả hai chiến thuật hầu hết thường được áp dụng cho các tế bào thần kinh mà Tiến sĩ Cheadle đang thích ứng để nghiên cứu microglia lần đầu tiên.

Josie Clowney, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Đại học Michigan, Khoa Sinh học Phân tử, Tế bào và Phát triển, Ann Arbor, MI

Khung hình nữ quyền không có kết quả: Ác độc như một sự đàn áp các chương trình thần kinh nữ

Rất nhiều nghiên cứu về sự khác biệt giữa não nam và nữ là hành vi, chẳng hạn như thực hiện các nghi lễ giao phối, nhưng ít người hiểu hơn về cách các gen điều khiển các nghi lễ đó được điều chỉnh trong não. Tiến sĩ Clowney đưa ra giả thuyết rằng quá trình này là một phép trừ. Các nghiên cứu của cô cho đến nay bằng cách sử dụng mô hình ruồi giấm cho thấy rằng não của nam giới có thể là kết quả của việc loại bỏ các chương trình thần kinh khỏi “mô hình cơ sở” gần với não nữ hơn nhiều, thay vì tạo ra các chương trình mới.

Chìa khóa của quá trình này là một yếu tố phiên mã của ruồi giấm được gọi là “Không có quả”, một loại protein chỉ được tạo ra trong não của ruồi giấm đực. Trong nghiên cứu của mình, Tiến sĩ Clowney sẽ tiến hành các thí nghiệm sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhau để quan sát sự tăng hay giảm của các mạch và hành vi liên quan đến giới tính ở động vật có hoặc không có Quả.

Shaul Druckmann, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư Sinh học Thần kinh và Khoa học Tâm thần và Hành vi, Đại học Stanford, Stanford, CA

Làm thế nào để não bộ tính toán sử dụng hoạt động được phân bổ trên các quần thể và các khu vực não?

Sau nhiều thập kỷ nghiên cứu, chúng ta vẫn còn hiểu biết hạn chế về cách bộ não thực hiện các phép tính giữa các vùng. Câu hỏi rất cơ bản này là trọng tâm của công trình nghiên cứu của Tiến sĩ Druckmann, lợi dụng phạm vi ngày càng tăng và chi tiết của việc ghi lại hoạt động của não để khám phá những gì xảy ra trong não giữa kích thích và phản ứng, cụ thể là khi phản ứng bị trì hoãn và trí nhớ ngắn hạn. đã đính hôn.

Dữ liệu sơ bộ cho thấy hoạt động hiện diện và thay đổi giữa các vùng và trong các quần thể tế bào thần kinh khác nhau trong những tình huống này, và Druckmann nhằm mục đích chỉ ra rằng hoạt động tập thể này đang tương tác trên các vùng não và những cách mà các tương tác có thể “sửa chữa” những ký ức cần thiết và ý định chuyển động, ngay cả khi hoạt động của một khu vực hoặc một quần thể có thể bị sai sót. Một mục tiêu bổ sung của dự án là mở rộng cách thức làm việc của các nhà nghiên cứu; dự án của anh ấy liên quan đến sự hợp tác mạnh mẽ với một số nhà nghiên cứu khác, và anh ấy hy vọng có thể khám phá cả khoa học cơ bản và cũng theo đuổi các ứng dụng lâm sàng cho phát hiện của mình.

Laura Lewis, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Đại học Boston, Khoa Kỹ thuật Y sinh, Boston, MA

Hình ảnh động thái thần kinh và chất lỏng trong não ngủ

Cả hoạt động thần kinh và động lực học chất lỏng của dịch não tủy (CSF) đều thay đổi trong khi ngủ, với những hậu quả khác nhau - hệ thống cảm giác chuyển khỏi nhận thức về các kích thích bên ngoài và theo hướng kích hoạt lại bộ nhớ, và CSF chảy vào não và loại bỏ các protein độc hại tích tụ trong giờ thức dậy. Đáng chú ý, hai quá trình này có mối tương quan chặt chẽ với nhau. Trong nghiên cứu của mình, Tiến sĩ Lewis sẽ điều tra mối liên hệ giữa động lực thần kinh và chất lỏng trong khi ngủ và mối liên hệ của chúng với sức khỏe não bộ.

Để làm như vậy, Tiến sĩ Lewis đang sử dụng các phương pháp sáng tạo để quan sát hoạt động thần kinh đồng bộ, chính xác và dòng chảy dịch não tủy. Nghiên cứu của cô trước tiên sẽ khám phá cách kích hoạt các sóng chậm này trong não và mạng lưới thần kinh nào có liên quan, sử dụng các kích thích thính giác có thể tăng cường sóng chậm. Thứ hai, cô ấy sẽ xem xét mối liên hệ giữa những sóng chậm này và dòng chảy dịch não tủy.

Tiến sĩ Ashok Litwin-Kumar, Trợ lý Giáo sư, Khoa Khoa học Thần kinh và Viện Zuckerman, Đại học Columbia, New York, NY

Các mô hình hành vi thích ứng có giới hạn của Connectome

Trong nghiên cứu của mình, Tiến sĩ Litwin-Kumar nhằm mục đích phát triển một phương pháp luận để đưa các thế giới của kết nối (sơ đồ dây của hệ thần kinh) và các mô hình chức năng của hành vi lại với nhau bằng cách phát triển các cách xác định các cấu trúc liên quan trong một kết nối có thể hạn chế các mô hình hành vi - ví dụ, bằng cách hạn chế các mô hình để chúng chỉ sử dụng các kết nối synap tồn tại về mặt vật lý trong mạng kết nối, thay vì tạo ra các bước nhảy vọt không thể thực hiện được giữa các nơron.

Để kiểm tra và cải tiến cách tiếp cận này, Tiến sĩ Litwin-Kumar đầu tiên tập trung vào kết nối của một phần não ruồi giấm. Trong phần này của não, các đầu vào cảm giác được dự báo là các tế bào thần kinh đầu ra, kích hoạt các hành vi như phản ứng tiếp cận hoặc tránh né. Nhóm sẽ tìm cách xác định một cách hiệu quả cấu trúc trong mạng kết nối phản ánh cách thông tin được chuyển tiếp. Sau đó, họ sẽ kiểm tra các mô hình học sâu bị hạn chế bởi các kết nối đó để xem họ dự đoán phản ứng với các kích thích hiệu quả như thế nào so với các mô hình không bị hạn chế.

David Schneider, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Đại học New York, Trung tâm Khoa học Thần kinh, New York, NY

Phối hợp các chuyển đổi trong vỏ chuột

Công trình của Tiến sĩ Schneider tập trung vào cách thức kiểm soát vận động và các vùng cảm giác của não hoạt động cùng nhau theo cách này và sẽ hoạt động để khám phá cách bộ não học hỏi và hình thành ký ức làm nền tảng cho những gì được mong đợi. Trong các thí nghiệm của mình, Tiến sĩ Schneider tập trung vào một ống dẫn kết nối vùng điều khiển vận động với vùng cảm giác thính giác. Bất cứ khi nào một chuyển động được thực hiện, hai vùng sẽ giao tiếp theo cách thông báo cho hệ thống thính giác không quan tâm đến âm thanh do chuyển động đó tạo ra.

Những thí nghiệm này sẽ giúp xác định vai trò của các tế bào thần kinh cụ thể trong việc dự đoán các phản ứng cảm giác, cách điều khiển vận động và các trung tâm cảm giác của não tương tác cũng như cách các đường dẫn giữa vùng vận động và cảm giác thay đổi khi một âm thanh mới trở thành “mong đợi”. Nghiên cứu sâu hơn sẽ chặn một số con đường nhất định trong não để xác định vai trò của chúng trong việc đưa ra dự đoán, đồng thời xem cách não sử dụng đầu vào trực quan để giúp dự đoán âm thanh tự tạo ra.

Swathi Yadlapalli, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Trường Y Đại học Michigan, Khoa Tế bào và Sinh học Phát triển, Ann Arbor, MI

Cơ chế tế bào điều khiển nhịp điệu tuần hoàn

Đồng hồ tuần hoàn điều khiển nhiều nhịp điệu của hệ thống sinh học của chúng ta, chẳng hạn như khi chúng ta ngủ, thức dậy, cách chúng ta trao đổi chất và nhiều hơn thế nữa. Nhưng chính xác những gì đang xảy ra trong bất kỳ ô nhất định nào để tạo ra nhịp điệu đó vẫn chưa được hiểu rõ. Nghiên cứu sinh hóa và di truyền trước đây đã xác định các protein quan trọng là yếu tố phiên mã, tích cực hoặc ức chế, có vai trò trong nhịp sinh học. Tiến sĩ Yadlapalli lần đầu tiên đã phát triển các phương pháp sáng tạo để thực hiện hình ảnh đơn bào, độ phân giải cao của các protein này và cách chúng tương tác trong khoảng thời gian 24 giờ trong tế bào sống của ruồi giấm. Các phương pháp này đã khám phá ra vai trò của một trong những yếu tố phiên mã ức chế quan trọng, được gọi là PER, tập hợp lại để tạo thành các ổ phân bố đều xung quanh vỏ của nhân tế bào và đóng một vai trò trong việc thay đổi vị trí hạt nhân của các gen đồng hồ trong suốt chu kỳ.

