Publicaciones - Instituto Salk de Estudios Biológicos

todas las publicaciones

Dotson, NM, Davis, ZW, Jendritza, P., Reynolds, JH Grabaciones agudas de Neuropixels en el mono tití. (2024) eNeuro. DOI: 10.1523 / ENEURO.0544-23.2024

+ expandir resumen

Las sondas lineales de alta densidad, como los Neuropixels, brindan una oportunidad sin precedentes para comprender cómo las poblaciones neuronales dentro de compartimentos laminares específicos contribuyen al comportamiento. Los monos tití, a diferencia de los monos macacos, tienen una corteza lisencéfala (lisa) que permite grabar perpendicularmente a la superficie cortical, lo que los convierte en un modelo animal ideal para estudiar cálculos laminares. Aquí presentamos un método para grabaciones agudas de Neuropixels en el tití común (). El enfoque reemplaza la duramadre nativa con una duramadre artificial a base de silicio que otorga acceso visual a la superficie cortical, lo que es útil para evitar los vasos sanguíneos, asegura penetraciones perpendiculares y podría usarse junto con imágenes ópticas u técnicas optogenéticas. La cámara que alberga la duramadre artificial es fácil de mantener con un riesgo mínimo de infección y podría combinarse con micromotores semicrónicos y hardware de grabación inalámbrico. Esta técnica permite repetidas penetraciones agudas durante un período de varios meses. Con la eliminación ocasional del crecimiento de tejido en la superficie pial, se pueden realizar registros durante un año o más. El enfoque es totalmente compatible con las sondas Neuropixels, lo que permite el registro de cientos de neuronas individuales distribuidas por toda la columna cortical. La corteza cerebral del mono macaco está extensamente plegada, lo que plantea un problema importante para estudiar los cálculos laminares en muchas áreas corticales. Los titíes, sin embargo, tienen un cerebro liso que permite grabaciones simultáneas de todas las capas de la corteza en áreas que están enterradas profundamente en los surcos del macaco. En este manuscrito, describimos un sistema de duramadre artificial que utiliza lo último en sondas de alta densidad, Neuropixels. Este sistema nos permite insertar fácilmente múltiples Neuropixels en la corteza del tití normal a la superficie cortical, lo que permite grabaciones laminares repetidas durante hasta un año o más.

Davis, ZW, Busch, A., Stewerd, C., Muller, L., reynolds, j. Las conexiones corticales horizontales dan forma a las ondas viajeras intrínsecas en motivos selectivos de características que regulan la sensibilidad perceptiva. (2024) Plaza Res. DOI: 10.21203/rs.3.rs-3830199/v1

+ expandir resumen

Las fluctuaciones intrínsecas y continuas de la actividad cortical forman ondas viajeras que modulan la ganancia de respuestas sensoriales evocadas y la sensibilidad perceptiva. Varias líneas de evidencia sugieren que las ondas viajeras intrínsecas (iTW) pueden surgir, en parte, de la coordinación de la actividad sináptica a través de la conectividad horizontal recurrente dentro de las áreas corticales, que incluyen conexiones irregulares de largo alcance que vinculan a las neuronas con preferencias de características compartidas. En un modelo de red de picos con topología anatómica que incorpora conexiones parcheadas selectivas de características, que llamamos Red Parcheada Equilibrada (BPN), observamos iTW repetidos, a los que nos referimos como . En el modelo, los motivos surgen de fluctuaciones en la excitabilidad de neuronas afines que resultan de cambios en el equilibrio E/I a medida que los potenciales de acción atraviesan estas conexiones irregulares. Para probar si ocurren motivos selectivos de características, examinamos datos previamente registrados usando matrices de electrodos múltiples en el Área MT de titíes entrenados para realizar una tarea de detección visual de umbral. Utilizando un método recientemente desarrollado para comparar la similitud de los patrones de ondas, encontramos que algunos iTW se pueden agrupar en motivos. Como predijo el BPN, muchos de estos motivos son selectivos de características y exhiben modulaciones selectivas de dirección en la actividad de picos en curso. Además, los motivos modulan la ganancia de la respuesta evocada por un objetivo y la sensibilidad perceptiva al objetivo si el objetivo coincide con la preferencia del motivo. Estos resultados proporcionan evidencia de que los iTW están moldeados por los patrones de proyecciones de fibras horizontales en la corteza y que las conexiones irregulares permiten a los iTW regular la sensibilidad neuronal y perceptiva de una manera selectiva.

Franken, TP, Reynolds, JH Agrupación de células en la corteza visual de primates. (2024) bioRxiv. DOI: 10.1101 / 2024.01.16.575953

