Ruka kwenye maudhui

Tuzo

2019-2021

Denise Cai, Ph.D., Profesa Msaidizi, Idara ya Neuroscience, Chuo Kikuu cha Madawa cha Icahn katika Mlima Sinai

Mfumo wa Mzunguko wa Kuunganisha Kumbukumbu

Dk Cai anajifunza njia ambazo kumbukumbu na kujifunza zimeandikwa katika ubongo, na kutazama hasa jinsi mienendo ya muda inathiri mchakato huu. Uchunguzi wake unaangalia jinsi mlolongo na muda wa uzoefu unavyoathiri kumbukumbu za njia zinahifadhiwa, zilizounganishwa, na kukumbukwa.

Uchunguzi wake una maana muhimu kwa Matatizo ya Post-Traumatic Stress Disorder (PTSD), hali mbaya ambayo huathiri wengi kama Wamarekani milioni 13, na kuenea kwa ugonjwa kati ya veterans-karibu asilimia 20. Watu wanaosumbuliwa na PTSD hupata kumbukumbu za kutisha, ambazo zinaathiri sana tabia zao na ubora wa maisha. Kulingana na utafiti wake, Dk. Cai ametambua kwamba uzoefu usiofaa au huzuni unaweza kupanua dirisha la muda ambalo kumbukumbu zinaweza kuunganishwa. Katika ubongo wa mtu ambaye hupata shida, hiyo hofu inaweza kuhamishwa kwenye kumbukumbu zisizokubaliana ambazo zimepita masaa, au hata siku, kabla ya tukio hilo la kutisha.

Ili kuchunguza nadharia hii, Dk. Cai na washiriki wake wameunda Miniscope ya wireless ya pekee ili kuifanya shughuli za neural katika panya. Miniscope inaunganishwa na kichwa cha panya wanaozunguka kwa uhuru katika mabwawa yao wakati shughuli za neural zimeandikwa kwa wakati halisi. Dk Cai anaweza kuchunguza na kurekodi ni neurons ambazo zinaanzishwa wakati kumbukumbu zinakumbuka na kupima ikiwa kuzuia neurons maalum huathiri kuunganisha kumbukumbu. Teknolojia ya Miniscope inaruhusu Dk. Cai kukamata na kuchambua shughuli za ubongo juu ya uzoefu wengi wakati wote, ambayo ni muhimu kwa kuelewa wote wa kawaida na yasiyo ya kazi kumbukumbu-kuunganisha. Dk Cai anatarajia kuwa utafiti wake utaimarisha ufahamu wetu wa matatizo kama vile PTSD na kusababisha maendeleo ya matibabu mapya kwa ugonjwa huo.

Xin Jin, Ph.D., Profesa Mshirika, Maabara ya Matibabu ya Neurobiolojia, Taasisi ya Salk ya Mafunzo ya Biolojia

Kusambaza Patch Striatal na Makanisa Matrix ya Action Learning

Kujifunza kwa vitendo ngumu, vigezo ni muhimu kwa shughuli nyingi za kibinadamu - kila kitu kutoka kwa baiskeli kwenda kwenye nenosiri la barua pepe. Dk Jin na timu yake huko Salk ni kuchunguza jinsi ubongo hujifunza, kuhifadhi na kukumbuka "kumbukumbu za magari" hizi. Zaidi ya hayo, timu itajifunza jinsi ujuzi uliopatikana kutoka "kumbukumbu za magari" hutafsiriwa katika shughuli za kimwili, kwa mfano, kupata misuli kwa moja kwa moja kufanya mlolongo kamili wa vitendo sahihi (kuongeza mkono / vidole vidole / kupanua kijiko / bend wrist) wakati ubongo ni kutoa tu mwelekeo wa ufahamu kwa hatua pana (risasi mpira wa kikapu.)

Utafiti wa Dk. Jin inalenga katika kundi la basal, sehemu ya ubongo kuhusiana na kujifunza, motisha na maamuzi. Hasa, Dk. Jin anataka kuelewa jukumu na shughuli za kiraka cha kuzalisha na vyumba vya matriyo ya ganglia ya basal na njia ambazo shughuli za neural hutokea wakati wa kujifunza na kutekeleza tabia mbaya.

Ili kufanya utafiti huu, Dk. Jin anafanya kazi na panya ambao watajifunza mlolongo rahisi wa lever inasukuma kupata thawabu ya chakula. Mpangilio wa mlolongo huwapa Dk Jin ufahamu juu ya jinsi mlolongo wa hatua ulivyoanzishwa na jinsi ubongo huelekeza mabadiliko katika hatua na kisha huacha mlolongo. Mbinu za macho za juu zitatumika kuchunguza na kuendesha shughuli za neural katika vyumba vya kiraka na matriko ili kuamua jinsi hizi vyumba tofauti na njia zinazoathiri kujifunza na kutekeleza tabia za usawa. Dk Jin na mradi wa timu yake inaweza uwezekano wa kusababisha tiba au tiba kwa ugonjwa wa neva, ikiwa ni pamoja na ugonjwa wa Parkinson, ugonjwa wa Huntington na Ugonjwa wa Obsessive-Compulsive Disorder.

Ilya Monosov, Ph.D., Profesa Msaidizi wa Neuroscience, Shule ya Chuo Kikuu cha Washington ya Chuo Kikuu cha Washington

Njia za Neuronal za Kutafuta Chini ya Kutokuwa na uhakika

Watu na wanyama wengine mara nyingi huhamasishwa sana kujua nini maisha yao ya baadaye yamehifadhiwa. Hata hivyo, ingawa mengi yanajulikana kuhusu jinsi malipo yanavyohamasisha tabia, kidogo sana hujulikana kuhusu njia za neuronal za kutafuta habari - jinsi motisha yetu ya kupunguza uhakika wetu kuhusu siku zijazo inavyodhibitiwa, ni nini taratibu za ubongo zinazohusika, na jinsi inavyoathiri tabia.

Kuondoa au kupunguza kutokuwa na uhakika kuhusu siku zijazo ni sehemu muhimu ya kufanya maamuzi. Kwa kukusanya na kutathmini data, watu na wanyama wanaweza kufanya uchaguzi ambao utaweza kusababisha matokeo mazuri zaidi au kupunguza matokeo mabaya. Matokeo yake, habari ambayo husaidia kupunguza kutokuwa na uhakika ina thamani na yenyewe.