Trong một loạt các thử nghiệm, Tiến sĩ Yadlapalli sẽ xác định các cơ chế liên quan đến quá trình này - cách các ổ hình thành và vị trí của chúng, cũng như cách chúng thúc đẩy sự đàn áp của các gen điều chỉnh theo đồng hồ. Hiểu thêm về hoạt động của các quá trình tế bào cơ bản, mạnh mẽ này sẽ cung cấp một điểm khởi đầu cho nghiên cứu về nhiều rối loạn giấc ngủ và chuyển hóa cũng như các bệnh thần kinh.

Steven Flavell, tiến sĩ, Trợ lý giáo sư, Viện học tập và trí nhớ Picower, Viện công nghệ Massachusetts, Cambridge, MA

Làm sáng tỏ các cơ chế cơ bản của tín hiệu ruột-não ở C. Elegans

Ít được hiểu về cách ruột và não tương tác một cách máy móc. Nghiên cứu của Tiến sĩ Flavell sẽ dựa trên những khám phá mà phòng thí nghiệm của ông đã thực hiện C. Elegans sâu, có hệ thống thần kinh đơn giản và được xác định rõ có thể tạo ra các hành vi tương đối phức tạp, dễ dàng nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. Tiến sĩ Flavell và nhóm của ông đã xác định được một loại tế bào thần kinh ruột cụ thể (tế bào thần kinh lót ruột) chỉ hoạt động trong khi C. Elegans ăn vi khuẩn. Các thí nghiệm của ông sẽ xác định các tín hiệu vi khuẩn kích hoạt các tế bào thần kinh, kiểm tra vai trò của các tế bào thần kinh khác trong tín hiệu não-ruột và kiểm tra phản hồi từ não ảnh hưởng đến việc phát hiện vi khuẩn đường ruột. Nghiên cứu này có thể mở ra những dòng điều tra mới về hệ vi sinh vật ở người và ảnh hưởng của nó đến sức khỏe và bệnh tật của con người, bao gồm các rối loạn thần kinh và tâm thần.

Nuo Li, Bằng tiến sĩ., Trợ lý Giáo sư Khoa học Thần kinh, Đại học Y Baylor, Houston, TX

Tính toán tiểu não trong kế hoạch động cơ

Phòng thí nghiệm của bác sĩ Li đã tiết lộ rằng vỏ não vận động phía trước (ALM, một phần cụ thể của vỏ não trước chuột) và tiểu não bị khóa trong một vòng trong khi chuột đang lên kế hoạch hành động. Vẫn chưa biết chính xác thông tin nào được truyền qua lại, nhưng nó khác với tín hiệu thực sự điều khiển các cơ. Nếu kết nối bị gián đoạn ngay cả trong khi lập kế hoạch, chuyển động sẽ được thực hiện không chính xác.

Các thí nghiệm của Tiến sĩ Li sẽ khám phá vai trò của tiểu não trong việc lập kế hoạch vận động và xác định cấu trúc giải phẫu liên kết nó và ALM. Anh ta sẽ lập bản đồ vỏ não và tìm ra quần thể của một loại tế bào đặc biệt được sử dụng trong tính toán tiểu não, được gọi là tế bào Purkinje, được kích hoạt bởi ALM trong kế hoạch vận động, và những tín hiệu nào chúng gửi qua lại trong khi lập kế hoạch. Mục đích thứ hai sẽ khám phá loại tính toán mà tiểu não đang tham gia. Thông qua công việc này, Tiến sĩ Li sẽ tìm hiểu thêm về các quá trình não cơ bản, tinh vi này.

Lauren O'Connell, Bằng tiến sĩ., Trợ lý Giáo sư Sinh học, Đại học Stanford, Stanford, CA

Cơ sở thần kinh của Engrams trong não trẻ sơ sinh

Công việc của Tiến sĩ O'Connell sẽ giúp xác định cách các ký ức được hình thành trong giai đoạn trứng nước như là một phần của quá trình liên kết, sẽ theo dõi những dấu ấn ký ức đó để xác định cách chúng ảnh hưởng đến việc ra quyết định trong tương lai và sẽ khám phá tác động thần kinh của liên kết bị phá vỡ. Trong những con ếch O'Connell đang nghiên cứu, việc nhận thức ăn và chăm sóc dẫn đến con nòng nọc mang dấu ấn của bố mẹ, điều này ảnh hưởng đến sự lựa chọn bạn đời trong tương lai của con nòng nọc: nó sẽ thích những người bạn giống như người chăm sóc.

O'Connell đã xác định các dấu hiệu nơ ron thần kinh được làm giàu trong nòng nọc cầu xin thức ăn tương tự như những vấn đề liên quan đến một loạt các vấn đề thần kinh liên quan đến học tập và hành vi xã hội ở người. Nghiên cứu của cô sẽ khám phá kiến trúc nơ-ron liên quan đến nhận biết và liên kết trẻ sơ sinh với người chăm sóc, cũng như hoạt động của não khi đưa ra lựa chọn bạn đời sau này trong cuộc sống, để xem hoạt động của nơ-ron trong mỗi quá trình có liên quan như thế nào.

Triệu Châu Qiu, Bằng tiến sĩ., Trợ lý Giáo sư Sinh lý học và Thần kinh học, Đại học Johns Hopkins, Baltimore, MD

Khám phá bản sắc phân tử và chức năng của các kênh Novel Clorua trong hệ thần kinh

Nhiều nghiên cứu cho đến nay đã tập trung vào các kênh ion dẫn các ion tích điện dương, chẳng hạn như natri, kali và canxi. Tuy nhiên, chức năng của các kênh ion cho phép đi qua clorua, ion tích điện âm dồi dào nhất, vẫn chưa được hiểu rõ. Bằng cách thực hiện sàng lọc genom thông lượng cao, Tiến sĩ Qiu và nhóm nghiên cứu của ông đã xác định được hai họ kênh clorua mới, được kích hoạt bằng cách tăng thể tích tế bào và pH axit, tương ứng. Nghiên cứu của ông nhằm mục đích điều tra chức năng thần kinh của các kênh ion mới này, tập trung vào các tương tác nơ-ron thần kinh, dẻo khớp, và học tập và trí nhớ. Bác sĩ Qiu sẽ mở rộng phương pháp này đến các kênh clorua bí ẩn khác trong não. Nghiên cứu của ông sẽ cung cấp những hiểu biết chính về cách clorua được điều hòa trong hệ thống thần kinh.

Maria Antonietta Tosches, Bằng tiến sĩ., Trợ lý giáo sư, Đại học Columbia, New York, NY

Sự phát triển của các mô-đun gen và các động lực mạch cho sự ức chế Cortical

Bộ não hiện đại được định hình bởi một lịch sử tiến hóa lâu dài. Tiến sĩ Tosches đang tiến hành nghiên cứu để hiểu các quá trình này và tìm ra những hệ thống thần kinh cơ bản nào được bảo tồn ở động vật có xương sống cách nhau hàng trăm triệu năm tiến hóa.

Tiến sĩ Tosches đang khám phá lịch sử tiến hóa của các tế bào thần kinh GABAergic. Các thí nghiệm trước đây của cô đã tìm thấy các tế bào thần kinh GABAergic của các loài bò sát và động vật có vú giống nhau về mặt di truyền, cho thấy các loại tế bào thần kinh này đã tồn tại trong tổ tiên của động vật có xương sống; họ cũng chia sẻ các mô-đun gen liên quan đến các chức năng thần kinh cụ thể trong cả hai loại não. Trong nghiên cứu mới của Tosches, cô sẽ xác định xem những loại tế bào thần kinh tương tự có được tìm thấy trong bộ não đơn giản của kỳ nhông hay không. Công trình này sẽ giới thiệu một mô hình động vật hoàn toàn mới cho mạch khoa học thần kinh, thêm vào sự hiểu biết của chúng ta về cách thức hoạt động của bộ não ở cấp độ cơ bản.