+ expandir resumen

Nuestra percepción de cómo se disponen los objetos en las escenas visuales es notablemente estable, a pesar de los rápidos cambios en los patrones de luz que inciden en la retina con cada sacádica. Un mecanismo que puede ayudar a establecer una estabilidad perceptiva es la asignación de propiedad fronteriza. Los estudios en el área V2 de macacos han identificado neuronas de propiedad fronteriza que señalan qué lado de un borde pertenece a una superficie de primer plano. Esta señal persiste durante cientos de milisegundos después de que la propiedad de la frontera se ha vuelto ambigua al eliminar las características del estímulo que distinguen el primer plano del fondo. Sorprendentemente, esta señal sobrevive a los movimientos oculares: las neuronas de propiedad fronteriza también exhiben señales de propiedad fronteriza cuando un movimiento ocular coloca el borde recientemente ambiguo dentro de su campo receptivo. La hipótesis de la agrupación de células propone la existencia de hipotéticas células de agrupación en un área posterior del cerebro. Estas células calcularían representaciones persistentes de protoobjetos y, por lo tanto, tendrían las propiedades de dotar a las células de áreas superiores del cerebro con selectividad para la propiedad fronteriza. Se ha predicho que tales células de agrupamiento mostrarán un patrón centrípeto y persistente de lado preferido de propiedad para un borde colocado paralelo al perímetro de su campo receptivo clásico, y tal patrón de preferencia de propiedad centrípeto también debería ocurrir en estas mismas celdas si un borde ambiguo aterriza en su campo receptivo después de una sacudida. Se desconoce si existen células agrupadoras. Aquí utilizamos multielectrodos laminares en el área V4, la principal fuente de retroalimentación a V2, de macacos que se comportan como si existieran. De acuerdo con la predicción del modelo, encontramos una población sustancial de neuronas con estas propiedades, en todos los compartimentos laminares, y exhiben una latencia de respuesta que es lo suficientemente corta como para actuar como la fuente que dota a las neuronas en V2 de selectividad para la propiedad de los límites. Si bien la actividad de agrupación de células proporciona información sobre la ubicación de las superficies de primer plano, estas neuronas, contrariamente a la intuición, no están tan sintonizadas con la polaridad de contraste de luminancia, una característica de esas superficies, como lo están las células de propiedad fronteriza. Nuestros datos sugieren una división del trabajo en la que estas células de agrupación recién descubiertas proporcionan continuidad espaciotemporal de superficies segmentadas, mientras que las células de propiedad fronteriza vinculan esta información de ubicación con características de la superficie como el contraste de luminancia.

Dotson, NM, Davis, ZW, Jendritza, P., Reynolds, JH Grabaciones agudas de Neuropixels en el mono tití. (2023) bioRxiv. DOI: 10.1101 / 2023.12.14.571771

+ expandir resumen

Sanzeni, A., Palmigiano, A., Nguyen, TH, Luo, J., Nassi, JJ, Reynolds, JH, Histed, MH, Miller, KD, Brunel, N. Mecanismos que subyacen a la reorganización de las respuestas visuales mediante estimulación optogenética en ratones y monos. (2023) Neuron. DOI: 10.1016 / j.neuron.2023.09.018

+ expandir resumen

Dotson, NM, Davis, ZW, Salisbury, JM, Palmer, SE, Cavanagh, P., Reynolds, JH La ilusión de doble deriva influye en el sistema oculomotor del tití. (2023) Diario de la visión. 23(10):4. DOI: 10.1167/jov.23.10.4

+ expandir resumen

Vanderlip, CR, Asch, Pensilvania, Reynolds, JH, Glavis-Bloom, C. El deterioro cognitivo específico del dominio refleja la disfunción prefrontal en los titíes comunes de edad avanzada. (2023) eNeuro. DOI: 10.1523 / ENEURO.0187-23.2023

+ expandir resumen

El deterioro cognitivo relacionado con la edad no se expresa de manera uniforme en todos los dominios cognitivos. Las funciones cognitivas que dependen de áreas del cerebro que experimentan cambios neuroanatómicos sustanciales con la edad a menudo muestran deterioro relacionado con la edad, mientras que las que dependen de áreas del cerebro con cambios mínimos relacionados con la edad normalmente no lo hacen. El tití común ha crecido en popularidad como modelo para la investigación en neurociencia, pero falta un fenotipado cognitivo sólido, particularmente en función de la edad y en múltiples dominios cognitivos. Esto presenta una limitación importante para el desarrollo y la evaluación del tití como modelo de envejecimiento cognitivo y deja abierta la cuestión de si presentan un deterioro cognitivo relacionado con la edad que se restringe a algunos dominios cognitivos, como en los humanos. En este estudio, caracterizamos el aprendizaje de asociación de estímulo-recompensa y la flexibilidad cognitiva en adultos jóvenes a titíes geriátricos utilizando una tarea de discriminación simple y una inversión en serie, respectivamente. Descubrimos que los titíes viejos muestran un deterioro transitorio en "aprender a aprender", pero conservan la capacidad de formar asociaciones de estímulo-recompensa. Además, los titíes envejecidos tienen una flexibilidad cognitiva deteriorada impulsada por la susceptibilidad a la interferencia proactiva. Dado que estas deficiencias se encuentran en dominios críticamente dependientes de la corteza prefrontal, nuestros hallazgos respaldan la disfunción cortical prefrontal como una característica destacada del envejecimiento neurocognitivo. Este trabajo posiciona al tití como un modelo clave para comprender los fundamentos neuronales del envejecimiento cognitivo. El envejecimiento es el mayor factor de riesgo para el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas, y comprender por qué es fundamental para el desarrollo de terapias efectivas. El tití común, un primate no humano de vida corta con una similitud neuroanatómica con los humanos, ha ganado terreno para las investigaciones neurocientíficas. Sin embargo, la falta de un fenotipado cognitivo sólido, particularmente en función de la edad y en múltiples dominios cognitivos, limita su validez como modelo para el deterioro cognitivo relacionado con la edad. Demostramos que los titíes que envejecen, como los humanos, tienen un deterioro que es específico de los dominios cognitivos que dependen de áreas del cerebro que experimentan cambios moleculares y neuroanatómicos sustanciales con la edad. Este trabajo valida al tití como un modelo clave para comprender la vulnerabilidad específica de la región al proceso de envejecimiento.

