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Salk科学家获得NIH资助以绘制大脑运动图

由Martyn Goulding教授领导的Salk科学家团队已在五年内获得美国国立卫生研究院(NIH)的拨款1,430万美元,以创建高分辨率的地图集,说明小鼠大脑如何生成和控制熟练的前肢运动,例如伸手和前肢运动。抓。赠款产生的知识不仅可以更好地理解大脑如何控制运动,还可以更好地理解神经系统疾病和损害手臂,手腕和手部功能的脊髓损伤如何影响运动。

我们感谢美国国立卫生研究院为这个令人兴奋的项目提供资金,这将导致人们对大脑如何指导动作产生新的见解,而这是我们仍然鲜为人知的科学概念。这个项目将使我们能够回答其中一些复杂的问题,并可能导致针对神经损伤影响运动的患者开发新的疗法。”

国家神经疾病与中风研究所的项目主任卡伦·戴维说:“我们对这项团队研究计划感到非常兴奋,因为它专注于对颈脊髓的机械理解。”“具体来说,该程序将解决前肢运动的电路基础,例如在我们的日常生活中达到和掌握关键功能。”

影响脊髓功能的伤害和疾病会影响日常生活。然而,为了开发新的治疗方法,科学家必须了解脊髓如何运作的基本生物学原理。为了解决这些问题,古尔丁将领导脊髓电路小组,其中包括萨尔克(Salk)的塞缪尔·普法夫(Samuel Pfaff)教授,塔蒂娜娜·夏普(Tatyana Sharpee)教授,阿克塞尔·尼默尔詹(Axel Nimmerjahn)副教授和艾曼·阿齐姆(Eiman Azim)助理教授,以及本古里安大学的戴维·古洛姆(David Golomb)教授。以色列内盖夫的研究人员,研究控制手臂运动的基础生物学。

颈部内有一个称为颈椎的脊髓区域。颈椎内的大脑回路控制着熟练的手臂,腕部和手部动作,例如掷飞镖或弹吉他。关于这些电路的组成和结构知之甚少。在这项资助的支持下,该团队将创建一个高分辨率数据库,其中包含有关神经元如何相互交流以及每个神经元如何促进熟练运动的信息。该数据库还将包含有关神经元分子和电生理特性的信息,这将使您更好地了解每个细胞的组成。最后,研究人员将为每个神经回路开发可测试的预测模型,以探索发生移动肢体的相互作用网络。

“表征这些神经回路的功能和组织方式是一项具有挑战性的项目,对于理解大脑的工作方式至关重要。识别组成这些回路的神经元及其相互作用方式将为未来的脊髓研究奠定基础。我们认为,该奖项表彰了Salk研究所在脊髓研究中所发挥的领导作用,我们对该项目将带给我们特别兴奋。”分子神经生物学实验室成员,Frederick W.和Joanna J. Mitchell的持有人古尔丁说。椅子。

教授Martyn Goulding以及Frederick W.和Joanna J. Mitchell主席均已开发并使用了先进的遗传学方法来绘制脊髓电路图,并确定专用神经元对运动和精细运动控制的贡献。他还研究了如何使用诸如触摸之类的感觉方式来控制运动。

塞缪尔·普法夫(Samuel Pfaff)是霍华德·休斯医学研究所研究员,本杰明·刘易斯(Benjamin H.Lewis)主席的持有人。Pfaff实验室是运动神经元研究的领导者。该实验室因鉴定允许运动神经元发育并生长到肌肉的轴突的遗传途径而得到广泛认可。他的团队最近的工作已利用其对运动神经元遗传学的独特知识来开发新颖的标记工具,有助于揭示运动电路和疾病过程的更多信息。

教授Tatyana Sharpee致力于了解神经系统的控制原理。具体来说,她正在发现动物如何感知和适应其环境以及做出预测和决策。为此,她运用数学策略(例如统计和概率模型以及动力系统理论)来理解信号如何在大脑数十亿个神经元之间传播。

副教授Axel Nimmerjahn率先开发了新的显微镜技术,以可视化细胞的功能动力学及其在健康和患病的中枢神经系统中的相互作用。此外,他还创建了用于特定于细胞类型的染色和遗传操作以及用于分析大规模成像数据的新工具。

助理教授兼威廉·斯坎德林(William Scandling)开发主席埃曼·阿齐姆(Eiman Azim)使用多学科方法来确定神经回路如何控制熟练的动作。他利用了遗传和病毒工具,解剖学分析,电生理记录,影像学和详细的运动行为测试。他的工作旨在发现大脑和脊髓如何提高速度,准确性和敏捷性,并为更好地治疗和恢复受伤和疾病后的运动功能奠定基础。这项研究得到了NIH BRAIN Initiative(1U19NS112959-01)的支持。

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