Daniel Wacker, Bằng tiến sĩ., Trợ lý giáo sư, Trường Y khoa Icahn tại Mount Sinai, New York, NY

Tăng tốc khám phá thuốc đối với các rối loạn nhận thức thông qua các nghiên cứu về cấu trúc của một Receptor Serotonin

Tiến sĩ Wacker đề xuất một cách tiếp cận mới để khám phá thuốc tập trung vào một thụ thể serotonin cụ thể được gọi là 5-HT₇R (không mang lại rủi ro giống như kích hoạt hệ thống dopamine như nhiều loại thuốc làm), lập bản đồ cẩn thận cấu trúc của thụ thể ở quy mô phân tử và tìm kiếm các hợp chất sẽ liên kết với thụ thể đó theo một cách cụ thể. Tiến sĩ Wacker đề xuất tiến hành nghiên cứu cấu trúc của thụ thể bằng cách sử dụng tinh thể học tia X trên các mẫu tinh khiết của thụ thể. Sau đó, nhóm của Wacker sẽ tiến hành tìm kiếm trên máy vi tính hàng trăm triệu hợp chất, so sánh cấu trúc 3D của chúng với mô hình 3D của thụ thể cho những người có khả năng phù hợp nhất. Quá trình vi tính hóa này cung cấp cơ hội để cơ bản sàng lọc các loại thuốc dựa trên cấu trúc của chúng và tăng tốc độ phát triển của chúng.

Jayeeta Basu, tiến sĩ, Trợ lý giáo sư, Viện khoa học thần kinh, Đại học Y khoa New York, New York, NY

Điều chế cảm giác Cortical của hoạt động Hippocampal và đại diện không gian

Tiến sĩ Basu nhằm mục đích lập bản đồ mạch liên quan giữa LEC và các tế bào thần kinh vùng đồi thị cụ thể. Phòng thí nghiệm của cô sẽ trực tiếp ghi lại các tín hiệu nhận được bởi các sợi nhánh mỏng của các tế bào thần kinh khi tín hiệu LEC được gửi có hoặc không có tín hiệu MEC và ở các cường độ tín hiệu khác nhau. Một loạt thí nghiệm thứ hai với chuột sẽ kiểm tra giả thuyết rằng các đầu vào LEC này hỗ trợ việc tạo ra các ký ức về vị trí trong khi học - các tín hiệu mùi hương sẽ kích hoạt hành vi để tìm kiếm phần thưởng ở những nơi khác biệt. Các nhà nghiên cứu sẽ thấy cách bật hoặc tắt tín hiệu LEC trong quá trình học hoặc trong quá trình thu hồi ảnh hưởng đến việc kích hoạt các tế bào vị trí trong não và chính hành vi học tập. Nghiên cứu này có thể có liên quan trong các nghiên cứu trong tương lai về bệnh Alzheimer, PTSD và các điều kiện khác trong đó bộ nhớ và các yếu tố kích hoạt bối cảnh.

Juan Du, tiến sĩ, Trợ lý giáo sư, Chương trình sinh học cấu trúc, Trung tâm sinh học ung thư và tế bào, Viện nghiên cứu Van Andel, Grand Rapids, MI

Cơ chế điều hòa các thụ thể nhiệt trong hệ thần kinh

Tiến sĩ Du sẽ tiến hành một dự án gồm ba phần để mở khóa những bí mật về cách thông tin nhiệt độ được tiếp nhận và xử lý bởi hệ thống thần kinh. Cô đang xem xét ba thụ thể đặc biệt, một phát hiện nhiệt độ lạnh và lạnh bên ngoài, một phát hiện nhiệt độ bên ngoài cực đoan và một phát hiện nhiệt độ ấm trong não (để điều chỉnh nhiệt độ cơ thể.) Trước tiên, cô sẽ xác định điều kiện thanh lọc cho các thụ thể này. chúng có thể được chiết xuất và sử dụng trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và vẫn hoạt động giống như các thụ thể trong cơ thể.

Mục đích thứ hai là để xem cấu trúc nào trên các thụ thể được kích hoạt bởi nhiệt độ và hiểu cách chúng hoạt động. Điều này cũng sẽ bao gồm sự phát triển của phương pháp trị liệu mới có thể liên kết với các cấu trúc này và điều chỉnh chúng. Thứ ba, khi các cấu trúc được hiểu, các thí nghiệm xác nhận trong đó các thụ thể bị đột biến để thay đổi hoặc loại bỏ độ nhạy nhiệt độ sẽ được tiến hành, trước tiên trên các tế bào và sau đó ở chuột, để xem sự thay đổi hành vi của các thụ thể nhạy cảm với nhiệt độ.

Mark Harnett, tiến sĩ, Trợ lý giáo sư, khoa học não và nhận thức, Viện Công nghệ Massachusetts, Cambridge, MA

Perturbing Dendritic Compemonyalization để đánh giá các tính toán Cortical thần kinh đơn

Tiến sĩ Harnett đang xem xét các sợi nhánh trong hệ thống thị giác bằng các công cụ điện và quang học chính xác, để đo lường cách các tín hiệu truyền xuống các nhánh dendrite và đo lường sự thay đổi của đuôi gai thay đổi cách thức hoạt động của tế bào thần kinh. Những nhiễu loạn này sẽ cho phép Tiến sĩ Harnett kiểm tra nếu việc ức chế tín hiệu trên một nhánh cụ thể của dendrite thay đổi cách mạng lưới thần kinh phản ứng với các kích thích thị giác nhất định. Việc học được rằng một nơ-ron đơn lẻ về cơ bản được tạo thành từ mạng lưới các bộ xử lý tín hiệu nhỏ hơn sẽ thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về cách não bộ tính toán. Trong số những thứ khác, điều này có thể ảnh hưởng đến cách trí tuệ nhân tạo, được mô hình hóa trên các mạng lưới thần kinh, phát triển trong những năm tới.

Weizhe Hong, tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư, Khoa Hóa học Sinh học và Thần kinh học, Đại học California, Los Angeles, CA

Cơ chế mạch thần kinh của hành vi bà mẹ

Một trọng tâm đặc biệt trong công việc của Tiến sĩ Hong sẽ là điều tra vai trò của một vùng não được bảo tồn tiến hóa được gọi là amygdala trong việc kiểm soát hành vi nuôi dạy con cái. Trong khi chuột cái thường tham gia vào các hành vi nuôi dưỡng chó con rộng rãi, thì chuột đực thường không thể hiện hành vi nuôi dạy con cái cho đến khi con của chúng được sinh ra.

Nghiên cứu sẽ xác định các quần thể tế bào thần kinh cụ thể, được xác định phân tử làm trung gian cho hành vi nuôi dạy con cái. Nghiên cứu cũng sẽ so sánh các mạch thần kinh ở nam và nữ để hiểu làm thế nào hoạt động thần kinh trong các tế bào thần kinh này điều chỉnh hành vi nuôi dạy con cái. Nghiên cứu này sẽ cung cấp những hiểu biết chính về cơ sở thần kinh của một hành vi xã hội thiết yếu và các nguyên tắc cơ bản chi phối các hành vi lưỡng hình tình dục.

Rachel Roberts-Galbraith, tiến sĩ, Trợ lý giáo sư, Khoa Sinh học Tế bào, Đại học Georgia, Athens, GA

Tái sinh hệ thống thần kinh trung ương ở Planarians

Bằng cách nghiên cứu tái tạo thần kinh thành công trong thế giới tự nhiên, Tiến sĩ Roberts-Galbraith hy vọng sẽ tìm hiểu chi tiết về cơ chế tái tạo thần kinh và vai trò của các tế bào khác nhau. Một mục đích là để điều tra xem liệu tế bào thần kinh có thể phát hiện thương tích và tự bắt đầu tự sửa chữa bằng cách gửi tín hiệu kích hoạt và tái sinh trực tiếp. Tiến sĩ Roberts-Galbraith đưa ra giả thuyết rằng các tế bào thần kinh ảnh hưởng đến các tế bào gốc hành tinh, được tuyển dụng để tái tạo lại các bộ phận của hệ thống thần kinh trung ương (và các bộ phận cơ thể khác). Kiểm soát tốt các tế bào gốc là rất quan trọng để tái tạo, vì người hành tinh trung thành thay thế các mô bị thiếu và không bao giờ phát triển khối u.

Mục đích khác là kiểm tra vai trò của các tế bào thần kinh đệm, theo truyền thống được coi là chất keo của hệ thần kinh nhưng rõ ràng có vai trò quan trọng hơn so với trước đây được công nhận. Các tế bào thần kinh đệm chiếm một phần lớn trong hệ thống thần kinh của động vật và phải được tái tạo cùng với các tế bào thần kinh; họ cũng có khả năng điều chỉnh tái tạo tế bào thần kinh. Hy vọng là nghiên cứu này sẽ cung cấp thêm sự hiểu biết về cách tái sinh có thể xảy ra trong những trường hợp thành công nhất và có lẽ cung cấp những cách nghĩ mới về tái tạo thần kinh ở người.