Benigno, B., Budzinski, C., Davis, ZW, Reynolds, JH, Müller, L. Las ondas que viajan sobre un mapa del espacio visual pueden encender predicciones a corto plazo de información sensorial (2023) Nature Communications. 14(1):3409. DOI: 10.1038/s41467-023-39076-2

+ expandir resumen

Denagamage, S., Morton, MP, Hudson, NV, Reynolds, JH, Jadi, diputado, Nandy, AS Mecanismos laminares de supresión sacádica en la corteza visual de primates. (2023) Informes de celda. 42(7):112720. DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112720

+ expandir resumen

Glavis-Bloom, C., Vanderlip, C., Weiser Novak, S., Kuwajima, M., Kirk, L., Harris, KM, Manor, U., Reynolds, JH La violación del principio de tamaño ultraestructural en la corteza prefrontal dorsolateral subyace al deterioro de la memoria de trabajo en el tití común envejecido (Callithrix jacchus) (2023) Fronteras en la neurociencia del envejecimiento. 15. DOI: doi.org/10.3389/fnagi.2023.1146245

+ expandir resumen

La morfología y la función de la corteza prefrontal dorsolateral (dlPFC), y el rendimiento de la memoria de trabajo correspondiente, se ven afectados al principio del proceso de envejecimiento, pero casi la mitad de las personas mayores no sufren déficits de memoria de trabajo. Los sistemas de modelos relevantes para la traducción son fundamentales para determinar los impulsores neurobiológicos de esta variabilidad. El tití común (Callithrix jacchus) es ventajoso como modelo para estas investigaciones porque, como primate no humano, los titíes tienen un dlPFC claramente definido que permite la medición de las funciones cognitivas dependientes prefrontales, y su corta vida útil (~10 años) facilita estudios longitudinales del envejecimiento. Previamente, caracterizamos la capacidad de la memoria de trabajo en una cohorte de titíes que cubrían colectivamente la vida útil y encontramos un deterioro de la memoria de trabajo relacionado con la edad. También encontramos un notable grado de heterogeneidad en el rendimiento, similar al encontrado en humanos. Aquí, probamos la hipótesis de que los cambios en la ultraestructura sináptica que afectan la eficacia sináptica estratifican a los titíes que envejecen con deterioro cognitivo de aquellos que envejecen sin deterioro cognitivo. Utilizamos microscopía electrónica para visualizar las sinapsis en el tití dlPFC y medimos los tamaños de los botones, las mitocondrias presinápticas y las sinapsis. Encontramos que la escala coordinada de los tamaños de las sinapsis y las mitocondrias con sus botones asociados es esencial para el rendimiento de la memoria de trabajo intacta en titíes viejos. Además, la falta de escalamiento sináptico, debido a una falla notable de las mitocondrias sinápticas para escalar con los botones presinápticos, subyace selectivamente al deterioro de la memoria de trabajo relacionado con la edad. Postulamos que este desacoplamiento da como resultado un suministro y una demanda de energía no coincidentes, lo que conduce a una transmisión sináptica deficiente. También encontramos que los titíes viejos tienen menos sinapsis en dlPFC que los jóvenes, aunque la gravedad de la pérdida de sinapsis no predijo si el envejecimiento se produjo con o sin deterioro cognitivo. Este trabajo identifica un nuevo mecanismo de disfunción sináptica que estratifica a los titíes que envejecen con deterioro cognitivo de aquellos que envejecen sin deterioro cognitivo. El proceso por el cual se regula la escala sináptica aún se desconoce y justifica una investigación futura.

Davis, ZW, Dotson, Nuevo México, Franken, TP, Muller, L., Reynolds, JH Los patrones de acoplamiento de pico-fase revelan la identidad laminar en la corteza de los primates. (2023) Elife. 12. DOI: 10.7554/eLife.84512

+ expandir resumen

Glavis-Bloom, C., Vanderlip, CR, Reynolds, JH Aprendizaje relacionado con la edad y deterioro de la memoria de trabajo en el tití común. (2022) Journal of Neuroscience. DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.0985-22.2022

+ expandir resumen

El envejecimiento es el mayor factor de riesgo para el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas, pero aún no comprendemos cómo el proceso de envejecimiento conduce a la vulnerabilidad patológica. La comunidad de investigación se ha basado en gran medida en modelos de ratones, pero las considerables diferencias anatómicas, fisiológicas y cognitivas entre ratones y humanos limitan su relevancia traslacional. En última instancia, estas barreras requieren el desarrollo de nuevos modelos de envejecimiento. Como primate no humano, el tití común () comparte muchas características con los humanos y, sin embargo, tiene una vida significativamente más corta (10 años) que otros primates, lo que lo hace ideal para estudios longitudinales del envejecimiento. Nuestro objetivo fue evaluar al tití como modelo de deterioro cognitivo relacionado con la edad. Para hacer esto, utilizamos la Tarea de intervalo de reconocimiento retrasado (DRST) para caracterizar los cambios relacionados con la edad en la capacidad de la memoria de trabajo en una cohorte de dieciséis titíes, de ambos sexos, con edades que varían desde adultos jóvenes hasta geriátricos. Estos monos realizaron miles de ensayos durante períodos de tiempo que llegaron hasta el 50 por ciento de su vida adulta. Hasta donde sabemos, esto representa el perfil cognitivo más completo de cualquier estudio de envejecimiento de titíes realizado hasta la fecha. Al analizar las curvas de aprendizaje individuales, encontramos que los animales de edad avanzada exhibieron un retraso en el inicio del aprendizaje, una tasa de aprendizaje más lenta después del inicio y una disminución del rendimiento de la memoria de trabajo asintótica. Estos hallazgos no se explican por las deficiencias relacionadas con la edad en la velocidad motora y la motivación. Este trabajo establece firmemente al tití como un modelo de deterioro cognitivo relacionado con la edad. Comprender el proceso normal de envejecimiento es fundamental para identificar terapias para enfermedades neurodegenerativas para las cuales el envejecimiento es el mayor factor de riesgo. Históricamente, el campo del envejecimiento se ha basado en modelos animales que difieren notablemente de los humanos, lo que limita la traducibilidad. Aquí, establecemos firmemente un primate no humano de vida corta, el tití común, como un modelo clave de deterioro cognitivo relacionado con la edad. Demostramos, a través de pruebas continuas durante una parte sustancial de la vida útil del tití adulto, que el envejecimiento está asociado con un deterioro de la capacidad de aprendizaje y memoria de trabajo, que no se explica por los cambios relacionados con la edad en la velocidad motora y la motivación. La caracterización de las trayectorias individuales de envejecimiento cognitivo revela una heterogeneidad inherente, lo que podría conducir a una identificación más temprana del inicio del deterioro y plazos prolongados durante los cuales la terapia es efectiva.