Kazi ya Monosov itachunguza njia za neuronal za uamuzi wakati unakabiliwa na kutokuwa na uhakika, na hasa, jinsi ubongo unatarajia kupata taarifa na kudhibiti uendeshaji wetu ili kupunguza kutokuwa na uhakika kwa kuwapa thamani ya habari. Mradi huo pia umeundwa kutoa mwanga juu ya mambo gani (kama vile asili ya matokeo au kiwango cha kutokuwa na uhakika) huathiri thamani iliyotolewa kwa habari kuhusu siku zijazo, na michakato ya neural inayohusika katika kuchukua hatua ili kupata ujuzi huu. Kazi hii inaweza kuwa na manufaa katika kutibu hali mbalimbali ambazo zinahusishwa na kufanya maamuzi ya maladaptive, kama vile kulevya ya kamari (ambapo masomo huchukua hatari nyingi katika usoni wa ushahidi) au wasiwasi mkubwa (ambapo masomo hayachukua hata hatari ndogo zaidi ).

Vikaas Sohal, MD, Ph.D., Profesa Mshirika, Idara ya Psychiatry na Taasisi ya Weill ya Neurosciences, Chuo Kikuu cha California, San Francisco

Kutumia mbinu mpya za kujifurahisha kwa voltage Jinsi Vipokezi vya Prefrontal Dopamine vinavyochangia kwa Uchezaji wa Gamma na Tabia Flexible

Dk. Sohal inafanya utafiti juu ya sababu za kimsingi za schizophrenia. Ingawa watu mara nyingi wanahusisha schizophrenia na dalili zake zinazoonekana zaidi, kama vile paranoia au hallucinations, kwa kweli ni kasoro ya utambuzi ambayo huathiri ubora wa maisha ya wagonjwa wengi. Mfano mmoja wa uwezo wa utambuzi ambao hauwezi kuharibika katika schizophrenia ni kujifunza sheria mpya wakati sheria zimebadilika. Watu wenye schizophrenia huonyesha uvumilivu - kuendelea kufuata utawala wa zamani hata wakati sheria zimebadilika.

Utafiti wa Dk. Sohal unazingatia interneurons (ambayo hupeleka ishara kati ya neurons nyingine) na oscillations (gamth rhythmic katika ubongo ambazo hufikiriwa kutokea kutokana na ushirikiano kati ya neurons za msamaha na za kuzuia). Utafiti umeonyesha kuwa watu wenye ugonjwa wa schizophrenia wana viwango vya chini vya viungo vya PV pamoja na viwango vya chini vya oscillations fulani ya kuhusishwa na shughuli za utambuzi.

Dk. Sohal atachunguza shughuli za neural wakati panya, zilizofundishwa katika tabia kufuatia sheria fulani, ghafla zinapaswa kufanana na sheria mpya. Viungo vya PV vinaweza kusisimua na dopamini iliyotolewa wakati somo linakabiliwa na matokeo yasiyotarajiwa. Kutumia panya ambazo zimefutwa kwa dopamine receptors kwenye viungo vya PV, Dk. Sohal ataona jinsi shughuli zao za neural zinatofautiana na panya za kawaida wakati wanakabiliwa na mabadiliko ya utawala. Seti ya pili ya majaribio itaangalia osmaa ya gamma na jinsi maingiliano yao yameathiriwa na kuwepo au kutokuwepo kwa receptors fulani za dopamini juu ya aina maalum za neurons ndani ya ubongo. Kwa kuelewa vizuri jinsi utaratibu wa ubongo utawala mabadiliko, ni matumaini kwamba siku moja matibabu yanayopangwa yanaweza kuendelezwa ili kuboresha kazi hiyo kwa watu wenye schizophrenia.

2018-2020

Elizabeth Buffalo, Ph.D., Profesa, Idara ya Physiolojia & Biophysics, Chuo Kikuu cha Washington cha Chuo Kikuu cha Matibabu; na Mkuu, Idara ya Neuroscience, Washington National Primate Research Center

Nguvu za Neural za Kumbukumbu na Utambuzi katika Mafunzo ya Hippocampal ya Kiburi

Dk Buffalo na timu yake kuchunguza taratibu zinazoongoza kumbukumbu na utambuzi kwa kujifunza jinsi mabadiliko katika shughuli za neuronal za watoto wasio wanadamu yanahusiana na uwezo wao wa kujifunza na kukumbuka. Katika mradi huu, watafiti wa Lab ya Buffalo wamewafundisha nyanya za macaque kutumia burudani wakati wanapitia njia ya asili ya mchezo wa immersive, wakati shughuli za ubongo zimehifadhiwa na kuchambuliwa. Lengo ni kupata ufahamu zaidi kuhusu jinsi sesembles ya neurons katika malezi primate hippocampal malezi kumbukumbu malezi, na kama nadharia ya mtandao shirika kukuzwa katika panya ni husika kwa primate. Matokeo yake yanaweza kuelezea kwa nini uharibifu wa miundo hii inaweza kuharibu uwezo wa ubongo wa kuhifadhi na kupata habari, na kusababisha njia ya kuelekea matibabu mpya kwa watu binafsi waliohimiliwa na kifo cha kifafa ya kifafa, Unyogovu, Schizophrenia, na ugonjwa wa Alzheimer.

Mauricio R. Delgado, Ph.D., Profesa Mshirika, Idara ya Saikolojia, Chuo Kikuu cha Rutgers

Udhibiti wa Kumbukumbu mbaya za Autobiographical kupitia Mikakati ya Kushughulikia Kisia Bora

Maabara ya Delgado ya Neuroscience ya Kijamii na Mafanikio yanaangalia mwingiliano wa hisia na utambuzi katika ubongo wa binadamu wakati wa mchakato wa kujifunza na uamuzi. Kutafakari utafiti uliopita wa Dk. Delgado akifunua kuwa kukumbuka kwa kumbukumbu nzuri kunaweza kuandaa mifumo ya malipo ya neural na kupunguza majibu ya kortisol, yeye na timu yake sasa wataangalia ikiwa kutazama hali nzuri ya kumbukumbu isiyoweza kuweza kubadilisha jinsi kumbukumbu hiyo inakumbuka, na hata kubadilisha hisia induces wakati ujao kwamba kumbukumbu inapatikana. Kwa kufanya hivyo, watafiti watawauliza washiriki wa kujifunza kukumbukwa kumbukumbu hasi kwa muda, kwa kutumia uchambuzi na tabia ya FMRI ili kuonyesha utaratibu wa neural unaohusika katika udhibiti wa kumbukumbu zisizo za kibibii. Matokeo hayo yanaweza kusababisha zana mpya na mikakati ya matibabu ya kuboresha ubora wa maisha kwa watu wenye afya ya akili na matatizo ya kihisia.