Shigeki Watanabe, tiến sĩ, Trợ lý giáo sư sinh học tế bào và khoa học thần kinh, Đại học Johns Hopkins, Baltimore, MD

Những hiểu biết cơ học về việc tu sửa màng tại các khớp thần kinh

Tiến sĩ Watanabe sẽ sử dụng một kỹ thuật gọi là kính hiển vi điện tử flash-and-freeze để nghiên cứu quá trình này. Các tế bào thần kinh sẽ được kích thích bằng ánh sáng - đèn flash - sau đó quá trình sẽ được dừng lại một cách chính xác với sự đóng băng áp suất cao ở các khoảng thời gian chính xác micro giây sau khi kích thích. Các khớp thần kinh đông lạnh sau đó có thể được hình dung bằng kính hiển vi điện tử. Bằng cách chụp một loạt hình ảnh bị đóng băng ở các khoảng thời gian khác nhau sau khi kích thích, Tiến sĩ Watanabe sẽ tạo ra một hình ảnh từng bước của quá trình và xác định các protein liên quan và những gì chúng làm. Điều này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của các tế bào thần kinh, nó còn có ý nghĩa đối với các bệnh có liên quan đến việc truyền thần kinh bị lỗi, chẳng hạn như Bệnh Alzheimer.

Eiman Azim, tiến sĩ, Trợ lý giáo sư, Phòng thí nghiệm sinh học phân tử,

Viện nghiên cứu sinh học Salk, La Jolla, CA

Mạch máu cột sống kiểm soát chuyển động Forelimb khéo léo

Chuyển động khéo léo của cánh tay, bàn tay và ngón tay của chúng ta là nền tảng cho các tương tác hàng ngày của chúng ta với thế giới, nhưng khoa học mới chỉ bắt đầu hiểu được cách thức các mạch thần kinh cụ thể kiểm soát độ chính xác, tốc độ và độ trung thực của các hành vi vận động ấn tượng này. Phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Azim tại Viện Salk luôn đi đầu trong lĩnh vực này, triển khai một phương pháp tiếp cận đa ngành nhằm mục đích phân tích sự đa dạng phân tử, giải phẫu và chức năng của con đường một động cơ tại một thời điểm. Tận dụng những tiến bộ gần đây trong học máy, công nghệ thị giác máy tính và các công cụ di truyền phân tử, Azim Lab nhằm mục đích phát triển các cách tiếp cận thông lượng cao, không thiên vị, tiêu chuẩn hóa để kết nối nền tảng thần kinh của chuyển động, đặc biệt là chuyển động có mục đích và nắm bắt. Những phát hiện của ông có thể giúp làm rõ bệnh tật hoặc chấn thương phá vỡ sự thực hiện vận động bình thường như thế nào, mở đường cho chẩn đoán và điều trị được cải thiện.

Rudy Behnia, tiến sĩ, Trợ lý giáo sư khoa học thần kinh, Viện hành vi não bộ Zuckerman thuộc Đại học Columbia, New York, NY

Thần kinh phụ thuộc vào trạng thái của một mạch cho tầm nhìn chuyển động

Tiến sĩ Behnia nghiên cứu các quá trình năng động dành cho thị giác, khám phá cách hệ thống thị giác của não điều khiển các hành vi và giúp động vật và con người sống sót và phát triển trong những môi trường phức tạp có các kích thích giác quan. Sử dụng hệ thống mô hình ruồi giấm, phòng thí nghiệm của Behnia điều tra cách thức động vật nhận thức và điều chỉnh hành vi của chúng với môi trường thay đổi thông qua nhiều kỹ thuật bổ sung, bao gồm in vivo bản ghi kẹp kẹp tế bào đơn, hình ảnh hoạt động hai photon, mô hình quang học và hành vi. Một trọng tâm đặc biệt của công việc do McKnight tài trợ của Tiến sĩ Behnia sẽ là khám phá cách các trạng thái bên trong như sự chú ý làm thay đổi độ nhạy cảm của não đối với một số kích thích nhất định, nghiên cứu có thể làm sáng tỏ vai trò của các chất điều hòa thần kinh trong việc thay đổi chức năng của các mạch thần kinh. Nghiên cứu này cũng có thể tiết lộ các mục tiêu mới cho các chiến lược điều trị cho các rối loạn như trầm cảm và ADHD.

Felice Dunn, Tiến sĩ, Trợ lý giáo sư nhãn khoa, Đại học California, San Francisco

Sự thành lập và quy định của tầm nhìn hình que và hình nón

Nghiên cứu của Tiến sĩ Dunn tập trung vào việc tìm hiểu làm thế nào thông tin hình ảnh được phân tích và xử lý trong mạch võng mạc, kiến thức có thể mở ra con đường mới để khôi phục thị lực bị mất. Trong khi nhiều bệnh võng mạc dẫn đến mất thị lực hoặc mù bắt đầu bằng sự thoái hóa của các tế bào cảm quang, thì bệnh tiến triển như thế nào để ảnh hưởng đến các tế bào thần kinh sau synap vẫn chưa được biết rõ. Trong phòng thí nghiệm của mình, Dunn triển khai quá trình cắt bỏ gen chuyển gen được kiểm soát theo thời gian, ghi lại chức năng và hình ảnh của các tế bào đơn lẻ, và phương pháp chỉnh sửa gen để điều tra các tế bào và khớp thần kinh còn lại của võng mạc. Công việc của cô sẽ giúp khám phá làm thế nào các mạch còn lại thay đổi cấu trúc và chức năng của nó trong võng mạc thoái hóa, và có thể giúp tiết lộ các liệu pháp tiềm năng để ngăn chặn hoặc ngăn ngừa mất thị lực.

John Tuthill, Tiến sĩ, Trợ lý giáo sư, sinh lý học và sinh lý học, Đại học Washington, Seattle

Kiểm soát phản hồi độc quyền Kiểm soát đầu máy ở Drosophila

Tuyên truyền về ý thức tự vận động và vị trí của cơ thể là rất quan trọng, để kiểm soát chuyển động hiệu quả, nhưng ít ai biết được làm thế nào các mạch vận động của não tích hợp phản hồi này để hướng dẫn các chuyển động trong tương lai. Phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Tuthill đang làm việc để mở khóa bản chất của việc học vận động trong não bằng cách điều tra cách ruồi giấm học cách tránh chướng ngại vật và điều hướng môi trường không thể đoán trước, đánh giá vai trò của phản hồi cảm giác trong điều khiển động cơ bằng cách điều khiển hoạt động của chủ sở hữu. Một sự hiểu biết sâu sắc hơn về kiểm soát phản hồi của chủ sở hữu có khả năng biến đổi cách chúng ta hiểu và điều trị các rối loạn vận động.

Mingshan Xue, tiến sĩ, Trợ lý giáo sư, Đại học Y Baylor, Houston, TX

Chức năng và cơ chế của chất dẻo synap nội môi đặc hiệu đầu vào trong Vivo

Điều hướng các môi trường phức tạp và thay đổi trạng thái bên trong, bộ não khỏe mạnh duy trì sự cân bằng liên tục giữa kích thích và ức chế (thường được đặc trưng là tỷ lệ E / I) ổn định đáng kể. Làm thế nào để não duy trì sự cân bằng này? Phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Xue sẽ khám phá câu hỏi này, kết hợp các phương pháp tiếp cận phân tử, di truyền, điện sinh lý, quang sinh học, hình ảnh và giải phẫu để xác định xem liệu nhựa dẻo cân bằng điều hòa các khớp thần kinh theo cách cụ thể đầu vào trong vivo, do đó duy trì mức độ hoạt động của tế bào thần kinh và các đặc tính đáp ứng chức năng. Đạt được sự hiểu biết sâu sắc hơn về cách não bộ bình thường đối phó với những xáo trộn có thể mở đường cho các can thiệp để điều trị các bệnh thần kinh phá vỡ sự cân bằng tự nhiên của não.

Martha Bagnall, tiến sĩ, Trợ lý giáo sư khoa học thần kinh, Đại học Washington tại St. Louis Trường Y

Tính toán cảm giác và vận động cơ bản kiểm soát tư thế 

Tư thế rất quan trọng đối với chức năng bình thường, nhưng ít ai biết được cách não thành công truyền tín hiệu cảm giác về định hướng, chuyển động và trọng lực qua tủy sống để giữ cơ thể ngay lập tức. Phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Bagnall nghiên cứu cách động vật duy trì tư thế bằng cách tập trung trên hệ thống tiền đình của cá ngựa vằn, một sinh vật mô hình có tủy sống tương tự như động vật có vú. Trong giai đoạn đầu phát triển, các dây cột sống của cá ngựa vằn là trong suốt, cung cấp cho các nhà nghiên cứu cái nhìn có giá trị về các quần thể tế bào thần kinh khác nhau được kích hoạt trong các loại chuyển động khác nhau. Bằng cách tìm hiểu thêm về cách các con đường tiền cảm khác biệt này được tuyển dụng trong các hành vi tư thế, giáo sư cho phép động vật điều chỉnh các thay đổi trong cuộn và nghiên cứu của Bag Bagallall có thể tiết lộ những khám phá mới về các kết nối thần kinh phức tạp chi phối hành vi tương đương ở người. Công việc của cô cũng có thể thông báo sự phát triển của các thiết bị có thể giúp mọi người lấy lại thăng bằng và tư thế, và cải thiện cuộc sống của những người bị mất cân bằng do chấn thương hoặc bệnh tật.