Davis, ZW, Müller, L., Reynolds, JH El pico espontáneo se rige por las fluctuaciones de banda ancha. (2022) Journal of Neuroscience. DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.1899-21.2022

+ expandir resumen

Las poblaciones de neuronas corticales generan fluctuaciones rítmicas en su actividad espontánea en curso. Estas fluctuaciones se pueden ver en el potencial de campo local (LFP), que refleja las corrientes de retorno sumadas de la actividad sináptica en la población local cerca de un electrodo de registro. El LFP es espectralmente amplio y muchos investigadores consideran que esta amplitud contiene muchos componentes oscilatorios de banda estrecha que pueden tener distintas funciones funcionales. Este punto de vista está respaldado por la observación de que la fase de las oscilaciones de banda estrecha a menudo se correlaciona con la excitabilidad cortical y puede relacionarse con el momento de la actividad de picos y la fidelidad de las respuestas evocadas sensoriales. En consecuencia, los investigadores suelen "sintonizarse" con estos canales mediante el filtrado de banda estrecha de la LFP. Alternativamente, la actividad neuronal puede ser fundamentalmente de banda ancha y estar compuesta de ritmos transitorios no estacionarios que son difíciles de aproximar como oscilaciones. Desde este punto de vista, el estado instantáneo del conjunto amplio se relaciona directamente con la excitabilidad de la población local sin lealtad particular a ninguna banda de frecuencia Para probar entre estas alternativas, preguntamos si la actividad de picos de las neuronas neocorticales en tití de cualquier sexo está mejor alineada con la fase de la LFP dentro de bandas de frecuencia estrechas, o con una medida de banda ancha. Encontramos que la fase de fluctuaciones de LFP de banda ancha proporciona un mejor predictor de la sincronización de picos que la fase posterior al filtrado en bandas estrechas. Estos resultados desafían la visión de la neocorteza como un sistema compuesto por osciladores de banda estrecha, y apoya una visión en la que las fluctuaciones de la actividad neuronal son intrínsecamente de banda ancha. La investigación sobre el estado dinámico de las poblaciones neuronales a menudo atribuye una importancia única al estado de los componentes oscilatorios de banda estrecha. Sin embargo, las fluctuaciones rítmicas de la actividad cortical no son estacionarias y son de amplio espectro. Encontramos que el momento de la actividad de picos espontáneos se captura mejor por el estado de las fluctuaciones de banda ancha sobre cualquier componente oscilatorio latente. Estos resultados sugieren que las interpretaciones de banda estrecha de la actividad rítmica de la población pueden ser limitadas y que las representaciones más amplias pueden proporcionar una mayor fidelidad en la descripción de las fluctuaciones momento a momento en la actividad cortical.

Franken, TP, Reynolds, JH Procesamiento en columnas de la propiedad de la frontera en la corteza visual de los primates. (2021) Elife. 10. DOI: 10.7554/eLife.72573

+ expandir resumen

Davis, ZW, Benigno, GB, Fletterman, C., Desbordes, T., Steward, C., Sejnowski, TJ, Reynolds, JH, Müller, L. Las ondas viajeras espontáneas emergen naturalmente de los retardos de tiempo de la fibra horizontal y viajan a través de estados localmente asincrónicos-irregulares. (2021) Nature Communications. 12(1):6057. DOI: 10.1038/s41467-021-26175-1

+ expandir resumen

Davis, W., Muller, L., Martínez-Trujillo, J., Sejnowski, T., Reynolds, JH Percepción de puerta de ondas corticales viajeras espontáneas en primates que se comportan (2020) Naturaleza. DOI: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2802-y.

+ expandir resumen

Vormstein-Schneider, D., Lin, JD, Pelkey, KA, Chittajallu, R., Guo, B., Arias-Garcia, MA, Allaway, K., Sakopoulos, S., Schneider, G., Stevenson, O. , Vergara, J., Sharma, J., Zhang, Q., Franken, TP, Smith, J., Ibrahim, LA, M Astro, KJ, Sabri, E., Huang, S., Favuzzi, E., Burbridge , T., Xu, Q., Guo, L., Vogel, I., Sanchez, V., Saldi, GA, Gorissen, BL, Yuan, X., Zaghloul, KA, Devinsky, O., Sabatini, BL, Batista-Brito, R., reynolds, j., Feng, G., Fu, Z., McBain, CJ, Fishell, G., Dimidschstein, J. Manipulación viral de interneuronas funcionalmente distintas en ratones, primates no humanos y humanos. (2020) Neurociencia de la naturaleza. DOI: 10.1038/s41593-020-0692-9

+ expandir resumen

Nandy, AS, Nassi, JJ, Jadi, MP, Reynolds, JH Las correlaciones de baja frecuencia inducidas optogenéticamente deterioran la percepción. (2019) Elife. 8. DOI: 10.7554/eLife.35123

+ expandir resumen

Avery, M., Nassi, J., reynolds, j. Inferir las propiedades del circuito neuronal a partir de la estimulación optogenética. (2018) Más uno. 13(10):e0205386. DOI: 10.1371/journal.pone.0205386