Bruce E. Herring, Ph.D., Profesa Msaidizi, Sehemu ya Neurobiolojia, Idara ya Sayansi ya Biolojia, Chuo cha Dornsife cha Barua, Sanaa na Sayansi, Chuo Kikuu cha Kusini mwa California

Kuelewa uharibifu wa Synaptic katika Ugonjwa wa Magonjwa ya Autism

Dk Herring na timu yake hivi karibuni walijitokeza juu ya uwezekano wa "moto doa" kwa ajili ya maendeleo ya ugonjwa wa Magonjwa ya Autism, kugundua mabadiliko tofauti nane ya uhamiaji yaliyojumuisha kwenye jeni la TRIO inayohusika na protini inayoongoza nguvu au udhaifu wa uhusiano kati ya ubongo seli. Sasa, wachunguzi wa Herring Lab watapeleka panya za uhandisi kama mfano wa wanyama kwa ajili ya kuamua kama kazi ya TRIO wakati wa kipindi cha mapema muhimu katika maendeleo ya ubongo imara uhusiano kati ya seli za ubongo zinazochangia maendeleo ya ASD. Kwa kujifunza zaidi kuhusu uhakika huu wa kuaminika kwa jeni za ASD, utafiti wa Dkt. Herring inaweza kusaidia maendeleo ya nadharia mpya kuhusu mifumo ya Masi ya msingi ya Autism, na kutoa mwanga mpya juu ya jinsi ugonjwa wa maambukizi ya synaptic huchangia kwenye ugonjwa wa utambuzi.

Steve Ramirez, Ph.D., Profesa Msaidizi, Idara ya Sayansi ya Kisaikolojia na Ubongo, Chuo Kikuu cha Boston, Kituo cha Sayansi ya Uhusiano na Uhandisi

Hifadhi ya Mipangilio ya Machapisho na Mbaya Ili Kuzuia Majibu ya Hofu ya Uharibifu

Dk. Ramirez inazingatia kuelezea mifumo ya mzunguko wa neural ya kuhifadhi kumbukumbu na upatikanaji wa kumbukumbu, na kutafuta njia za kumbukumbu za kupambana na kupambana na kupambana na mataifa yasiyokuwa na ugonjwa unaoonekana katika magonjwa ya utambuzi kama Post Stress Disorder. Watafiti walio na Ramirez Group hivi karibuni wamejenga mfumo wa kugundua maumbile ambao seli zinazofanya kazi hasa wakati wa maambukizi ya chanya au hasi ni maridadi yenye madhara nyeti, teknolojia mpya ambayo inatoa watafiti kudhibiti macho juu ya kumbukumbu zinazozalisha seli katika panya. Kutumia mbinu hii ya riwaya, Ramirez na timu yake sasa watafafanua iwapo kutengenezea kwa ufuatiliaji au kuimarisha kumbukumbu nzuri kunaweza kupunguza majibu ya hofu yanayohusiana na kumbukumbu mbaya, utafiti ambao unaweza kuweka msingi kwa njia za matibabu ya baadaye na malengo ya madawa ya kulevya kwa wanadamu walioathirika na PTSD na mengine ya akili matatizo.

2017-2019

Donna J. Calu, Ph.D., Profesa Msaidizi katika Idara ya Anatomy na Neurobiology, Chuo Kikuu cha Maryland, Shule ya Dawa

Tofauti za Binafsi katika Kuzingatia Maonyesho katika Makutano ya Amygdala

Utafiti wa Dk. Calu unaongozwa na tamaa yake ya kuelewa uwezekano wa kutokuwepo kwa madawa ya kulevya, ambayo inaonekana katika kulazimishwa kwa walezi kwa kutafuta na kutumia madawa ya kulevya hata katika uso wa matokeo mabaya ya matumizi mabaya ya madawa ya kulevya. Kwa ujumla, wanadamu hubadili tabia zao wakati maadili ya matokeo ghafla yanapata bora zaidi au mbaya zaidi kuliko inavyotarajiwa, lakini uwezo wa kurekebisha tabia wakati hali zinazidi kuwa mbaya zaidi huathiriwa na watu wasio na adhabu. Ili kuelewa vizuri zaidi madawa ya kulevya yanayotokana na hatari ya kulevya ni muhimu kuelewa jinsi watu wanavyo tofauti kabla ya kufidhiliwa kwa madawa ya kulevya. Maabara ya Dk Calu hutumia mifano ya wanyama ili kujifunza njia za ubongo zinazozingatia kufuatilia ishara na kufuatilia lengo la mtu binafsi katika panya. Watazamaji wa saini huonyesha gari inayohamasisha imesababishwa na cues zinazohusiana na chakula na madawa ya kulevya, wakati wafuatiliaji wa lengo hutumia cues kuongoza kukabiliana na mabadiliko kulingana na thamani ya sasa ya matokeo. Dk. Calu anaandika shughuli halisi ya wakati wa kila mmoja wa amygdala neurons kuchunguza jinsi ya moto wakati wasikilizaji wa saini na lengo wanafanya kazi zinazovunja matarajio yao kwa malipo. Pia huchagua neurons kuchunguza jukumu la njia za amygdala katika kuongoza tahadhari kuelekea cues katika uso wa matokeo mabaya. Dr Calu atachunguza matokeo ya timu yake kama yanahusiana na kuelewa hatari ya mtu binafsi na kuzuia madawa ya kulevya.