Stephen Brohawn, Tiến sĩ, Trợ lý giáo sư khoa sinh học thần kinh, Viện khoa học thần kinh Helen Wills, Đại học California, Berkeley

Cơ chế của cảm giác lực sinh học

Tiến sĩ Brohawn nghiên cứu hệ thống điện của cuộc sống từ góc độ phân tử và sinh lý, với trọng tâm là tìm câu trả lời cho câu hỏi.Chúng ta cảm thấy thế nào?  Khả năng cảm nhận lực cơ học của hệ thần kinh là một trong những nền tảng của thính giác và sự cân bằng, nhưng khoa học chưa tiết lộ bộ máy protein chuyển đổi lực cơ học thành tín hiệu điện. Sử dụng một loạt các phương pháp tiếp cận từ tinh thể học tia X đến kính hiển vi điện tử cryo, phòng thí nghiệm của Brohawn thực hiện một phương pháp tiếp cận từ dưới lên trên câu hỏi, chụp các ảnh chụp độ phân giải nguyên tử của protein màng khi nghỉ và dưới lực. Hiểu được cách thức nghe và cân bằng hoạt động ở cấp độ phân tử chi tiết một ngày nào đó có thể là cơ sở cho các liệu pháp mới để cải thiện cuộc sống của những cá nhân bị mất chức năng thính giác hoặc tiền đình.

Mehrdad Jazayeri, Tiến sĩ, Trợ lý giáo sư, Viện Công nghệ Massachusetts / Viện nghiên cứu não McG McG

Cơ chế đồi thị của thời gian động cơ linh hoạt

Matthew Pecot, tiến sĩ, Trợ lý giáo sư, Trường Y Harvard

Xác định logic phiên mã bên dưới lắp ráp mạng lưới thần kinh trong hệ thống thị giác Drosophila 

Độ chính xác mà các nơ-ron hình thành các kết nối synap là cơ bản đối với hành vi của động vật, tuy nhiên làm thế nào các nơ-ron xác định các đối tác synap chính xác giữa sự phức tạp tế bào đáng kinh ngạc của hệ thần kinh là không rõ ràng. Để xác định các nguyên tắc phân tử làm cơ sở cho tính đặc hiệu của khớp thần kinh, phòng thí nghiệm Pecot nghiên cứu kết nối thần kinh trong hệ thống thị giác bay, bao gồm các loại tế bào thần kinh có thể tiếp cận được xác định rõ về mặt di truyền với các kiểu kết nối synap đã biết. Dựa trên nghiên cứu của họ, họ đề xuất rằng các đối tác synap chính xác biểu hiện một protein điều hòa tổng thể chung điều khiển sự biểu hiện của các phân tử hướng dẫn kết nối synap của chúng. Đảm bảo rằng các nơ-ron định mệnh hình thành các kết nối thể hiện cùng một bộ điều chỉnh chính có thể cung cấp một chiến lược đơn giản để thiết lập các kết nối thần kinh chính xác. Với các bằng chứng ngày càng tăng xác định các khiếm khuyết trong kết nối thần kinh là nguyên nhân của bệnh thần kinh, nghiên cứu của Tiến sĩ Pecot có thể truyền cảm hứng cho các chiến lược trị liệu tập trung vào việc nối lại các mạch thần kinh bị tổn thương ở những người bị ảnh hưởng.

Mark Andermann, tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư Y khoa, Trung tâm Y tế Beth Israel Deaconess, Trường Y Harvard

Một cách để điều chỉnh cơn đói của các phản ứng cue thực phẩm đã học ở vỏ não

Nghiên cứu của Tiến sĩ Andermann giải quyết các cách não bộ thông báo và hành động dựa trên các hình ảnh liên quan đến thực phẩm, đặc biệt là khi một cá nhân đói. Công việc của ông được thúc đẩy bởi nhu cầu xã hội cấp bách để phát triển các liệu pháp toàn diện cho bệnh béo phì. Con người chú ý đến những điều cơ thể họ nói với họ rằng họ cần. Quá chú ý đến tín hiệu thực phẩm, dẫn đến việc tìm kiếm nhiều thực phẩm hơn mức cần thiết, có thể tồn tại ở những cá nhân bị béo phì hoặc rối loạn ăn uống, ngay cả khi đã no. Phòng thí nghiệm của Andermann đã phát triển một phương pháp liên quan đến hình ảnh canxi hai photon thông qua kính tiềm vọng để nghiên cứu hàng trăm tế bào thần kinh trong não chuột và thấy rằng phản ứng của não đối với hình ảnh liên quan đến thức ăn khác nhau tùy thuộc vào việc chuột đói hay bị đói. Phòng thí nghiệm Andermann đang hợp tác với các chuyên gia phòng thí nghiệm của bác sĩ Brad Lowell trong mạch não kiểm soát cơn đói để nghiên cứu vỏ não để tìm cách ngăn chặn cảm giác thèm đồ ăn sai ở những người béo phì.

John Castyham, Tiến sĩ, Trợ lý giáo sư, Khoa Thống kê, Đại học Columbia

Cấu trúc tính toán của quần thể tế bào thần kinh trong vỏ não vận động

Nhiệm vụ nghiên cứu chính của Tiến sĩ Cickyham là thúc đẩy sự hiểu biết khoa học về cơ sở thần kinh của các hành vi phức tạp. Ví dụ, hiểu rõ hơn vai trò của bộ não trong việc tạo ra các chuyển động tự nguyện có khả năng giúp hàng triệu người bị suy giảm vận động do bệnh tật và chấn thương. Castyham là một phần của một lĩnh vực thống kê nhỏ nhưng đang phát triển áp dụng các kỹ thuật thống kê và học máy vào nghiên cứu khoa học thần kinh. Ông kết hợp các khía cạnh của toán học, thống kê và khoa học máy tính để rút ra những hiểu biết có ý nghĩa từ các bộ dữ liệu khổng lồ được tạo ra trong các thí nghiệm. Ông đặt mục tiêu thu hẹp khoảng cách giữa ghi dữ liệu và xuất chi khoa học, tìm cách tạo ra các công cụ phân tích mà ông và các nhà nghiên cứu khác có thể khai thác. Các phương pháp phân tích có khả năng xử lý các bộ dữ liệu khổng lồ được tạo ra là rất cần thiết cho lĩnh vực này, đặc biệt khi các nhà nghiên cứu ghi lại dữ liệu ngày càng phức tạp.

Roozbeh Kiani, MD, Tiến sĩ, Trợ lý giáo sư, Đại học New York, Trung tâm Khoa học thần kinh

Các quy trình quyết định phân cấp hoạt động theo thang thời gian riêng biệt tạo ra sự lựa chọn và thay đổi trong chiến lược

Tiến sĩ Kiani đang nghiên cứu làm thế nào hành vi thích ứng xảy ra trong việc ra quyết định. Các quyết định được hướng dẫn bởi thông tin có sẵn và các chiến lược liên kết thông tin với hành động. Sau một kết quả tồi tệ, hai nguồn tiềm năng của lỗi chiến lược lỗi và thông tin kém phải được phân biệt để cải thiện hiệu suất trong tương lai. Quá trình này phụ thuộc vào sự tương tác của một số khu vực vỏ não và vỏ não đại diện chung cho thông tin cảm giác, lấy lại ký ức liên quan, lập kế hoạch và thực hiện các hành động mong muốn. Nghiên cứu của Tiến sĩ Kiani tập trung vào các cơ chế nơ-ron thực hiện các quá trình này, đặc biệt là cách tích hợp các nguồn thông tin, cách lựa chọn và chuyển thông tin linh hoạt từ vùng não này sang vùng não khác và quá trình ra quyết định làm nảy sinh niềm tin chủ quan về kết quả dự đoán. Nghiên cứu của ông có thể có ý nghĩa lâu dài đối với nghiên cứu các rối loạn thần kinh làm gián đoạn quá trình ra quyết định như tâm thần phân liệt, rối loạn ám ảnh cưỡng chế và Alzheimer.

