Mihovilovic Skanata因果蠅幼蟲大腦研究獲得McKnight神經(jīng)科學(xué)資助

藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院的一位物理學(xué)助理教授贏得了著名的McKnight 神經(jīng)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)，以推進(jìn)她對(duì)果蠅幼蟲大腦神經(jīng)活動(dòng)的雙光子顯微鏡研究。

米爾娜·米霍維洛維奇·斯卡納塔 ( Mirna Mihovilovic Skanata ) 于去年秋天加入雪城大學(xué)，并在其BioInspired Institute 任職 ，在兩年內(nèi)獲得了 20 萬(wàn)美元的獎(jiǎng)勵(lì)。她是全國(guó)從 90 名競(jìng)爭(zhēng)激烈的申請(qǐng)者中選出的 2022-23 年度獎(jiǎng)項(xiàng)的三位獲獎(jiǎng)?wù)咧弧cKnight 資助獎(jiǎng)勵(lì)用于繪制、監(jiān)測(cè)和模擬大腦功能的突破性技術(shù)，并認(rèn)可項(xiàng)目從根本上改變神經(jīng)科學(xué)研究方式的能力。

Mihovilovic Skanata 說(shuō)，該獎(jiǎng)項(xiàng)將使她能夠獲得設(shè)備并加速開(kāi)發(fā)一種新的高精度雙光子顯微鏡技術(shù)，以對(duì)自由行為、自由移動(dòng)的果蠅幼蟲的神經(jīng)大腦活動(dòng)進(jìn)行研究。她的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)大腦如何計(jì)算以及相關(guān)神經(jīng)活動(dòng)如何產(chǎn)生行為(例如大腦中如何形成決策)的電路范圍的理解。她還想了解這些神經(jīng)關(guān)聯(lián)在學(xué)習(xí)過(guò)程中或受到神經(jīng)系統(tǒng)疾病影響時(shí)是如何改變的。

操縱思想

雙光子顯微鏡的高精度和高倍率有助于研究人員研究果蠅幼蟲的大腦，這些大腦體積小而緊湊，大小約為 200 x 100 微米，具有約 10,000 個(gè)神經(jīng)元，使它們足夠小，可以在個(gè)體細(xì)胞水平。雖然神經(jīng)活動(dòng)的光學(xué)操作在許多模型生物體中經(jīng)常進(jìn)行，并且在一些自由移動(dòng)的生物體中成像神經(jīng)活動(dòng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，但由于變形引起的復(fù)雜性，在自由移動(dòng)的動(dòng)物中同時(shí)進(jìn)行操作和成像是一個(gè)挑戰(zhàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的大腦。

新系統(tǒng)使用一種算法來(lái)調(diào)整幼蟲大腦的運(yùn)動(dòng)，使其具有獨(dú)特的能力，可以在探索其感官環(huán)境時(shí)讀取和操縱自由移動(dòng)的動(dòng)物的思想。根據(jù) Mihovilovic Skanata 的說(shuō)法，在開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)之前，有必要固定或解剖幼蟲，這意味著觀察的范圍更加有限，因?yàn)閯?dòng)物無(wú)法表達(dá)行為。

運(yùn)動(dòng)決定

“很榮幸獲得這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，”Mihovilovic Skanata 說(shuō)。“我們監(jiān)測(cè)神經(jīng)活動(dòng)能力的提高有助于我們了解動(dòng)物如何做出決定，并比較我們?cè)谧杂梢苿?dòng)時(shí)看到的東西，與被束縛或固定不動(dòng)時(shí)看到的東西。如果你有一只透明的動(dòng)物，那會(huì)很令人興奮，因?yàn)槟憧梢允褂霉鈦?lái)讀出神經(jīng)活動(dòng)，也可以使用光模式來(lái)激活特定的神經(jīng)元。有了這項(xiàng)技術(shù)，我們將能夠同時(shí)做這兩件事，同時(shí)還能觀察由此產(chǎn)生的行為變化。”

“看到對(duì)助理教授 Mihovilovic Skanata 的創(chuàng)新工作的這種認(rèn)可真是太好了，”藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院臨時(shí)院長(zhǎng) Lois Agnew 說(shuō)。“她的研究和教學(xué)為物理系增添了精彩的新成員，我期待著她的發(fā)現(xiàn)。想到研究幼蟲的大腦活動(dòng)最終可能會(huì)改善人類大腦的狀況，真是令人興奮。”

在加入雪城大學(xué)之前，Mihovilovic Skanata 于 2014-21 年在紐約大學(xué)物理系 Marc Gershow 實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任博士后研究員。她還在布朗大學(xué)物理系的 Derek Stein 小組擔(dān)任研究生研究員六年，并于 2006 年成為 CERN(歐洲核研究組織)Michael Doser 小組的暑期本科生研究員。她獲得了2008年獲得克羅地亞薩格勒布大學(xué)物理學(xué)學(xué)士學(xué)位，并獲得碩士和博士學(xué)位。分別于 2009 年和 2014 年獲得布朗大學(xué)物理學(xué)博士學(xué)位。