Fred H. Gage, Ph.D., Profesa, Taasisi ya Salk ya Mafunzo ya Biolojia, na Mathayo Shtrahman, MD, Ph.D., Profesa Msaidizi, Chuo Kikuu cha California, San Diego

Kutumia Deep In Vivo mbili-Photon Ca2 + Imaging ya Kujifunza Separation Pattern Temporal

Madaktari. Gage na Shtrahman wanaangalia jinsi hippocampus inavyofafanua uzoefu kama huo ili kuunda kumbukumbu zenye kumbukumbu, mchakato unaoitwa kutengwa kwa mfano. Hasa, wao ni kuchunguza jinsi hippocampus inachukua maelezo ya nguvu ya hisia ambayo inatofautiana na muda wakati wa malezi ya kumbukumbu. Wao watazingatia masomo yao juu ya gyrus ya meno, kanda ndani ya hippocampus ilidhani kuwa muhimu kwa kujitenga kwa mfano na moja ya mikoa miwili tu ndani ya ubongo wa mamalia ambayo huzalisha neurons mpya katika maisha. Gage na Shtrahman watatumia picha ya calcium ya photon mbili ili kuchunguza shughuli za neurons zinazozaliwa katika eneo hili la ubongo ili kuelewa vizuri kazi hii muhimu ya ubongo. Kuelewa utaratibu huu utatoa ufahamu muhimu kwa nini uwezo wetu wa kujifunza na kukumbuka kushuka kwa umri na jinsi magonjwa ya hippocampal husababisha kuharibika kwa kumbukumbu kubwa katika matatizo kama ugonjwa wa Alzheimer na schizophrenia.

Gabriel Kreiman, Ph.D., Profesa wa Ophthalmology na Neurology, Hospitali ya Watoto Boston, Shule ya Matibabu ya Harvard

Mfumo wa Maadili, wa Kimwili na wa Computational Msingi Mafunzo ya Kumbukumbu ya Kumbukumbu katika Ubongo wa Binadamu

Kwa kuonyesha video za filamu kwa watu binafsi na kuamua wanachoweza kukumbuka kutoka kwa kuangalia, Dr Kreiman na timu yake wanajaribu kuelewa jinsi kumbukumbu za episodic zinafanywa. Kumbukumbu za kisaikolojia "hufanya kitambaa muhimu cha maisha yetu," anasema, inahusisha kila kitu kinachotokea kwa mtu binafsi na hatimaye kutengeneza msingi wa nani sisi. Kwa kuwa malezi ya kumbukumbu ya kumbukumbu ni ngumu sana kufuatiliwa katika maisha halisi, Kreiman hutumia filamu kama wakala, kwani watu huendeleza vyama vya kihisia na wahusika kama wanavyotenda katika ulimwengu wa kweli. Kreiman na timu yake ni kwa kiasi kikubwa kujifunza tabia za kuchuja tabia zinazoongoza kukumbuka dhidi ya kusahau na kujenga mfano wa mahesabu ya kutabiri nini maudhui ya filamu na ambayo haitakumbukwa kwa masomo. Kreiman inashirikiana na Dk Itzhak Fried katika UCLA, ambaye kazi yake na wagonjwa wa kifafa hutoa fursa ya kujifunza shughuli za spuring za neuronal katika hippocampus wakati wa maandishi ya kumbukumbu ya episodic. Kazi yao ni muhimu kutokana na kwamba matatizo ya utambuzi yanayoathiri malezi ya kumbukumbu yana madhara mabaya ambayo hadi sasa haiwezi kutibiwa na madawa ya kulevya, matibabu ya tabia, au mbinu nyingine.

Boris Zemelman, Ph.D., Profesa Msaidizi wa Neuroscience, na Daniel Johnston, Ph.D., Profesa wa Neuroscience na Mkurugenzi wa Kituo cha Kujifunza na Kumbukumbu, Chuo Kikuu cha Texas huko Austin

Dysfunction ya Prefrontal katika Matumbo ya Fragile X

Kituo cha Austin kwa Watafiti wa Kujifunza na Kumbukumbu Daniel Johnston na Boris Zemelman wamejiunga na kujifunza jukumu la chombo cha prefrontal (PFC) katika Fragile X Syndrome (FXS). Matokeo ya FXS kutokana na mabadiliko ya gene inayoitwa fmr1 na kupoteza protini inayoitwa FMRP, kuharibu kazi ya neuronal. FXS ni aina ya kawaida ya urithi wa kiakili na sababu ya kawaida ya monogenic ya autism. Kutumia mfano wa panya ambapo fmr1 jeni limefutwa, lababara la Johnston limekuwa limejifunza tabia rahisi kama kumbukumbu ya tabia inayoitwa hali ya macho ya macho, ambayo kuunganisha visual visu na hewa isiyo na contiguous hewa inaongoza kwa kutarajia kipaji kufungwa. Kushangaza, panya hazipo fmr1 gene na protini FMRP hawawezi kujifunza kazi hii. Katika mradi huu, wachunguzi watatumia virusi iliyoundwa na Zemelman kuondoa au kuchukua nafasi ya FMRP katika neurons maalum ya PFC, na kisha kuchunguza tabia ya wanyama, inayosaidia protini ya neuronal na mifumo ya kupiga risasi ya seli za PFC zilizochaguliwa. Muda mrefu, utafiti wao una ahadi kwa njia za kliniki za FXS na autism kwa kuamua malengo ya seli ya moja kwa moja kwa njia za matibabu.

2016-2018

David J. Foster, Ph.D., Profesa wa Neuroscience, Shule ya Chuo Kikuu cha Madawa ya Johns Hopkins

Jukumu la mbili la utaratibu wa hippocampal mahali-kiini katika kujifunza na kumbukumbu

David Foster na timu yake ni kuchunguza maswali ya msingi juu ya kumbukumbu na jinsi hippocampus inavyotenda kama tunapanga vitendo vya baadaye ambavyo vinategemea kile tulichofanya zamani. Ingawa inajulikana kuwa neurons sawa katika alama ya moto ya hippocampus tunapokutana na mahali pa kimwili tumekuwa hapo awali, hii haijaelezea kile seli za hippocampal zinazohusiana na kumbukumbu. Timu ya Foster inavutiwa na mlolongo wa mifumo ya kupiga risasi iliyotolewa wakati panya na panya wanatarajia kuhamia kupitia nafasi ya kimwili, kwa ramani ya athari ya kusafiri kwa wakati wa akili au kumbukumbu ya epododic ya hippocampus. Foster na timu yake itaamua nini kinachotokea wakati wao huharibu utaratibu wa ubongo na kujaribu kubadilisha tabia inayotarajiwa. Dysfunction ya hippocampal na uharibifu wa kumbukumbu ni kipengele cha kati katika magonjwa mengi ya ubongo na hata kuzeeka kawaida, na kuimarisha haja ya kupanua ufahamu wetu wa msingi wa neural ya kumbukumbu ya episodic.