Người Abigail, tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư Sinh lý học và Sinh lý học, Đại học Colorado Denver

Cơ chế mạch điều chỉnh động cơ tiểu não

Chuyển động là trung tâm của tất cả các hành vi, nhưng các trung tâm điều khiển vận động của não hầu như không được hiểu rõ. Công việc của Tiến sĩ Person khám phá cách bộ não thực hiện các chuyển động chính xác. Phòng thí nghiệm của Person đặc biệt quan tâm đến một phần cổ của bộ não được gọi là tiểu não, hỏi làm thế nào các tín hiệu của nó điều chỉnh các lệnh vận động đang diễn ra. Tiểu não đặc biệt hấp dẫn để phân tích mạch vì các lớp và loại tế bào của nó được xác định rất rõ. Tuy nhiên, cấu trúc đầu ra của nó, được gọi là hạt nhân tiểu não, vi phạm quy tắc này và không đồng nhất hơn nhiều và do đó, khó hiểu hơn nhiều. Sử dụng một loạt các kỹ thuật sinh lý, quang học, giải phẫu và hành vi, nghiên cứu của cô nhằm mục đích tháo gỡ sự pha trộn các tín hiệu trong hạt nhân để giải thích cách nó góp phần điều khiển động cơ. Người dự đoán rằng nghiên cứu của cô có thể cung cấp cho bác sĩ lâm sàng cái nhìn sâu sắc về các chiến lược điều trị cho những người mắc bệnh tiểu não và có khả năng đóng góp cho lớp công nghệ sử dụng tín hiệu thần kinh để kiểm soát chân tay giả.

Susanne Ahmari, Đại học Pittsburgh 
Xác định các thay đổi mạch thần kinh theo các hành vi liên quan đến OCD

Marlene Cohen, Đại học Pittsburgh
Các thử nghiệm nguyên nhân và tương quan của giả thuyết rằng các cơ chế thần kinh dưới sự chú ý liên quan đến sự tương tác giữa các khu vực vỏ não 

Daniel Dombeck, Trường Đại học Northwestern
Động lực học chức năng, tổ chức và độ dẻo của gai gai di động 

Gaby Maimon, Đại học Rockefeller
Cơ sở thần kinh cho sự khởi đầu của hành động

Jessica Cardin, Đại học Yale
Các cơ chế của quy định Cortical phụ thuộc nhà nước

Robert Froemke, Trường Y NYU
Mạch thần kinh và độ dẻo để kiểm soát hành vi xã hội của động vật có vú

Ryan Hibbs, Trung tâm y tế Tây Nam UT
Cấu trúc và cơ chế của Receptor Acetylcholine Neuronal

Takaki Komiyama, UC San Diego 
Độ dẻo của động cơ Cortex trong học tập động cơ

Hillel Adesnik, Đại học California, Berkeley
Tối ưu hóa cơ sở thần kinh của nhận thức

Nhà thờ Mark, Đại học Columbia
Chất nền thần kinh của sự khởi đầu phong trào tự nguyện

Elissa Hallem, Trường đại học California, Los Angeles
Tổ chức chức năng của mạch cảm giác ở C.Elegans

Dayu Lin - Trung tâm y tế NYU Langone
Cơ chế mạch của điều chế xâm lấn trung gian bên

Nhà thờ Anne, Phòng thí nghiệm Cảng Xuân lạnh
Mạch thần kinh cho việc ra quyết định đa cấp

Patrick đã vẽ, Đại học Bang Pennsylvania
Hình ảnh khớp thần kinh trong động vật có hành vi

David Freedman, Đại học Chicago
Cơ chế thần kinh của phân loại thị giác và ra quyết định

Jonathan Gối, Đại học Texas tại Austin
Giải mã các đại diện Cortical ở cấp độ tăng đột biến, dòng điện và hành vi

Adam Carter, tiến sĩ, Đại học New York
Tính đặc hiệu của khớp thần kinh trong mạch tiền đình

Sandeep Robert Datta, MD, Tiến sĩ, Trường Y Học Harvard
Các cơ chế thần kinh làm cơ sở cho các hành vi cảm giác

Fan hâm mộ, tiến sĩ, Đại học Columbia
Cơ chế phân tử của chức năng Recabor Metabotropic GABA

Winrich Freiwald, tiến sĩ, Đại học Rockefeller
Từ nhận diện khuôn mặt đến nhận thức xã hội

Anatol C. Kreitzer, tiến sĩ, Viện J. David Gladstone
Chức năng và rối loạn chức năng của mạch cơ sở Gangal ở Vivo

Seok-Yong Lee, tiến sĩ, Trung tâm y tế Đại học Duke
Cấu trúc và dược lý của cảm biến điện áp kênh natri

Stavros Lomvardas, tiến sĩ, Đài học của California
Cơ chế phân tử của sự lựa chọn thụ thể khứu giác

Andreas S. Tolias, Tiến sĩ, Đại học Y Baylor
Các tổ chức chức năng của microcolumn vỏ não 

Diana Bautista, tiến sĩ, Đại học California, Berkeley
Cơ chế phân tử và tế bào của động vật có vú và đau

James Bisley, tiến sĩ, Trường đại học California, Los Angeles
Vai trò của Cortex Parietal sau này trong hướng dẫn chú ý và chuyển động mắt

Nathaniel Daw, tiến sĩ, Đại học New York
Ra quyết định trong các nhiệm vụ có cấu trúc, tuần tự: Kết hợp các phương pháp tính toán, hành vi và khoa học thần kinh

Tatyana Sharpee, tiến sĩ, Viện nghiên cứu sinh học Salk
Đại diện rời rạc của hình dạng thị giác trong não

Jeremy Dasen, tiến sĩ, Đại học Y New York
Các cơ chế của tính đặc hiệu synap trong tủy sống của động vật có xương sống

Wesley Grueber, tiến sĩ, Trung tâm Y tế Đại học Columbia
Dendritic Field Patterning bởi Cues hấp dẫn và phản cảm

Greg Horwitz, tiến sĩ, Đại học Washington
Đóng góp của tế bào để xử lý màu

Bence Olveczky, tiến sĩ, Đại học Harvard
Tổ chức chức năng của mạch thần kinh theo cảm biến học tập

Bijan Pesaran, tiến sĩ, Đại học New York
Quyết định nơi để tìm và nơi để đạt được 

Stephen A. Baccus, tiến sĩ, Trường Đại học Y Stanford
Mạch chức năng của mã hóa thần kinh ở võng mạc

Karl A. Deisseroth, MD, Tiến sĩ, Trường Đại học Y Stanford
Truy vấn quang nhanh đa kênh của mạch thần kinh sống

Gilbert Di Paolo, tiến sĩ, Trung tâm Y tế Đại học Columbia
Một cách tiếp cận mới lạ cho điều chế hóa học nhanh chóng do chuyển hóa PIP2 ở khớp thần kinh

Maurice A. Smith, MD, Tiến sĩ, Đại học Harvard
Một mô hình tính toán của các quá trình thích ứng tương tác để giải thích các thuộc tính của việc học động cơ ngắn hạn và dài hạn

Rachel Wilson, tiến sĩ, Trường Y Học Harvard
Cơ sở sinh lý và phân tử của truyền synap trung tâm ở Drosophila 

Thomas Clandinin, tiến sĩ, Trường Đại học Y Stanford
Làm thế nào các hình ảnh trực quan nổi bật bị bắt bởi những thay đổi trong hoạt động thần kinh?

James DiCarlo, MD, Tiến sĩ, Viện Công nghệ Massachusetts
Các cơ chế thần kinh làm cơ sở nhận biết đối tượng trong quá trình xem tự nhiên

Florian Engert, tiến sĩ, Đại học Harvard
Cơ sở thần kinh của hành vi cảm ứng trực quan ở cá ngựa vằn

Tirin Moore, tiến sĩ, Trường Đại học Y Stanford
Cơ chế chú ý trực giác và trí nhớ làm việc

Elke Stein, tiến sĩ, Đại học Yale
Chuyển đổi thu hút qua trung gian Netrin-1 thành lực đẩy thông qua xuyên âm nội bào 

Athanossios Siapas, Tiến sĩ, Viện Công nghệ California
Cortico-Hippocampal Tương tác và hình thành trí nhớ

Nirao Shah, MD, Tiến sĩ, Đại học California, San Francisco
Đại diện của các hành vi biến dạng tình dục trong não

Aravinthan Samuel, tiến sĩ, Đại học Harvard
Một phương pháp tiếp cận sinh lý học đối với khoa học thần kinh hành vi giun

Miriam Goodman, tiến sĩ, Đại học Stanford
Tìm hiểu về máy móc cảm biến lực của các tế bào thần kinh cảm ứng

Ricardo Dolmetsch, tiến sĩ, Đại học Stanford
Phân tích chức năng của Proteome kênh canxi

Loren Frank, tiến sĩ, Đại học California, San Francisco
Các tương quan thần kinh của việc học ở vùng đồi thị - Mạch hình

Rachelle Gaudet, tiến sĩ, Đại học Harvard
Nghiên cứu cấu trúc của kênh ion TRP cảm biến nhiệt độ

Kang Shen, MD, Tiến sĩ., Đại học Stanford
Hiểu mã phân tử về tính đặc hiệu của mục tiêu trong sự hình thành synapse

