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.

More about our research

本實驗室想要回答的問題是:『注意力』到底是什麼東西?它背後的神經機轉是什麼?這個問題可以分幾個層次來探討: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個腦區跟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?

要怎麼回答這些問題呢?我們的研究使用大鼠與小鼠當成動物模型,依據人類的注意力實驗來設計符合老鼠的認知行為測驗。透過埋植多通道微電極陣列到老鼠的大腦,我們可以直接觀察腦細胞活性的電訊號,來理解大腦如何處理外界刺激,以及不同腦區間如何互動。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。在過去幾年的研究當中,我們已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的注意力缺失。

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Last updated on 2019/04/17