Ueli Rutishauser, Ph.D., Profesa Msaidizi wa Neurosurgery, Cedars-Sinai Medical Center; Washirika wa Kutembelea (uteuzi wa pamoja), Taasisi ya Teknolojia ya California
Adam Mamelak, MD, Profesa wa Neurosurgery, Cedars-Sinai Medical Center

Hippocampal theta rhythm-mediated uratibu wa shughuli za neural katika kumbukumbu ya binadamu

Madaktari. Timu ya watawala wa Wilaya ya Mwalimu na Mamelak ya wataalamu na watafiti huamua nini seli za ubongo za binadamu zinafanya wakati wa kujenga kumbukumbu mpya na kukumbuka. Wanafanya kazi na wagonjwa ambao wana electrodes zilizowekwa katika akili zao kama sehemu ya taratibu za neva. Wakati wagonjwa wanapatiwa matibabu, timu ya utafiti inasimamia vipimo vya kumbukumbu na kumbukumbu kumbukumbu ya shughuli za neuroni za kibinafsi kwenye hippocampus, muundo wa ubongo unaohitajika kwa kuunda kumbukumbu mpya. Kutumia mbinu hii, timu inachunguza jinsi shughuli za neuronal zinavyohusishwa na dalili za ubongo na jinsi uwiano huo inaruhusu kuundwa kwa kumbukumbu mpya. Ushauri wa upungufu wa neuronal hufikiriwa kuwa sababu kuu ya matatizo ya kumbukumbu. Kwa hiyo, kujifunza jinsi ubongo wa binadamu hufanya kumbukumbu mpya na hasa kuchunguza jinsi shughuli za kuratibu shughuli kati ya aina tofauti za kazi za neurons zinaweza kusababisha ufahamu bora wa jinsi dawa na kuchochea tiba inaweza kusaidia kurejesha kazi ya kumbukumbu.

Daphna Shohamy, Ph.D., Profesa Mshirika wa Saikolojia na akili ya Zuckerman, Ubongo, Taasisi ya Tabia, Chuo Kikuu cha Columbia

Jinsi kumbukumbu ya maandishi huongoza maamuzi: mifumo ya neural na matokeo ya kupoteza kumbukumbu

Dr Shohamy anachunguza jinsi kumbukumbu hutumiwa tunapofanya maamuzi. Hata maamuzi rahisi zaidi, kama vile ya kuamuru chakula cha mchana, kutegemea kumbukumbu kwa uzoefu wa zamani. Ili kuelewa michakato ya ubongo ambayo kumbukumbu hutumiwa kuongoza maamuzi, timu ya Dr Shohamy itachanganya mbinu mbili tofauti. Watatumia fMRI kuchunguza shughuli za ubongo wakati watu wenye afya wanafanya mfululizo wa maamuzi rahisi na wataangalia mchango wa mikoa ya kumbukumbu katika ubongo kwenye mchakato wa kufanya maamuzi. Watafananisha maamuzi na uamuzi kati ya watu wenye afya na wagonjwa wenye hasara kubwa ya kumbukumbu. Dk. Shohamy anashirikiana na daktari wa neva, Dr Michael Shadlen, ambaye anajifunza jinsi neurons kukusanya ushahidi kufanya maamuzi rahisi kufikiri. Utafiti wao huleta pamoja miili miwili ya utafiti: jinsi ubongo hukumbuka kumbukumbu, na jinsi hukusanya ushahidi kufanya maamuzi. Lengo la muda mrefu la utafiti ni kuboresha ubora wa maisha kwa wagonjwa wenye kupoteza kumbukumbu kwa kuelewa jinsi hasara ya kumbukumbu inavyoathiri maamuzi ya kila siku na kuunda hatua ambazo zinasaidia tatizo hili.

Kimberley Tolias, Ph.D., Profesa Mshirika, Chuo cha Dawa cha Baylor
Andreas Tolias, Ph.D., Profesa Mshirika, Chuo cha Dawa cha Baylor

Kufuatilia athari za kumbukumbu za kimataifa katika azimio moja ya sambamba

Neurons katika akili zetu zinawasiliana kwa njia ya uhusiano wa synaptic, ambayo huwa na nguvu au dhaifu wakati wa kujifunza. Hata hivyo, sehemu ndogo tu ya trililioni ya synapses katika ubongo kushiriki katika kutengeneza kumbukumbu moja. Dk. Kimberley Tolias na mumewe, Dr Andreas Tolias, wanajumuisha utaalamu wao katika Matibabu na mifumo ya neuroscience kuendeleza njia ya kutaja synapses maalum zinazohusiana na kumbukumbu moja. Wanatoa chombo hiki Multi-rangi Neuronal Inducible Kumbukumbu Engram Stamping, au MNIMES ("kumbukumbu" katika Kigiriki). Njia hii itawasaidia kuelewa vizuri jinsi kumbukumbu zinavyotengenezwa katika akili za afya, na pia jinsi mchakato huu umebadilika katika magonjwa ya neuropsychiatric kama vile autism au Alzheimer's. Utafiti wao unaweza uwezekano wa kusababisha maumbile mapya au dawa ili kurejesha kazi ya kawaida ya synapse na plastiki katika magonjwa haya. Wafunguo muhimu wa maabara ya Tolias kuendesha mradi huu ni pamoja na Dr. Joseph Duman na Jacob Reimer.

2015-2017

Jacqueline Gottlieb, Ph.D., Profesa wa Neuroscience, Chuo Kikuu cha Columbia

Mienendo ya idadi ya watu inakumbwa kutokuwa na uhakika na malipo katika kamba ya mbele na ya parietali

Gottlieb inachunguza hali ya tahadhari, ikitangaza kwamba mambo mawili kuu-thawabu na kutokuwa na uhakika-hushirikisha na inahusishwa na magonjwa mengi ya akili, kama vile kulevya, ADHD, wasiwasi na unyogovu. Kutumia mifumo ya kuona ya nyani na kuangalia watu wengi wa neuroni zilizorekebishwa pamoja, maabara yake itachunguza jinsi kutokuwa na uhakika na malipo zinahusishwa katika uangalizi na kudhibiti udhibiti wa macho.