Michael Brainard, tiến sĩ Đại học California, San Francisco
Các cơ chế hành vi và thần kinh của tính dẻo ở chim trưởng thành

Joshua Gold, tiến sĩ Đại học Y Pennsylvania
Cơ sở thần kinh của các quyết định liên kết linh hoạt cảm giác và hành động

Jacqueline Gottlieb, tiến sĩ Đại học Columbia
Chất nền thần kinh của Tầm nhìn và Sự chú ý ở Khỉ hậu sinh Cortiet Parietal Cortex

Kristin Scott, tiến sĩ đại học California, Berkeley
Đại diện vị giác trong não Drosophila 

Aaron DiAntonio, MD, Tiến sĩ, Đại học Washington
Phân tích di truyền của sự tăng trưởng synap

Marla Feller, tiến sĩ, Đại học California, San Diego
Điều hòa cân bằng hoạt động tự phát trong võng mạc động vật có vú đang phát triển

Bharathi Jagadeesh, tiến sĩ, Đại học Washington
Độ dẻo của các tế bào thần kinh chọn lọc đối tượng và cảnh trong Cortex Inferotemporal Cortex

Philip Sabes, tiến sĩ, Đại học California, San Francisco
Các cơ chế thần kinh và các nguyên tắc tính toán của sự thích nghi Visuomotor trong việc tiếp cận

Daniel Feldman, tiến sĩ, Đại học California, San Diego
Cơ sở Synaptic cho Whisker Bản đồ Độ dẻo trong Rat Barrel Cortex

Kelsey Martin, MD, Tiến sĩ, Trường đại học California, Los Angeles
Giao tiếp giữa khớp thần kinh và hạt nhân trong suốt quá trình dẻo hóa kéo dài

Daniel Minor, Jr., Tiến sĩ, Đại học California, San Francisco
Các nghiên cứu độ phân giải cao về điều chỉnh kênh ion

Leslie Vosshall, tiến sĩ, Đại học Rockefeller
Sinh học phân tử của nhận biết mùi ở Drosophila

John Assad, tiến sĩ, Trường Y Học Harvard
Hiệu ứng bộ nhớ dài hạn và ngắn hạn đối với việc mã hóa chuyển động thị giác trong Parietal Cortex

Eduardo Chichilnisky, tiến sĩ, Viện nghiên cứu sinh học Salk
Nhận thức màu sắc và chuyển động: Tín hiệu đồng bộ theo các loại tế bào được xác định trong võng mạc linh trưởng

Frank Gertler, tiến sĩ, Viện Công nghệ Massachusetts
Vai trò của các protein điều hòa tế bào học trong sự phát triển và hướng dẫn của Axon

Richard Krauzlis, tiến sĩ, Viện nghiên cứu sinh học Salk
Phối hợp các chuyển động mắt tự nguyện của Superior Colliculus

Jian Yang, tiến sĩ, Đại học Columbia
Sự thẩm thấu và phân phối kênh kali được nghiên cứu với các đột biến xương sống mới 

Michael Ehlers, MD, Tiến sĩ, Trung tâm y tế Đại học Duke
Quy định phân tử của Receptors NMDA

Jennifer Raymond, tiến sĩ, Đại học Y khoa Stanford
Phân tích sinh lý học của Vivo về các đột biến ảnh hưởng đến việc học tập phụ thuộc vào tiểu não

Fred Rieke, tiến sĩ, Đại học Washington
Kiểm soát và tính chọn lọc của các tế bào hạch võng mạc

Alexander Schier, tiến sĩ, Đại học Y New York
Cơ chế của khuôn mặt

Michael Weliky, tiến sĩ, Đại học Rochester
Vai trò của hoạt động thần kinh tương quan trong sự phát triển của vỏ não

Paul Garrity, Tiến sĩ, Viện Công nghệ Massachusetts
Nhắm mục tiêu sợi trục trong hệ thống thị giác Drosophila

Jennifer Groh, tiến sĩ, Trường cao đẳng Dartmouth
Biến đổi tọa độ thần kinh

Phyllis Hanson, MD, Ph.D., Đại học Y Washington
Vai trò của người đi kèm phân tử trong chức năng Presynaptic

Wendy Suzuki, tiến sĩ, Đại học New York
Chức năng không gian của Macaque Parahippocampal Cortex

Ulrike I. Gaul, tiến sĩ, Đại học Rockefeller
Các khía cạnh tế bào và phân tử của hướng dẫn sợi trục trong một hệ thống đơn giản trong Vivo

Rượu Luo, tiến sĩ, Đại học Y khoa Stanford
Cơ chế phân tử của sự phát triển Dendrite: Các nghiên cứu về GTPase Rac và Cdc42

Mark Mayford, tiến sĩ, Đại học California, San Diego
Điều khiển di truyền kiểm soát độ dẻo, học tập và trí nhớ

Samuel L. Pfaff, tiến sĩ, Viện nghiên cứu sinh học Salk
Kiểm soát phân tử của Vertebrate Motor Neuron Axon Targeting

Paul W. Glimcher, tiến sĩ, Đại học New York
Cơ sở sinh học thần kinh của sự chú ý chọn lọc

Ali Hemmati-Brivanlou, Tiến sĩ, Đại học Rockefeller
Các khía cạnh phân tử của sự phát sinh thần kinh của động vật có xương sống

Donald C. Lo, tiến sĩ, Trung tâm y tế Đại học Duke
Neurotrophin Quy định độ dẻo synap

Tito A. Serafini, tiến sĩ, Đại học California, Berkeley
Phân lập và đặc tính của các phân tử nhắm mục tiêu hình nón tăng trưởng

Toshinori Hoshi, tiến sĩ, Đại học Iowa
Cơ chế gating của kênh kali phụ thuộc vào điện áp

Alex L. Kolodkin, tiến sĩ, Trường Y thuộc Đại học Johns Hopkins
Cơ chế phân tử của hướng dẫn hình nón tăng trưởng: Chức năng Semaphorin trong quá trình phát triển thần kinh

Michael L. Nonet, tiến sĩ, Đại học Y Washington
Phân tích di truyền phát triển khớp thần kinh cơ

Michael N. Shadlen, MD, Tiến sĩ, Đại học Washington
Tích hợp cảm giác và trí nhớ làm việc

Rita J. Balice-Gordon, Tiến sĩ, Đại học Pennsylvania
Hoạt động phụ thuộc và cơ chế độc lập theo sự hình thành và bảo trì synapse

Mark K. Bennett, tiến sĩ, Đại học California, Berkeley
Quy định của máy móc kết hợp và kết hợp Vesaptic bằng cách phosphoryl hóa protein

David S. Bredt, MD, Tiến sĩ, Đại học California, San Francisco
Chức năng sinh lý của Nitric Oxide trong việc phát triển và tái tạo tế bào thần kinh

Richard D. Mooney, tiến sĩ, Trung tâm y tế Đại học Duke
Cơ chế tế bào của việc học và ghi nhớ giọng hát của Avian

Ben Barres, MD, Tiến sĩ, Đại học Y khoa Stanford
Sự phát triển và chức năng của Glia

Allison J. Doupe, MD, Tiến sĩ, Đại học California, San Francisco
Một mạch thần kinh chuyên dùng cho việc học thanh nhạc ở loài chim biết hót

Ehud Y. Isacoff, tiến sĩ, Đại học California, Berkeley
Các nghiên cứu phân tử về Phosphoryl hóa kênh K + ở động vật có xương sống trung ương

John J. Ngãi, tiến sĩ, Đại học California, Berkeley
Phân tích địa hình của các tế bào thần kinh Olfactory cụ thể và mã hóa thông tin Olfactory

Ethan Bier, tiến sĩ, Đại học California, San Diego
Di truyền học phân tử của Neurogenesis

Linda D. Buck, tiến sĩ, Trường Y Học Harvard
Nhận dạng thần kinh và mã hóa thông tin trong hệ thống động vật có vú

Gian Garriga, tiến sĩ, Đại học California, Berkeley
Tương tác tế bào trong sự phát triển của các sợi trục C.elegans HSN

Nipam H. Patel, tiến sĩ, Viện Carnegie của Washington
Vai trò của cây ngỗng trong quá trình phát sinh thần kinh Drosophila

Daniel Y. Ts'o, tiến sĩ, Đại học Rockefeller
Hình ảnh quang học của các cơ chế thần kinh của hành vi thị giác

Hollis T. Cline, tiến sĩ, Đại học Y khoa Iowa
Điều hòa tăng trưởng thần kinh bằng chất dẫn truyền thần kinh và Kinase protein

Gilles J. Laurent, tiến sĩ, Viện Công nghệ California
Việc ngăn chặn các tế bào thần kinh cục bộ trong mạng lưới động cơ cảm giác côn trùng

Ernest G. Peralta, tiến sĩ, Đại học Harvard
Muscarinic Acetylcholine Con đường truyền tín hiệu trong các tế bào thần kinh

