神经环路功能网络的分析技术

项目名称： 神经环路功能网络的分析技术

项目编号： No.91232715

项目类型： 重大研究计划

立项/批准年度： 2013

项目学科： 神经系统疾病、精神疾病

项目作者： 陶乐天

作者单位： 北京大学

项目金额： 70万元

中文摘要： 神经环路是大脑信息处理与加工的基本单元，也是目前神经科学研究的焦点对象之一。针对神经环路的研究将帮助我们开发神经环路的信息处理与加工的规律和特性，并为神经科学的基础科研提供理论依据。而记忆是众多认知功能的基础，记忆障碍与神经环路的解剖结构和功能异常有关。研究与记忆相关的神经环路的发育、形成、维持、调控和修饰是当前神经科学最关注的热点之一，是理解大脑认知功能的关键，并可能为治疗因为神经环路缺陷所导致的疾病提供指示。作为重大研究计划的培育项目，本课题将针对神经科学实验（如高密度电极阵列记录或光学成像）所提供的动态数据，设计高效的数据分析方法，利用非线性动力学系统的方法开展对神经环路数学性质的研究，并研发数据驱动式数学建模工具，为基于现代多模态神经系统数据的研究提供分析和可视化手段，以及对神经环路的特征与功能研究的技术平台。

中文关键词： 神经环路；光学成像；模式动物行为；感知；振荡

英文摘要： The dynamics of neural circuits is the basis of information processing in the brain and is currently one of the most important fields of neuroscientific research. We propose to study sensory memory formation, maintenance and retrieval in the zebrafish brain, through a combination of high-resolution optical imaging, mathematical modeling and statistical mechanics of neuronal network dynamics. As a PeiYu project under the ZhongDian Research Plan, we will develop data analysis techniques specifically for the analysis of high-dimensional, dynamic, multi-modal neurophysiological data sets, using modern machine learning and tensor decomposition techniques, towards the goal of developing empirical, data-driven dynamic models of neural circuits underlying memory formation, maintenance and retrieval.

英文关键词： neural circuit；optical imaging；behavior；sensory processing；oscillation