Michael Greicius, MD, MPH, Profesa wa Neurology, Chuo Kikuu cha Stanford

Kuelezea ushirikiano kati ya ngono na APOE juu ya hatari ya ugonjwa wa Alzheimers

Zaidi ya nusu ya wagonjwa wa Alzheimer hubeba aina ya kiini inayoitwa APOE4, ambayo huongeza hatari zaidi kwa wanawake kuliko wanaume. Greicius inakusudia kuchunguza APOE4 kwa wanadamu, wakitafuta vigezo vya jeni zingine ambazo zinaingiliana na APOE4 tofauti na jinsia, na kuuliza kama kushuka kwa estrogen wakati wa kumaliza muda mrefu kunaweza kuongeza hatari kwa wanawake. Lengo ni kupata ufahamu mpya kuhusu jinsi APOE4 inavyoongeza hatari ya ugonjwa wa Alzheimer, uwezekano wa kusaidia kutambua matibabu mapya na labda kusababisha mapendekezo ya uingizaji wa homoni kulingana na hali ya APOE4.

Stephen Maren, Ph.D., Profesa wa Saikolojia na Taasisi ya Neuroscience, Chuo Kikuu cha Texas A & M

Mapendeleo ya Upendeleo-hippocampal katika upatikanaji wa kumbukumbu ya kumbukumbu

Maren anataka kuelewa mifumo ya ubongo na mizunguko ambayo huweka kumbukumbu katika muktadha-mchakato unaofafanua nini, wakati, na wapi matukio katika maisha yetu yamefanyika. Matatizo mengi ya kumbukumbu, ikiwa ni pamoja na ugonjwa wa Alzheimers, yanahusishwa na kutokuwa na uwezo wa kukumbuka maelezo ya tajiri ya mazingira karibu na uzoefu. Maren atatumia mbinu za pharmacogenetic za kukata makali katika panya ili kuendesha neurons katika thalamus ambayo inakabiliana na kamba ya prefrontal na hippocampus kuelezea jinsi uhusiano huu unachangia kumbukumbu.

Philip Wong, Ph.D., Profesa wa Pathology na Neuroscience, na Liam Chen, MD, Ph.D., Profesa Msaidizi wa Patholojia, Chuo Kikuu cha Johns Hopkins

Tabia na uthibitisho wa lengo mpya la matibabu katika mifano ya wanyama wa TDP-43 ya ugonjwa wa shida ya frontotemporal

Ugonjwa wa ugonjwa wa ugonjwa wa Frontotemporal (FTD), kikundi cha matatizo magumu kutokana na ugonjwa wa ugonjwa wa ugonjwa wa lobes wa mbele na wa kawaida, ni aina kubwa ya ugonjwa wa shida ya akili inayoathiri watu wenye umri wa miaka 65. Wong na Chen wanatarajia kujaza pengo la uwezo wa kutibu magonjwa haya. Wanafikiri kwamba upotevu wa kazi ya protini fulani, TDP-43, inahusishwa. TDP-43 uwezekano inaweza kudhibiti aina mbalimbali za malengo ya Masi ambayo yanafaa katika kupoteza kumbukumbu na kushuka kwa utambuzi katika FTD. Maabara yao yatakuwa na uchunguzi wa madawa ya kulevya katika nzi za matunda kugundua inaongoza kwa malengo ya maendeleo ya madawa ya kulevya.

2014-2016

Nicole Calakos, MD, Ph.D., Profesa wa Neurology na Neurobiology, na Henry Yin, Ph.D., Profesa Msaidizi wa Psychology na Neuroscience, Chuo Kikuu cha Duke

Kutokana na tabia njema mbaya: Kuchunguza uhusiano kati ya kujifunza tabia na kulazimishwa

Calakos na Yin ni kuchunguza jinsi mfano wa shughuli za kupiga risasi kati ya aina tofauti za seli katika bandia ya basal inabadilika na kujifunza. Ijapokuwa mengi yanajulikana juu ya kinachoendelea katika uhusiano wa synaptic katika ubongo wakati wa mchakato wa kujifunza, kiasi kidogo kinajulikana kuhusu jinsi mabadiliko haya yameunganishwa na kushawishi moto wa neuronal kati ya watu wa neurons katika mzunguko fulani. Watafiti wamejenga mbinu ya kuchunguza kujifunza kwa kiwango hiki na wataitumia kuchunguza jinsi shughuli za neural zinavyobadilishwa katika striatum kama tabia zimejifunza na ikiwa uhamisho wa mchakato wa kawaida wa kujifunza tabia husababisha tabia za kulazimisha. Kazi hii ina uwezo wa kuboresha ufahamu wetu juu ya jinsi kujifunza tabia huelezwa katika striatum na jinsi mchakato inaweza kuchanganyikiwa katika ugonjwa wa obsidi compulsive (OCD) na matatizo kuhusiana.

Edward Chang, MD, Profesa wa Upasuaji wa Neurolojia na Physiolojia, Chuo Kikuu cha California, San Francisco

Jinsi tunavyojifunza maneno: neurophysiolojia ya kumbukumbu ya maneno

Katika utoto na uzima, tunajenga na kudumisha msamiati mkubwa, lakini hatujui jinsi gani. Kwa sababu lugha ni ya pekee kwa wanadamu, Chang anapanga kujifunza njia za kujifunza neno kwa watu-hasa, wagonjwa wanaoendesha taratibu za neurosurgical na wana electrodes zilizoingizwa katika akili zao kwa dalili za kliniki, kama ustaarabu wa kifafa. Anatarajia kupata ujuzi muhimu mpya kuhusu jinsi mitandao ya ubongo imefungwa katika maneno ya kujifunza. Kwa sababu matatizo ya kutafuta neno ni dalili ya kawaida kuhusiana na kuzeeka na hali nyingi za neurolojia, kama vile ugonjwa wa Alzheimer, kiharusi na uhasia, matibabu mapya ambayo yanaweza kuhifadhi au kuongeza ubongo kazi katika hali hizi itategemea kuelewa jinsi maneno yanavyojifunza.

