Neural Circuits and Cognition Lab
The goal of our research program is to understand how cognitive functions are mediated by interactions of cortical and subcortical circuits. Our primary focus is to elucidate how the brain pays attention to motivational salient stimuli and amplifies the associated cortical processing by engaging a key neural circuit we identified in recent years - salience-encoding neurons in the basal forebrain (BF). The laboratory combines multiple experimental approaches, including neuronal ensemble recording in behaving rats and mice, as well as behavioral, optogenetic, pharmacological and computational techniques. Our ultimate goal is to develop therapeutic interventions that can be used to alleviate impairments in attention control in conditions such as aging, schizophrenia and ADHD.
大腦的是負責處理訊息的中樞，由許多不同種類的神經元組合成各式神經迴路，神經元是其中主要的運算元件，彼此透過電訊號快速地傳遞訊息。當代神經科學的最重要課題，就是要了解神經迴路如何負責各種行為與認知功能，並解析背後的訊息運算邏輯。要回答這些問題，我們的研究使用大鼠與小鼠當成動物模型，透過埋植多通道微電極陣列到老鼠的大腦，在老鼠進行行為與認知功能的當下，直接觀察神經元活性的電訊號，來理解大腦運作的原理。同時，透過光遺傳學的方法，我們可以直接控制活體神經元的活性，以測試神經元活性與各種行為及認知功能因果關係。
我們的研究想要回答的問題是：『注意力』到底是什麼東西？大腦是如何從所有的感官刺激當中，選擇出那些需要注意的、重要的刺激？這個注意力的訊號是由哪些神經迴路所負責傳遞的？而這個注意力的訊號，是如何增強大腦的訊號處理能力？大腦訊號處理增強後，是怎麼促進感官功能以及決策的速度？在過去幾年的研究當中，我們發現基底前腦區的非膽鹼性神經元在注意力的神經機轉中，扮演一個前所未知的關鍵角色。在未來的實驗中我們將進一步更系統性的檢驗這個新發現。這些研究的終極目標，是發展對於注意力缺失的新穎治療方法，來緩解老化、阿茲海默症、思覺失調以及過動症中的注意力缺失。
Updates & News
2023/07: New lab paper published in Nature Communications
2023/04: 恭喜 陳泓諺 在神研所碩士論文競賽贏得生科院院長獎
2022/10: 恭喜 劉思妏 鐘佑哲 劉曉甄 丁冠云 贏得生命科學院三分鐘生科論文英文口說競賽獎項
2022/09: 恭喜 劉曉甄 鐘佑哲 李欣蓓 贏得 第二屆TSfN跨領域神經科學國際研討會 TSfN 2022 Oral Blitz 優勝
2022/05/18: 恭喜 李欣蓓 代表神研所贏得 陽明大學碩士班優良論文獎學金入圍獎
2022/04/03: New lab preprints on bioRxiv: A retrospective and stepwise learning strategy revealed by neuronal activity in the basal forebrain
2022/01/27: Congratulation to 鐘佑哲 for winning 1st place award in the TIGP INS annual retreat poster competition
2021/06: Dr. Shih-Chieh Lin received the Ministry of Science and Technology (MOST) 國際年輕傑出學者研究計畫
2021/06/27: Congratulations to 丁冠云 for winning 2nd place award in the Physiology Society Annual Meeting poster competition (生理學會年會壁報論文競賽)
2020/05/19: 恭喜 謝昆霖 代表神研所參加 陽明交通大學碩士班優良論文獎競賽
2020/07/02: Workshop: Neurophysiology Reimagined (技術交流工作坊：次世代活體多電極紀錄平台)
2020/06/18: Congratulations to 張嫚珊, who is awarded MOST College Student Research Creativity Award (科技部109年度「大專學生研究計畫」)
2020/05/19: 恭喜 謝雨蓁 代表神研所贏得 陽明大學碩士班優良論文獎學金入圍獎
2020/01/18: Congratulations to 謝雨蓁 for winning the Outstanding Award in the Student Presentation Competition in the 2020 Taiwan Society of Cognitive Neuroscience Annual Meeting (台灣認知神經科學年會 學生優秀論文競賽優等獎）
2019/08/28: Dr. Shih-Chieh Lin received the Ministry of Science and Technology (MOST) Shackleton Program Grant (沙克爾頓計劃）
2019/06/24: Congratulations to 林育慧 , who is awarded MOST College Student Research Creativity Award (科技部108年度「大專學生研究計畫」)