+ expandir resumen

La optogenética se ha convertido en una herramienta importante para perturbar los circuitos neuronales con una precisión temporal y una especificidad de tipo celular incomparables. Sin embargo, la activación directa de una subpoblación específica de neuronas puede modular rápidamente la actividad de otras neuronas dentro de la red y puede dar lugar a efectos secundarios inesperados y complejos. Aquí, hemos desarrollado un modelo computacional con restricciones biológicas que explota estas respuestas de red no intuitivas para obtener información sobre las propiedades subyacentes de la red. Aplicamos este modelo a los datos registrados durante la estimulación optogenética en la corteza visual primaria del macaco alerta. En estos experimentos, encontramos que la despolarización optogenética de las neuronas excitatorias a menudo suprimía las respuestas neuronales, de acuerdo con el compromiso de los circuitos de normalización. Nuestro modelo sugiere que la supresión observada en estas respuestas puede estar mediada por canales de conductancia inhibidores y excitadores lentos. Además, el modelo predijo que la respuesta de la red a la perturbación optogenética depende de forma crítica de la relación entre las propiedades temporales inherentes de la red y las propiedades temporales de la opsina. De acuerdo con las predicciones del modelo, la estimulación de la opsina C1V1TT, una opsina con una constante de tiempo rápida (tau = 45 ms), causó efectos supresores más rápidos y fuertes después de la compensación del láser, en comparación con la estimulación de la opsina C1V1T más lenta (tau = 60 ms). Este trabajo ilustra cómo las respuestas de red no intuitivas que resultan de la estimulación optogenética pueden explotarse para obtener información sobre las propiedades de la red que subyacen a los cálculos neuronales fundamentales, como la normalización. Este nuevo enfoque opto-teórico híbrido puede mejorar el poder de la optogenética para diseccionar circuitos neuronales complejos.

Müller, L., Chavane, F., reynolds, j., Sejnowski, TJ Ondas viajeras corticales: mecanismos y principios computacionales. (2018) Nature Reviews Neuroscience. DOI: 10.1038/nr.2018.20

+ expandir resumen

Nandy, AS, Nassi, JJ, Reynolds, JH Organización Laminar de la Modulación Atencional en Macaque Visual Area V4. (2017) Neuron. 93(1):235-246. DOI: 10.1016/j.neurona.2016.11.029

+ expandir resumen

Dimidschstein, J., Chen, Q., Tremblay, R., Rogers, SL, Saldi, GA, Guo, L., Xu, Q., Liu, R., Lu, C., Chu, J., Grimley, JS, Krostag, AR, Kaykas, A., Avery, MC, Rashid, MS, Baek, M., Jacob, AL, Smith, GB, Wilson, DE, Kosche, G., Kruglikov, I., Rusielewicz, T. , Kotak, VC, Mowery, TM, Anderson, SA, Callaway, EM, Dasen, JS, Fitzpatrick, D., Fossati, V., Long, MA, Noggle, S., Reynolds, JH, Sanes, DH, Rudy, B., Feng, G., Fishell, G. Una estrategia viral para apuntar y manipular interneuronas en especies de vertebrados. (2016) Neurociencia de la naturaleza. 19(12):1743-1749. DOI: 10.1038/nn.4430

+ expandir resumen

Nandy, AS, Mitchell, JF, Jadi, MP, Reynolds, JH Las neuronas en Macaque Area V4 están sintonizadas para patrones espacio-temporales complejos. (2016) Neuron. 91(4):920-930. DOI: 10.1016/j.neurona.2016.07.026

+ expandir resumen

Disney, AA, McKinney, C., Grissom, L., Lu, X., Reynolds, JH Una matriz multisitio para electroquímica y electrofisiología locales combinadas en el cerebro de primates no humanos. (2015) Revista de Métodos de Neurociencia. 255:29-37. DOI: 10.1016/j.jneumeth.2015.07.009

+ expandir resumen

Nassi, JJ, Avery, MC, Cetina, AH, Roe, AW, Reynolds, JH Activación optogenética de la normalización en Alert Macaque Visual Cortex. (2015) Neuron. 86(6):1504-17. DOI: 10.1016/j.neurona.2015.05.040

+ expandir resumen

Izpisua Belmonte, JC, Callaway, EM, Caddick, SJ, Churchland, P., Feng, G., Homanics, GE, Lee, KF, Leopold, DA, Miller, CT, Mitchell, JF, Mitalipov, S., Moutri, AR, Movshon, JA, Okano, H., Reynolds, JH, Ringach, D., Sejnowski, TJ, Silva, AC, Strick, PL, Wu, J., Zhang, F. Cerebros, genes y primates. (2015) Neuron. 86(3):617-31. DOI: 10.1016/j.neurona.2015.03.021

+ expandir resumen

Mitchell, JF, Boisvert, CJ, Reuter, JD, Reynolds, JH, Leblanc, M. Corrección de errores de refracción en macacos rhesus (Macaca mulatta) involucrados en investigación visual. (2014) Medicina Comparada. 64 (4): 300 8-.

+ expandir resumen

Disney, AA, Alasady, HA, Reynolds, JH Los receptores muscarínicos de acetilcolina se expresan en la mayoría de las neuronas inmunorreactivas a la parvalbúmina en el área MT del macaco. (2014) Cerebro y comportamiento. 4(3):431-45. DOI: 10.1002/brb3.225

+ expandir resumen

Disney, AA, Reynolds, JH Expresión de receptores de acetilcolina muscarínicos de tipo m1 por neuronas inmunorreactivas a parvalbúmina en la corteza visual primaria: un estudio comparativo de rata, conejillo de Indias, hurón, macaco y humano. (2014) Revista de Neurología Comparada. 522(5):986-1003. DOI: 10.1002/cne.23456

+ expandir resumen

Mitchell, JF, Reynolds, JH, Molinero, CT Visión activa en titíes: un sistema modelo para la neurociencia visual. (2014) Journal of Neuroscience. 34(4):1183-94. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3899-13.2014