Adam Kepecs, Ph.D., Profesa Mshirika, Maabara ya Hifadhi ya Cold Spring

Kiini maalum cha utambuzi wa utambuzi kutoka kwa kiini cha basalis

Maabara ya Kececs ni kusoma kiini cha basalis (NB), mfumo muhimu sana lakini usioeleweka wa neuromodulatory ambao uharibifu unafanana na kupungua kwa kazi za utambuzi kwa wagonjwa wenye ugonjwa wa Alzheimer, ugonjwa wa ugonjwa wa Alzheimer na ugonjwa wa ugonjwa wa akili na umri wa kawaida. Kuna ushahidi kwamba NB ina jukumu katika kujifunza na makini lakini haijulikani nini inaonyesha mfumo huu hutuma kwa cortex. Ili kupata ujuzi wa kimsingi juu yake, Kepecs zitarekodi neurons za NL zenye cholinergic katika tabia ya panya. Uchunguzi, unaojumuisha electrophysiolojia ya tabia, psychophysics ya kiasi na mbinu za optogenetic, itaamua ni signal gani maalum ya neurons na wakati, na kama wana alama sahihi ya kusaidia kujifunza na makini. Ujuzi wa mifumo ya kupiga risasi katika neurons hizi itatoa habari muhimu kwa ajili ya maendeleo ya matibabu ya matibabu kwa magonjwa ya utambuzi.

John Wixted, Ph.D., Profesa maarufu wa Psychology, na Larry Squire, Ph.D., Profesa wa Psychiatry, Neuroscience na Psychology, Chuo Kikuu cha California, San Diego

Uwakilishi wa kumbukumbu ya episodic na semantic katika neurons moja ya hippocampus ya binadamu

Wachunguzi wanajaribu kuwa na neuroni binafsi katika sehemu tofauti za hippocampus ya kibinadamu inakumbusha kumbukumbu. Swali la jinsi kumbukumbu za ubongo zinavyohifadhiwa zimezingatiwa kwa kutumia mbinu nyingine, lakini wote wamekuwa na mapungufu. Kwa utafiti huu, Wixted na Squire wanashirikiana na Dk Peter Steinmetz katika Taasisi ya Neurological Barrow kuuliza wagonjwa kukariri mfululizo wa picha na / au maneno. Wanasayansi watapima shughuli moja ya neuroni katika maeneo mbalimbali ya hippocampus kama wagonjwa baadaye kukumbuka vitu hivi. Lengo la muda mrefu ni kujenga msingi kwa ajili ya maendeleo ya hatua za kliniki zinazopunguza kupunguza uharibifu wa kumbukumbu zinazohusishwa na kuzeeka na kupunguza kasi ya ugonjwa wa neva unaotokana na neurodegenerative katika hippocampus ambayo huathiri sana uwezo wa kukumbuka.

2013-2015

Alison Barth, Ph.D., Chuo Kikuu cha Carnegie Mellon

Uchimbaji maalum wa kiini wa plastiki inayotegemea uzoefu katika neocortex

Kutumia mfano wa panya ambao vibali vinavyolenga rekodi za umeme za nyuzi za neocortical, Barth atafanya kazi kutambua neurons maalum zilizobadilishwa na uzoefu na kuangalia pembejeo za synaptic kwa seli hizi, na pia kujaribu kuendesha mabadiliko katika sehemu ndogo ya seli katika vivo. Swali kuu ni jinsi gani uzoefu hubadilisha seli na uhusiano kati ya seli, na nini kuhusu mchakato huu ni muhimu kwa kujifunza na kumbukumbu.

Charles Gray, Ph.D., Chuo Kikuu cha Jimbo la Montana

Inashirikiwa usindikaji msingi wa utambuzi

Kazi ya Grey imeanza tu chombo ambacho kinaweza kupima neural shughuli katika rhesus nyani kwa azimio la juu sana na la anga kutoka maeneo mengi. Wakati wa tuzo, Grey ina mpango wa kupima shughuli za neural kutoka sehemu kubwa za ubongo ili kupata mtazamo mpana juu ya jinsi na wapi habari inakiliwa wakati ubongo unashikilia kitu katika kumbukumbu ya muda mfupi.

Geoffrey Kerchner, MD, Ph.D., na Anthony Wagner, Ph.D., Chuo Kikuu cha Stanford

Muundo wa Hippocampal na kazi katika uharibifu wa utambuzi

Kerchner ana mipango ya kutumia teknolojia mbili za juu za azimio za juu za ufumbuzi wa magnetic resonance (MRI) ili kujifunza mikoa iliyoingiliana ya hippocampus ili kuona jinsi yanaathiriwa na ugonjwa wa Alzheimer. Atasoma muundo wa mwili wa hippocampus na teknolojia moja na, kwa kushirikiana na Wagner, atatumia teknolojia nyingine kujifunza jinsi makundi ya seli za ujinga za hippocampal moto wakati wa mazoezi ya kumbukumbu.

Attila Losonczy, MD, Ph.D., Chuo Kikuu cha Columbia

Kutenganisha dysfunctions za hippocampal microcircuit chini ya upungufu wa kumbukumbu ya utambuzi katika schizophrenia

Losonczy inalenga kuendeleza uelewa wa michakato ya kumbukumbu katika akili nzuri na magonjwa kutambua malengo muhimu kwa kuzuia na kutibu upungufu wa kumbukumbu hizi. Kutumia mifano ya panya, anapanga kutumia hali ya sanaa katika picha ya kazi ya kuzingatia na kuendesha nyaya za neural katika hippocampus ya fimbo wakati wa kumbukumbu za tabia, kufuatilia jinsi neurons hizi zinavyofanya kazi katika kujifunza kawaida na jinsi zinavyobadilika katika schizophrenia.

