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Circuit mechanisms of learning and memory

English title Circuit mechanisms of learning and memory
Applicant Caroni Pico
Number 160311
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research
Institution of higher education Institute Friedrich Miescher - FMI
Main discipline Neurophysiology and Brain Research
Start/End 01.09.2015 - 31.01.2017
Approved amount 289'644.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Neurophysiology and Brain Research
Cellular Biology, Cytology

Keywords (6)

learning and memory; parvalbumin interneurons; neuronal subpopulations; systems neuroscience; plasticity; memory consolidation

Lay Summary (German)

Lead
Lernen und Gedächtnis gehören zu den wichtigsten Funktionen aller Nervensysteme. Obwohl bereits Vieles darüber bekannt ist, wie bei Gedächtnisvorgänge einzelne Nervenverbindungen, sogenannte Synapsen, modifiziert werden, verstehen wir immer noch nicht, wie Erinnerungen durch neuronale Netzwerke gespeichert werden. Dieses Projekt setzt sich als Ziel, diese wichtige Frage der Neurobiologie anzugehen.
Lay summary

In diesem Projekt werden wir ergründen, wie die Plastizität neuronaler Netzwerke die Konsolidierung von Erinnerungen ermöglicht. Aufbauend auf unseren neueren Erkenntnisse über die Plastizität von Netzwerken mit Parvalbumin (PV)-Neuronen nach Lernen, werden wir abklären, wie diese Plastizität Gedächtnisvorgänge unterstützt. Das Projekt besitzt drei Hauptstossrichtungen. Erstens werden wir abklären, ob es Subpopulationen von PV-Neuronen mit gegensätzlichen Rollen beim Lernen gibt. Dies soll zu fundamental neue Einsichten darüber führen, wie verschiedene Lernformen durch spezialisierte Netzwerke implementiert werden. Zweitens werden wir die Netzwerkmechanismen untersuchen, die das Erlernen von neuen Regeln ermöglichen. Hier hoffen wir, Zusammenhänge zwischen Entscheidungsmechanismen und Lernvorgänge aufzudecken. Drittens wollen wir die Rolle der Plastizität von PV-Neuronen für langfristiges Konsolidieren von Gedächtnis abklären. Wir erwarten, dass diese Experimente zu einem besseren Verständnis von Gedächtnisvorgängen führen werden. Zudem sollen diese Erkenntnisse zu neuen Ansätzen, wie man Erinnerungen verändern könnte, führen. 

 

Direct link to Lay Summary Last update: 13.01.2015

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
Silvia Arber Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
Oscar Marin Great Britain and Northern Ireland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
NCCR Synapsy Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
Botond Roska Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
138471 Structural Plasticity in the Hippocampus 01.09.2012 Project funding (Div. I-III)
138471 Structural Plasticity in the Hippocampus 01.09.2012 Project funding (Div. I-III)

Abstract

The aim of our studies is to elucidate principles and mechanisms underlying learning-related plasticity of neuronal circuits in the adult, and how that plasticity mediates consolidation of memories upon learning. Thus, while conceptual frameworks to investigate memory consolidation mechanisms at the level of individual synapses and neurons have been developed in recent years, circuit- and systems-level mechanisms have remained poorly understood. Their elucidation should provide fundamental insights as to how the brain adjusts to experience through learning and memory.In the BoE extension of my current SNF grant, we will exploit our recent results concerning the plasticity of local Parvalbumin-positive (PV+) Basket cell networks upon learning. The findings have provided us with powerful cellular and molecular entry points to interrogate the regulation of circuit and systems plasticity involved in memory consolidation. We anticipate that these experiments will allow us to reveal general principles of how learning is implemented through specific memory consolidation processes in the brain.
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