+ expandir resumen

Devor, A., Bandettini, PA, Boas, DA, Bower, JM, Buxton, RB, Cohen, LB, Dale, AM, Einevoll, GT, Fox, PT, Franceschini, MA, Friston, KJ, Fujimoto, JG, Geyer , MA, Greenberg, JH, Halgren, E., Hämäläinen, MS, Helmchen, F., Hyman, BT, Jasanoff, A., Jernigan, TL, Judd, LL, Kim, SG, Kleinfeld, D., Kopell, NJ , Kutas, M., Kwong, KK, Larkum, ME, Lo, EH, Magistretti, PJ, Mandeville, JB, Masliah, E., Mitra, PP, Mobley, WC, Moskowitz, MA, Nimmerjahn, A., Reynolds, JH, Rosen, BR, Salzberg, BM, Schaffer, CB, Silva, GA, So, PT, Spitzer, NC, Tootell, RB, Van Essen, DC, Vanduffel, W., Vinogradov, SA, Wald, LL, Wang, LV , Weber, B., Yodh, AG El reto de conectar los puntos en el CEREBRO (2013) Neuron. 80(2):270-4. DOI: 10.1016/j.neurona.2013.09.008

+ expandir resumen

Ruiz, O., Lustig, BR, Nassi, JJ, Cetin, A., Reynolds, JH, Albright, TD, Callaway, EM, Stoner, GR, Roe, AW Optogenética a través de ventanas en el cerebro en el primate no humano. (2013) Revista de Neurofisiología. 110(6):1455-67. DOI: 10.1152/jn.00153.2013

+ expandir resumen

Anderson, EB, Mitchell, JF, Reynolds, JH Reducciones dependientes de la atención en el estallido y la altura del potencial de acción en el área V4 del macaco. (2013) Neurociencia de la naturaleza. 16(8):1125-31. DOI: 10.1038/nn.3463

+ expandir resumen

Sharpee, TO, Kouh, M., Reynolds, JH Compensación entre ajuste de curvatura e invariancia de posición en el área visual V4. (2013) Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América. 110(28):11618-23. DOI: 10.1073/pnas.1217479110

+ expandir resumen

Nandy, AS, Sharpee, TO, Reynolds, JH, Mitchell, JF La fina estructura del ajuste de forma en el área V4. (2013) Neuron. 78(6):1102-15. DOI: 10.1016/j.neurona.2013.04.016

+ expandir resumen

Sundberg, KA, Mitchell, JF, Gawne, TJ, Reynolds, JH La atención influye en las latencias de respuesta potencial de la unidad única y del campo local en el área cortical visual V4. (2012) Journal of Neuroscience. 32(45):16040-50. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0489-12.2012

+ expandir resumen

Falla, M., Reynolds, JH Dependencia del contraste de los movimientos oculares de seguimiento suave después de un movimiento sacádico a objetivos superpuestos. (2012) Más uno. 7(5):e37888. DOI: 10.1371/journal.pone.0037888

+ expandir resumen

Las áreas de la corriente dorsal proporcionan información de movimiento utilizada por el sistema oculomotor para generar movimientos oculares de búsqueda. Las neuronas en estas áreas se saturan a niveles bajos de contraste de luminancia. Por lo tanto, planteamos la hipótesis de que durante la fase inicial de la persecución, la velocidad del ojo exhibiría una función de ganancia oculomotora que se satura con un contraste de luminancia bajo. Para probar esto, registramos los movimientos oculares en dos macacos entrenados para realizar movimientos sacádicos hacia una abertura en la que un patrón de puntos se movía hacia la izquierda o hacia la derecha. Poco después del final de la sacada, los ojos siguieron la dirección del movimiento con una ganancia oculomotora que aumentó con el contraste antes de saturarse. La adición de un segundo patrón de puntos, moviéndose en la dirección opuesta y superpuesto al primero, resultó en un desplazamiento hacia la derecha de la función de ganancia oculomotora dependiente del contraste. La magnitud de este cambio aumentó con el contraste del segundo patrón de puntos. El movimiento se anuló cuando los dos patrones eran iguales en contraste. A continuación, variamos el contraste a lo largo del tiempo. Las diferencias de contraste que desaparecieron antes del inicio de los movimientos sacádicos sesgaron los movimientos oculares posteriores a los sacádicos con una latencia corta. Los cambios en el contraste que ocurrieron durante o después de la terminación de los movimientos sacádicos no influyeron en los movimientos oculares durante aproximadamente 150 ms. Estudios anteriores encontraron que los movimientos oculares pueden explicarse mediante un cálculo promedio vectorial cuando ambos objetivos tienen el mismo contraste. Sugerimos que este cálculo de promedio puede reflejar un caso especial de normalización divisiva, produciendo funciones de respuesta de contraste de saturación que se desplazan hacia la derecha con movimiento opuesto, promediando movimientos cuando los objetivos se igualan en contraste.

Anderson, EB, Mitchell, JF, Reynolds, JH La modulación atencional de la velocidad de disparo varía con la explosión a través de las neuronas piramidales putativas en el área visual V4 del macaco. (2011) Journal of Neuroscience. 31(30):10983-92. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0027-11.2011