Thomas L. Schwarz, tiến sĩ, Đại học Y khoa Stanford
Di truyền học của VAMP và p65: Một phân tích phát hành máy phát ở Drosophila

John R. Carlson, tiến sĩ, Đại học Y Yale
Tổ chức phân tử của hệ thống Drosophila Olfactory

Michael E. Greenberg, tiến sĩ, Trường Y Học Harvard
Kích thích điện của biểu hiện gen trong tế bào thần kinh

David J. Julius, tiến sĩ, Đại học California, San Francisco
Di truyền phân tử của chức năng tiếp nhận Serotonin

John D. Sweatt, tiến sĩ, Đại học Y Baylor
Cơ chế phân tử cho LTP ở Vùng CA1 của chuột Hippocampus

Utpal Banerjee, tiến sĩ, Trường đại học California, Los Angeles
Thần kinh phát triển tế bào R7 ở Drosophila

Paul Forscher, tiến sĩ, Đại học Y Yale
Truyền tín hiệu tại giao diện tế bào màng tế bào thần kinh

Michael D. Mauk, tiến sĩ, Đại học Y Texas
Vai trò của Kinase Protein trong quá trình truyền synap và độ dẻo

Barbara E. Ranscht, tiến sĩ, Quỹ nghiên cứu ung thư La Jolla
Phân tích phân tử của Glycoprotein bề mặt tế bào Chick và vai trò của chúng đối với sự tăng trưởng của sợi thần kinh

Michael Bastiani, tiến sĩ, Đại học Utah
WNón nón tăng trưởng Hãy lựa chọn khi đối mặt với nghịch cảnh

Craig E. Jahr, tiến sĩ, Đại học Khoa học & Sức khỏe Oregon
Cơ chế phân tử của truyền synap kích thích

Christopher R. Kintner, tiến sĩ, Viện nghiên cứu sinh học Salk
Cơ sở phân tử của cảm ứng thần kinh trong phôi lưỡng cư

Lorna W. Vai trò, tiến sĩ, Đại học Bác sĩ và Bác sĩ phẫu thuật Columbia
Điều chế các Receptor Acetylcholine Neuronal

Aaron P. Fox, tiến sĩ, Đại học Chicago
Kênh Canxi Hippocampal: Thuộc tính sinh lý, dược lý và chức năng

F. Rob Jackson, tiến sĩ, Quỹ Worcester cho sinh học thực nghiệm
Cơ sở phân tử của cơ chế thời gian nội sinh

Dennis DM O'Leary, tiến sĩ, Đại học Y Washington
Các nghiên cứu về phát triển thần kinh tập trung vào sự khác biệt của khu vực

Patricia A. Walicke, MD, Tiến sĩ, Đại học California, San Diego
Hippocampal Neurons và yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi

Christine E. Holt, tiến sĩ, Đại học California, San Diego
Tìm kiếm sợi trục trong phôi động vật có xương sống

Stephen J. Peroutka, MD, Tiến sĩ, Đại học Y khoa Stanford
Tiểu thuyết tương tác giải lo âu với tiểu loại Receptor trung tâm Serotonin

Randall N. Pittman, tiến sĩ, Đại học Y Pennsylvania
Phân tích sinh hóa, miễn dịch và video về sự phát triển của Neurite

Sarah W. Bottjer, tiến sĩ, Đại học Nam California
Cơ chế phát triển thần kinh

S. Marc Breedlove, tiến sĩ, Đại học California, Berkeley
Ảnh hưởng của Andogen đến tính đặc hiệu của các kết nối thần kinh

Jane Dodd, tiến sĩ, Đại học Bác sĩ và Bác sĩ phẫu thuật Columbia
Các cơ chế tế bào của sự tải nạp cảm giác ở các tế bào thần kinh ngoại cảm

Paul E. Sawunn, Tiến sĩ, Viện nghiên cứu sinh học Salk
Độ dẻo phụ thuộc steroid trong biểu hiện Neuropeptide

Ronald L. Davis, Tiến sĩ, Đại học Y Baylor
Gen và bộ nhớ hệ thống AMP tuần hoàn ở Drosophila

Scott E. Fraser, tiến sĩ, Đại học California, Irvine
Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về cạnh tranh thần kinh và cạnh tranh thần kinh

Michael R. Lerner, MD, Tiến sĩ, Đại học Y Yale
Bộ nhớ và hoạt động

Jonathan D. Victor, MD, Tiến sĩ, Đại học Y Cornell
Một phân tích phản ứng gợi lên của xử lý hình ảnh trung tâm trong y tế và bệnh tật

Richard A. Andersen, tiến sĩ, Viện nghiên cứu sinh học Salk
Thuộc tính không gian thị giác của các tế bào thần kinh nhạy cảm với ánh sáng của Cortior Parietal Cortex ở khỉ

Clifford B. Saper, MD, Tiến sĩ, Đại học Y Washington
Tổ chức các hệ thống kích thích Cortical

Richard H. Scheller, tiến sĩ, Đại học Y khoa Stanford
Các nghiên cứu về chức năng, tổ chức và biểu hiện quy định của các gen Neuropeptide ở Aplysia

George R. Uhl, MD, Tiến sĩ, Bệnh viện đa khoa Massachusetts
Các hệ thống dẫn truyền thần kinh liên quan đến bộ nhớ: Tương quan lâm sàng và điều chỉnh biểu hiện gen cụ thể

Bradley E. Alger, tiến sĩ, Đại học Y Maryland
Trầm cảm ức chế có thể góp phần vào tiềm năng trong các nghiên cứu ở lát chuột Hippocampal

Ralph J. Greenspan, tiến sĩ, Trường Đại học Princeton
Nghiên cứu di truyền và miễn dịch học về các phân tử bề mặt tế bào và vai trò của chúng đối với sự phát triển thần kinh ở chuột

Thomas M. Jessell, tiến sĩ, Đại học Bác sĩ và Bác sĩ phẫu thuật Columbia
Vai trò của Neuropeptide trong việc truyền cảm giác và sự hấp thụ

Peter J. Whitehouse, MD, Tiến sĩ, Trường Y thuộc Đại học Johns Hopkins
Cơ sở giải phẫu / bệnh lý của sự thiếu hụt trí nhớ trong chứng mất trí nhớ

David G. Amaral, tiến sĩ, Viện nghiên cứu sinh học Salk
Các nghiên cứu về sự phát triển và kết nối của vùng đồi thị

Robert J. Bloch, tiến sĩ, Đại học Y Maryland
Macromolecules tham gia vào sự hình thành synapse

Stanley M. Goldin, tiến sĩ, Trường Y Học Harvard
Tái thiết, thanh lọc và nội địa hóa miễn dịch các protein vận chuyển ion thần kinh của não động vật có vú

Lee L. Rubin, tiến sĩ, Đại học Rockefeller
Cơ chế điều hòa trong sự hình thành khớp thần kinh cơ

Theodore W. Berger, tiến sĩ, Đại học Pittsburgh
Cấu trúc não liên quan đến chứng mất trí nhớ ở người: Nghiên cứu về hệ thống vỏ não vùng đồi thị

Thomas H. Brown, tiến sĩ, Viện nghiên cứu thành phố hy vọng
Phân tích định lượng về tiềm năng synap trong các tế bào thần kinh Hippocampal

Steven J. Burden, tiến sĩ, Trường Y Học Harvard
Lamina cơ bản của Synaptic trong việc phát triển và tái tạo các khớp thần kinh cơ

William A. Harris, tiến sĩ, Đại học California, San Diego
Hướng dẫn sợi trục và hoạt động thúc đẩy trong phát triển

Robert P. Elde, tiến sĩ, Đại học Y khoa Minnesota
Các nghiên cứu hóa học miễn dịch về các con đường Peptidergic Limbic, tiền đình và Hypothalmic

Yuh-Nung Jan, Tiến sĩ, Trường Y Học Harvard
Các nghiên cứu về tiềm năng chậm sử dụng Ganglia tự động làm hệ thống mô hình

Eve Marder, tiến sĩ, Đại học Brandeis
Cơ chế dẫn truyền thần kinh của các tế bào ghép điện trong một hệ thống đơn giản

Louis F. Reichardt, tiến sĩ, Đại học California, San Francisco
Điều tra di truyền chức năng thần kinh trong văn hóa

Linda M. Hall, tiến sĩ, Viện Công nghệ Massachusetts
Vai trò của các khớp thần kinh Cholinergic trong học tập và trí nhớ

Charles A. Marotta, MD, Tiến sĩ, Trường Y Học Harvard
Kiểm soát tổng hợp tubulin não trong quá trình phát triển

Urs S. Rutishauser, tiến sĩ, Đại học Rockefeller
Vai trò của sự kết dính tế bào trong sự phát triển của các tế bào thần kinh