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大量神经元如何协作以实施灵活行为的基础计算？我们使用现代显微镜方法，计算方法以及对行为，基因和解剖学的研究来研究行为灵活性，记忆和学习的基础机制。我们研究神经元和神经胶质细胞如何构成这些过程，这些过程与从鱼到人类的物种相关。
实验室更新
代表出版物
明亮和光稳定的化学试指数，用于扩展体内电压成像金博宝188登录
通过在线分析神经元功能引导的细胞水平上的脑电路询问
血清素能系统跟踪调解短期运动学习的动作结果
在虚构的斑马鱼中的灯页功能成像金博宝188登录
使用灯页显微镜在细胞分辨率下进行全脑功能成像金博宝188登录
斑马鱼的运动适应过程中的脑部范围神经元动力学
我们如何观察环境，决定要执行的行为并将我们的经验变成决定我们未来行为的记忆？这些过程吸引了许多大脑区域，包括感觉和运动区域，与决策相关的区域以及神经调节中心。我们使用现代显微镜方法来研究整个行为斑马鱼的活动，以绘制大量神经元的合作以实施基础行金宝搏官方为的计算。
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。我们开发了新的实验技术，以帮助回答生物学问题，并设计算法，以分析我们的实验生成的大型数据集。我们喜欢与其他团体合作。以下是过去和正在进行的项目的一些示例。
行为状态的胶质神经元相互作用
动物可以在行为状态之间转移，在这种状态下，它们对感官信息做出反应并以不同的方式探索其环境。这些状态中有一些是由于有关动物执行某些动作时发生的事情的信息的积累。我们研究一种称为徒劳诱导的被动性的行为。当行动（如游泳）始终无法实现自己的目标（例如在环境中移动）时，动物倾向于转向不同的行为，甚至在一段时间内变得被动。在斑马鱼中，通过将动物放置在虚拟领域并从闭环环境切换到游泳导致模拟流离失所的闭环环境，从而将动物切换到开环环境，在斑马鱼中进行了研究，在该环境中，游泳是徒劳的，不再影响视觉环境。通过从金博宝188登录神经元和称为径向星形胶质细胞的神经胶质细胞类型的成像中，发现去甲肾上腺素能神经元检测到游泳衰竭 - 即不会导致位移的游泳爆炸。这种去肾上腺素能衰竭信号在径向星形胶质细胞的许多秒内整合了。通过胶质神经元的相互作用，星形胶质细胞触发了一种被动的行为状态，持续了许多秒，部分原因是附近的GABA能神经元激活抑制游泳。这项工作表明，星形胶质细胞可以在神经计算中起特殊的作用，并可能导致行为状态的转变。我们最近发表了这些发现Mu等人，Cell，2019年。
通过神经调节的运动学习
血清素能系统通过检测游泳动作的结果并使用这些调节行为来介导短期运动学习。Kawashima等，Cell，2016年
映射大脑以控制探索运动的神经活动金宝搏官方
当没有环境指导时，大脑控制行为如何？Dunn等，Elife，2016年
剩下：幼虫斑马鱼的路径在虚拟现实中自发游泳。中间：功能鉴定为调整为转弯的神经元，并用脊柱投射神经元图覆盖。正确的：转金宝搏官方动调谐神经元（绿色和洋红色）和转弯行为（黑色）的活动。
延伸深度的磁场表显微镜
与Yuste实验室合作，我们开发了一个用于随机访问灯页成像的系统：金博宝188登录Quirin等人，《光学信》，2016年。
全脑成像和虚拟现实金博宝188登录
我们开发了一个系统，用于在虚拟现实中对幼虫斑马鱼的大脑进行全脑，神经元的录音：Vladimirov等人，自然方法，2014年。
没有的全脑活动（金宝搏官方剩下） 与 （中间）感觉刺激。
大规模数据分析
这弗里曼实验室与我们合作，创建一个用于大规模神经数据分析的库，并将其应用于全脑数据：Freeman等人，自然方法，2014年。可以找到资源，包括分析示例，代码和示例数据的链接这里。
剩下：方向转向整个大脑。正确的：全脑对定向视觉刺激的反应的低维表示。
有兴趣加入实验室吗？
我们为博士后研究人员，博士生（通过Johns Hopkins / Janelia研究生课程或研究生研究奖学金课程）和本科生（通过Janelia Summer Blardledlardledula Brokenthe）提供了机会。
查询电子邮件ahrensm@janelia.hhmi.org。