+ expandir resumen

Una de las formas mejor establecidas de modulación atencional es un aumento en la tasa de activación cuando la atención se dirige al campo receptivo de una neurona. El grado de modulación de la frecuencia, sin embargo, puede variar considerablemente entre las neuronas individuales, especialmente entre las neuronas con picos anchos (pirámides putativas). Preguntamos si esta heterogeneidad podría estar correlacionada con una propiedad de respuesta neuronal que se usa en estudios de registro intracelular para distinguir entre distintas clases neuronales: la explosión del tren de picos neuronales. Primero caracterizamos el comportamiento de picos de ráfaga de las neuronas V4 del área visual y descubrimos que esto varía considerablemente entre la población, pero no encontramos evidencia de distintas clases de comportamiento de ráfaga. Sin embargo, la ráfaga varió más ampliamente entre la clase de neuronas que muestra la mayor heterogeneidad en la modulación atencional, y dentro de esa clase, la ráfaga ayudó a explicar las diferencias en la modulación atencional. Entre estas neuronas de picos amplios, la modulación de la frecuencia se restringió principalmente a las neuronas de ráfagas, que como grupo mostraron un aumento muy significativo en la frecuencia de activación con la atención. Además, cada neurona con picos anchos y en ráfagas cuya velocidad de disparo fue modulada significativamente por la atención exhibió un aumento en la velocidad de disparo. Por el contrario, las neuronas de picos anchos sin ráfagas no exhibieron modulación atencional neta y, aunque algunas neuronas individuales mostraron una modulación de velocidad significativa, estas se dividieron entre neuronas que mostraron aumentos y disminuciones. Estos hallazgos muestran que el área V4 del macaco muestra un rango de comportamiento de explosión y que la heterogeneidad de la modulación atencional puede explicarse, en parte, por la variación en la explosión.

Ciaramitaro, VM, Mitchell, JF, Stoner, GR, Reynolds, JH, Boynton, GM La atención basada en objetos a una de las dos superficies superpuestas altera las respuestas en la corteza visual temprana humana. (2011) Revista de Neurofisiología. 105(3):1258-65. DOI: 10.1152/jn.00680.2010

+ expandir resumen

Ante una abrumadora cantidad de información sensorial, podemos priorizar el procesamiento de ubicaciones espaciales seleccionadas y características visuales. Los mecanismos neuronales que subyacen a dicha selección espacial y basada en características se han estudiado con considerable detalle. El trabajo más reciente muestra que la atención también se puede asignar a los objetos, incluso a los objetos superpuestos espacialmente compuestos por características que cambian dinámicamente y que deben integrarse para crear una representación de objeto coherente. Se sabe mucho menos sobre los mecanismos subyacentes a dicha selección basada en objetos. Nuestro objetivo era investigar las respuestas neuronales y de comportamiento cuando la atención se dirigía a uno de los dos objetos, específicamente una de las dos superficies transparentes superpuestas, en una tarea diseñada para evitar la selección basada en el espacio y en las características. Utilizamos imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) para medir los cambios en las señales dependientes del nivel de oxígeno en sangre (BOLD) cuando la atención se desplegó en una u otra superficie. Encontramos que las áreas visuales V1, V2, V3, V3A y MT+ mostraron respuestas BOLD mejoradas a las traducciones de una superficie atendida en relación con una desatendida. Estos resultados revelan que las áreas visuales tan tempranas como V1 pueden modularse prestando atención a los objetos, incluso objetos definidos por elementos que cambian dinámicamente. Esto proporciona evidencia definitiva en humanos de que las áreas visuales tempranas están involucradas en un proceso aparentemente de alto orden. Además, nuestros resultados sugieren que estas áreas visuales tempranas pueden participar en la "unión" de características específicas del objeto, un proceso que aparentemente debe ocurrir para que un objeto o una superficie sea la unidad de selección atencional.

Mitchell, JF, Sundberg, KA, Reynolds, JH La atención espacial decorrelaciona las fluctuaciones de actividad intrínseca en el área V4 del macaco. (2009) Neuron. 63(6):879-88. DOI: 10.1016/j.neurona.2009.09.013

+ expandir resumen

Berdyyeva, TK, Reynolds, JH El amanecer de la optogenética de los primates. (2009) Neuron. 62(2):159-60. DOI: 10.1016/j.neurona.2009.04.011

+ expandir resumen

Sundberg, KA, Mitchell, JF, Reynolds, JH La atención espacial modula las interacciones entre el centro y el entorno en el área visual de macacos v4. (2009) Neuron. 61(6):952-63. DOI: 10.1016/j.neurona.2009.02.023

+ expandir resumen

Reynolds, JH, Heeger, DJ El modelo de normalización de la atención. (2009) Neuron. 61(2):168-85. DOI: 10.1016/j.neurona.2009.01.002

+ expandir resumen

reynolds, j. Trescientos millones de años de selección atencional. (2008) Neuron. 60(4):528-30. DOI: 10.1016/j.neurona.2008.11.006

+ expandir resumen

Reynolds, JH Mapeo de los microcircuitos de la atención. (2008) Neurociencia de la naturaleza. 11(8):861-2. DOI: 10.1038/nn0808-861

Khoe, W., Mitchell, JF, Reynolds, JH, Hillyard, SA ERP evidencia de que la atención basada en la superficie sesga la competencia interocular durante la rivalidad. (2008) Diario de la visión. 8 (3): 18.1-11. DOI: 10.1167/8.3.18

+ expandir resumen

Mitchell, JF, Sundberg, KA, Reynolds, JH Modulación de la respuesta dependiente de la atención diferencial entre clases de células en el área visual V4 del macaco. (2007) Neuron. 55(1):131-41. DOI: 10.1016/j.neurona.2007.06.018

+ expandir resumen

Fallah, M., Stoner, GR, Reynolds, JH Selección competitiva específica de estímulo en el área visual extraestriada de macaco V4. (2007) Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América. 104(10):4165-9. DOI: 10.1073/pnas.0611722104

+ expandir resumen

Bodelón, C., Fallah, M., Reynolds, JH Resolución temporal para la percepción de rasgos y conjunciones. (2007) Journal of Neuroscience. 27(4):725-30. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3860-06.2007

+ expandir resumen

Sundberg, KA, Fallah, M., Reynolds, JH Una distorsión de la retinotopía dependiente del movimiento en el área V4. (2006) Neuron. 49(3):447-57. DOI: 10.1016/j.neurona.2005.12.023

