Mekanismer for læring, hukommelse og persepsjon
Hjernen har en formidabel evne til å bearbeide sanseinformasjon og etablere langvarige minner som bygger opp under læring. Hvordan organiseres hjerneceller for å kunne kjenne igjen et visuelt bilde? Vi har lenge visst at visuell informasjon fra retina og lateral geniculate nucleus sendes til primær sansehjernebarken, der det sendes videre i en rekke sammenkoblede hjerneområder inkludert sekundær sansehjernebarken, temporal assosiativt korteks, og perirhinal korteks. Det er nå økende bevissthet rundt at koblingene mellom disse områdene er mer komplekse, og sannsynligvis utgjør en krets i motsetning til et enveissystem. Koblinger fra høyt til lavt i «sansehierarkiet» har blitt oppdaget. Hvordan disse koblingene støtter opp om persepsjon og læring er kritisk, ettersom hvordan vi opplever verden (persepsjon) ikke bare er basert på innkommende sanseinformasjon, men er i stor grad avhengig av tidligere erfaringer (minner). I denne delen av prosjektet ønsker vi å forstå hvordan visuell informasjon behandles i diverse hjerneområder som er knyttet til visuell læring, og hvordan de nevrale koblingene mellom disse hjerneområdene støtter visuell læring og hukommelse. I tillegg ønsker vi å undersøke hvor stabile visuelle minner er over tid. Den økte forståelsen for organisasjonsprinsipper i dette hierarkiske systemet vil være relevant for teorier om kortikal funksjon generelt. Resultatene vil gi økt kunnskap om hvordan den normale hjernen fungerer, noe som er avgjørende for å forstå hva som går galt ved sykdom.
Organisering av visuell informasjon er relevant å studere i sammenheng med schizofreni, ettersom pasienter lider av både persepsjonsforstyrrelser (både visuelle og auditoriske) og hukommelsesproblemer. Det er derfor grunn til å tro at disse hjerneområdene kan være sentrale aktører i å produsere noen av de kliniske symptomene i schizofreni. Pasienter med schizofreni har blitt påvist å ha reduserte nivå av kondenserte extracellulære molekyler (perinevrale nett, PNN) i flere hjerneområder. PNN er strukturer som omfavner nervecellene og hjelper dem å opprettholde stabile koblinger mellom hverandre. Når disse nettene ikke fungerer kan aktiviteten i det området av hjernen potensielt bli ustabil. Vi vil undersøke om endringer i PNN kan bidra til persepsjonsendringer eller endringer i sensorisk filtrering ved å bruke en spesialdesignet knock-out mus for aggrecan, et av de sentrale proteinene som er å finne eksklusivt i PNN. Resultatene fra denne delen av prosjektet vil gi økt kunnskap om hvilken rolle PNN spiller i persepsjon og hukommelse, og om nedbryting av disse nettene i relevante hjerneområder kan produsere symptomer med paralleller til schizofreni.
Vi søker om å bruke 800 mus totalt. Dette inkluderer også pilotforsøk for å etablere enkelte av metodene. Det er ikke forventet mer enn maksimum moderat belastningsgrad for dyrene basert på Forskrift om bruk av forsøksdyr. Studier av kompleks hjernefunksjon og hvordan ulike hjerneområder kommuniserer kan ikke gjøres in vitro, og det er så langt ikke tilgjengelige eksperimentelle data rundt våre forskningsspørsmål som ville gjøre det mulig å bruke teoretiske modeller og datasimuleringer. Vi samarbeider med grupper som jobber med teoretiske/matematiske modeller og dataene fra dette prosjektet vil danne grunnlag for flere modelleringsprosjekter i satsningsmiljøet Center for Integrative Neuroplasticity (CINPLA) ledet av Marianne Fyhn, UiO, som vil kunne hjelpe oss å redusere bruken av forsøksdyr i fremtiden.
Organisering av visuell informasjon er relevant å studere i sammenheng med schizofreni, ettersom pasienter lider av både persepsjonsforstyrrelser (både visuelle og auditoriske) og hukommelsesproblemer. Det er derfor grunn til å tro at disse hjerneområdene kan være sentrale aktører i å produsere noen av de kliniske symptomene i schizofreni. Pasienter med schizofreni har blitt påvist å ha reduserte nivå av kondenserte extracellulære molekyler (perinevrale nett, PNN) i flere hjerneområder. PNN er strukturer som omfavner nervecellene og hjelper dem å opprettholde stabile koblinger mellom hverandre. Når disse nettene ikke fungerer kan aktiviteten i det området av hjernen potensielt bli ustabil. Vi vil undersøke om endringer i PNN kan bidra til persepsjonsendringer eller endringer i sensorisk filtrering ved å bruke en spesialdesignet knock-out mus for aggrecan, et av de sentrale proteinene som er å finne eksklusivt i PNN. Resultatene fra denne delen av prosjektet vil gi økt kunnskap om hvilken rolle PNN spiller i persepsjon og hukommelse, og om nedbryting av disse nettene i relevante hjerneområder kan produsere symptomer med paralleller til schizofreni.
Vi søker om å bruke 800 mus totalt. Dette inkluderer også pilotforsøk for å etablere enkelte av metodene. Det er ikke forventet mer enn maksimum moderat belastningsgrad for dyrene basert på Forskrift om bruk av forsøksdyr. Studier av kompleks hjernefunksjon og hvordan ulike hjerneområder kommuniserer kan ikke gjøres in vitro, og det er så langt ikke tilgjengelige eksperimentelle data rundt våre forskningsspørsmål som ville gjøre det mulig å bruke teoretiske modeller og datasimuleringer. Vi samarbeider med grupper som jobber med teoretiske/matematiske modeller og dataene fra dette prosjektet vil danne grunnlag for flere modelleringsprosjekter i satsningsmiljøet Center for Integrative Neuroplasticity (CINPLA) ledet av Marianne Fyhn, UiO, som vil kunne hjelpe oss å redusere bruken av forsøksdyr i fremtiden.