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大量的神经元如何协作来实现灵活行为下的计算?我们使用现代显微镜方法，计算方法，和行为，基因和解剖学的研究来研究潜在的行为灵活性，记忆和学习机制。我们研究神经元和神经胶质细胞是如何在这些过程中发挥作用的，这些过程与从鱼类到人类的各种物种都有关系。
实验室更新
代表的出版物
用于延长体内电压成像的明亮和光稳定的化学指标金博宝188登录
在神经元功能在线分析的指导下，细胞水平上的全脑回路讯问
5 -羟色胺能系统跟踪行为的结果，以调节短期运动学习
模拟行为斑马鱼的光片功能成像金博宝188登录
使用光片显微镜进行细胞分辨率的全脑功能成像金博宝188登录
斑马鱼运动适应过程中的全脑神经元动力学
我们如何观察环境，决定采取何种行为，并将我们的经历转化为记忆，从而决定我们未来的行为?这些过程涉及许多大脑区域，包括感觉和运动区域、决策相关区域和神经调节中心。我们使用现代显微镜方法来研究行为斑马鱼整个大脑的活动，以绘制大量神经元如何协作来实现金宝搏官方行为背后的计算。
我们研究基本的大脑过程，包括运动学习、短期记忆和自发行为的产生。我们开发新的实验技术来帮助回答生物学问题，并设计算法来分析我们实验产生的大型数据集。我们喜欢与其他小组合作。下面是一些过去和正在进行的项目的例子。
神经胶质-神经元相互作用的行为状态
动物可以在不同的行为状态之间转换，它们对感官信息作出反应，并以不同的方式探索环境。这些状态的出现是因为动物行为信息的积累。我们研究一种被称为无用诱导的被动行为。当行动，比如游泳，不断地不能达到他们的目标，比如在环境中移动，动物倾向于转换到一个不同的行为，甚至在一段时间内变得被动。在斑马鱼身上，这是通过将动物放置在虚拟竞技场中，并从一个闭环环境(游泳会导致模拟位移)切换到一个开环环境(游泳是徒劳的，不再影响视觉环境)来研究的。通过对金博宝188登录神经元和一种称为径向星形胶质细胞的胶质细胞的成像，发现去甲肾上腺素能神经元检测到游泳失败——也就是说，游泳比赛不会导致位移。这种去甲肾上腺素能衰竭的信号是由放射状星形胶质细胞在许多秒的周期内整合的。通过神经胶质和神经元的相互作用，星形胶质细胞随后触发了一种持续数秒的被动行为状态，部分原因是附近的GABAergic神经元抑制了游泳。这项工作表明星形胶质细胞可以在神经计算中发挥特定的作用，并可以引起行为状态的转变。我们最近发表了这些发现Mu等人，Cell, 2019．
通过神经调节进行运动学习
5 -羟色胺能系统通过检测游泳行为的结果，并利用这些结果来调节行为，从而调节短期运动学习。Kawashima等人，Cell, 2016
为控制探索性运动的神经活动绘制大脑图谱金宝搏官方
在没有环境引导的情况下，大脑是如何控制行为的?Dunn等人，eLife, 2016
左:一条斑马鱼幼体在虚拟现实中自发游动的路径。中间:功能识别的神经元，调整到转弯，与脊髓投射神经元的地图覆盖。正确的:调金宝搏官方整神经元的活动(绿色和洋红色)和转向行为(黑色)。
扩展景深光片显微镜
在与Yuste实验室的合作中，我们开发了一个随机访问光片成像系统:金博宝188登录quiin等人，光学快报，2016．
全脑成像和虚拟现实金博宝188登录
我们开发了一种系统，可以对斑马鱼幼体在虚拟现实中的行为进行全脑、神经元水平的记录:Vladimirov等人，《自然方法》，2014．
全脑活动(金宝搏官方左)及(中间感官刺激。
大规模数据分析
的弗里曼实验室与我们合作创建了一个大规模神经数据分析库，并将其应用于全脑数据:Freeman等人，《自然方法》，2014．可以找到资源，包括分析示例、代码链接和示例数据在这里．
左:整个大脑的定向转向。正确的:全脑对定向视觉刺激反应的低维表征。
有兴趣加入实验室吗?
我们有博士后研究人员，博士生(通过约翰霍普金斯大学/ Janelia研究生项目，或研究生研究奖学金项目)和本科生(通过Janelia夏季本科项目)的机会。