2012-2014

Ben Barres, MD, Ph.D., Profesa wa Neurobiolojia, Chuo Kikuu cha Madawa ya Chuo Kikuu cha Stanford

Je, Astrocytes Inasimamia Mauzo ya Synaptic? Mfano Mpya wa Sababu ya Ugonjwa wa Alzheimer na Jinsi ya Kuzuia

Kama miili yetu ya umri, kuna uwezekano kwamba baadhi ya utaratibu inahitajika ili kuondoa synapses kuzeeka katika ubongo ili waweze kubadilishwa na mpya. Barres ni kuchunguza kama astrocytes wanafanya jukumu hili na, kama ndivyo, kinachotokea kama kazi yao imepoteza. Kazi ina uwezo wa kuboresha uelewa na matibabu ya ugonjwa wa Alzheimer.

Wen-Biao Gan, Ph.D., Profesa wa Physiology na Neuroscience, Chuo Kikuu cha Madawa cha Chuo Kikuu cha New York

Kazi ya Microglial katika Matatizo ya Kujifunza na Kumbukumbu

Gan ni kuchunguza kama microglia inashiriki jukumu muhimu katika kujifunza na kukumbusha kumbukumbu. Kutumia mstari mpya wa panya ya transgenic aliyotengeneza, atachunguza jinsi kuondokana na microglia au kufanya kuwa haiwezekani huathiri nyaya za neural. Masomo yatatoa ufahamu wa ufahamu na matibabu ya magonjwa ya ubongo kama vile autism, ugonjwa wa akili na ugonjwa wa Alzheimer.

Elizabeth Kensinger, Ph.D., Profesa Mshirika wa Saikolojia, Chuo cha Boston

Mabadiliko katika Dynamics Temporal na Uhusiano wa Mtandao Kumbukumbu Networks Katika Njia ya Watu wazima

Kensinger anajifunza athari za hisia kwenye kumbukumbu. Utafiti wake unachukua mtazamo wa maisha, kutathmini kumbukumbu na shughuli za neural za watu wazima wenye miaka 18-80. Atachunguza jinsi habari za kihisia zinapatikana, ikiwa ni pamoja na vipimo vya anga na vya muda vya upatikanaji wa kumbukumbu. Utafiti una uwezo wa kuendeleza uelewa wa mabadiliko ya kumbukumbu yanayotokana na umri, pamoja na matatizo kama vile unyogovu na ugonjwa wa shida baada ya mshtuko.

Brian Wiltgen, Ph.D., Profesa Msaidizi wa Psychology, Chuo Kikuu cha Virginia

Reactivation ya Mtandao wa Kumbukumbu Neocortical Wakati Consolidation

Kumbukumbu mpya zinakumbwa na hippocampus na baada ya muda huhifadhiwa katika mikoa ya neocortex. Wiltgen ni kuchunguza njia za kibaolojia ambazo zinasisitiza mchakato huu wa kuhifadhi, kwa kutumia mbinu mpya za kudhibiti shughuli za kumbukumbu za kumbukumbu katika hippocampus na neocortex. Kazi ina matokeo kwa ajili ya matibabu ya magonjwa ya Alzheimers na mengine ambayo yanaathiri kumbukumbu.

2011-2013

Cristina Alberini, Ph.D., Profesa wa Neuroscience, Mount Sinai School of Medicine

Wajibu wa Astrocytes katika Kumbukumbu na Matatizo ya Utambuzi

Alberini inazingatia ushirikiano kati ya neurons na astrocytes katika malezi ya kumbukumbu. Atachunguza hypothesis kwamba kasoro katika mwingiliano huu inaweza kusababisha kuharibika kwa utambuzi na kuangalia matibabu mapya yanayotokana na uharibifu wa utambuzi kuhusiana na kuzeeka na uharibifu wa neva.

Mkandarasi wa Anis, Ph.D., Profesa Msaidizi wa Physiolojia, Chuo Kikuu cha Madawa ya Chuo Kikuu cha Northwestern

Kuamsha Kikundi I MGluRs Ili Kudhibiti Kumbukumbu ya Mwoga

Panya ambazo hazipatikani receptors za glutamate iitwayo mGluR5 haiwezi kuzima kumbukumbu zenye kutisha. Mkandarasi anapanga kujifunza jukumu la receptors hizi, ramani ya nyaya za ubongo zinazohusika katika kujifunza kuogopa hali zinazofaa na kuzuia hofu isiyofaa. Pia ataona ikiwa madawa mapya yanaweza kuharakisha mchakato wa kujifunza kuwa si hofu kubwa. Madawa sawa yanaweza kuwa na manufaa katika kutibu ugonjwa wa wasiwasi wa binadamu.

Loren Frank, Ph.D., Profesa Msaidizi wa Physiolojia, na Mary Dallman, Ph.D., Profesa Emerita wa Physiolojia, Chuo Kikuu cha California, San Francisco

Njia ya Mzunguko wa Kuelewa na Kukabiliana na Matatizo ya Kumbukumbu Yanayohusiana na Mkazo

Frank na Dallman wanachunguza kama mabadiliko madogo katika shughuli za ubongo inaweza kusaidia kupunguza madhara ya kudumu ya shida ya kujifunza na kumbukumbu. Ikiwa hypothesis yao ambayo inasisitiza kuimarisha kumbukumbu ya kumbukumbu huonyesha kuwa ni kesi, matibabu inaweza kuundwa ili kupunguza athari ya kudumu ya matukio yenye shida. Utafiti una matokeo muhimu kwa ugonjwa wa shida baada ya kutisha.

Michael Mauk, Ph.D., Profesa, na Daniel Johnston, Ph.D., Profesa na Mkurugenzi, Kituo cha Kujifunza na Kumbukumbu, Chuo Kikuu cha Texas huko Austin

Matibabu ya Kinga ya Kuendelea ya Shughuli za Kumbukumbu ya Kazi

Mauk na Johnston watatumia mifumo miwili na njia za mkononi za kujifunza kumbukumbu za kazi katika wanyama wanaoishi na katika majaribio ya vipande vya ubongo kutumia njia za kurekodi za neuroni. Kwa sababu kumbukumbu ya kufanya kazi inachangia mchakato wa utambuzi wengi, kuelewa taratibu zake zinaweza kuboresha utambuzi na matibabu ya matatizo mengi, ikiwa ni pamoja na ugonjwa wa Alzheimer na ADHD.

English ˜اَف صَومالي Deutsch Français العربية 简体中文 ພາສາລາວ Tiếng Việt हिन्दी 한국어 ភាសាខ្មែរ Tagalog Español de Perú Español de México Hmoob አማርኛ