+ expandir resumen

Khoe, W., Mitchell, JF, Reynolds, JH, Hillyard, SA La selección atencional exógena de superficies superpuestas transparentes modula los potenciales tempranos relacionados con eventos. (2005) Investigación de la visión. 45(24):3004-14. DOI: 10.1016/j.visres.2005.04.021

+ expandir resumen

Usando un paradigma de movimiento transparente, [Valdes-Sosa, M., Bobes, MA, Rodriguez, V., & Pinilla, T. (1998). Cambiar la atención sin cambiar la modulación atencional de los potenciales cerebrales basada en objetos, Journal of Cognitive Neuroscience, 10, 137-151; Valdés-Sosa, M., Cobo, A., & Pinilla, T. (2000). Atención a archivos de objetos definidos por movimiento transparente, Journal of Experimental Psychological: Human Perception and Performance, 26, 488-505] descubrió que cuando la atención se dirige endógenamente a una superficie, los observadores pueden informar de manera más confiable la dirección de una breve traducción de la señal. que la superficie sin pistas. Usando un diseño similar [Reynolds, JH, Alborzian, S., & Stoner, GR (2003). La atención con señales exógenas desencadena una selección competitiva de superficies, Vision Research, 43, 59-66] encontró que incluso en ausencia de una señal endógena, la primera traducción actuó como una señal exógena potente que perjudicó la capacidad del observador para discriminar una traducción posterior de la otra superficie. Investigamos la base neuronal de este efecto de indicación exógeno mediante el registro de potenciales relacionados con eventos visuales (ERP) provocados por las traducciones de las superficies con y sin indicación. A los sujetos se les dio la tarea de juzgar si la primera y la segunda traducción eran o no idénticas en la dirección, y su desempeño se vio afectado cuando la segunda traducción ocurrió en la superficie sin pistas, en comparación con la superficie con pistas. Los componentes posteriores C1 (75-110 ms) y N1 (160-210 ms) del ERP provocados por la segunda traducción de la superficie con claves fueron mayores que los provocados por la traducción de la superficie sin claves. Estos efectos de señales de comportamiento y ERP estaban presentes incluso cuando las dos superficies eran de color idéntico y, por lo tanto, no podían atribuirse a modulaciones relacionadas con la atención de la ganancia de los canales de color. Estos hallazgos proporcionan evidencia de que la indicación exógena da como resultado una selección preferencial de la superficie indicada en las etapas temprana e intermedia del procesamiento visual-cortical.

Stoner, GR, Mitchell, JF, Fallah, M., Reynolds, JH Interacción de la selección competitiva en atención y rivalidad binocular. (2005) Avances en la investigación del cerebro. 149:227-34. DOI: 10.1016/S0079-6123(05)49016-0

+ expandir resumen

Reynolds, JH, Fallah, F. (2004) Neuroimagen Funcional de la Cognición Visual Atención y Rendimiento XX.: 363-380

Reynolds, JH, Chelazzi, L. Modulación atencional del procesamiento visual. (2004) Revisión anual de la neurociencia. 27:611-47. DOI: 10.1146/annurev.neuro.26.041002.131039

+ expandir resumen

Mitchell, JF, Stoner, GR, Reynolds, JH La atención basada en objetos determina el dominio en la rivalidad binocular. (2004) Naturaleza. 429 (6990): 410-3. DOI: 10.1038/naturaleza02584

+ expandir resumen

Mitchell, JF, Stoner, GR, Fallah, M., Reynolds, JH La selección atencional de superficies superpuestas no puede explicarse por la modulación de la ganancia de los canales de color. (2003) Investigación de la visión. 43 (12): 1323 8-.

+ expandir resumen

Reynolds, JH, Gottlieb, JP, Kastner (2003) Neurociencia fundamental, 2ª edición.: 1249-1272

Reynolds, JH, Desimone, R. Roles interactivos de atención y prominencia visual en V4. (2003) Neuron. 37 (5): 853 63-.

+ expandir resumen

Reynolds, JH, Alborzian, S., Stoner, GR La atención con señales exógenas desencadena una selección competitiva de superficies. (2003) Investigación de la visión. 43 (1): 59 66-.

+ expandir resumen

Falla, M., Reynolds, JH ¡Atención! Neuronas V1 alineadas para inspección. (2001) Neuron. 31 (5): 674 5-.

+ expandir resumen

Papas fritas, P., Reynolds, JH, Rorie, AE, Desimone, R. Modulación de la sincronización neuronal oscilatoria por atención visual selectiva. (2001) Ciencia. 291 (5508): 1560-3. DOI: 10.1126/ciencia.291.5508.1560

+ expandir resumen

Reynolds, JH, Pasternak, T., Desimone, R. La atención aumenta la sensibilidad de las neuronas V4. (2000) Neuron. 26 (3): 703 14-.

+ expandir resumen

Reynolds, JH, Desimone, R. El papel de los mecanismos neurales de la atención en la solución del problema de unión. (1999) Neuron. 24(1):19-29, 111-25.

Reynolds, JH, Chelazzi, L., Desimone, R. Los mecanismos competitivos merecen atención en las áreas de macacos V2 y V4. (1999) Journal of Neuroscience. 19 (5): 1736 53-.

+ expandir resumen

Carpintero, GA, Grossberg, S., Reynolds, JH Un estimador de probabilidad no paramétrico fuzzy ARTMAP para problemas de reconocimiento de patrones no estacionarios. (1995) Red transneuronal IEEE. 6 (6): 1330-6. DOI: 10.1109/72.471374

+ expandir resumen

Carpintero, GA, Grossberg, S., Markuzon, N., Reynolds, JH, Rosen, DB Fuzzy ARTMAP: una arquitectura de red neuronal para el aprendizaje incremental supervisado de mapas multidimensionales analógicos. (1992) Red transneuronal IEEE. 3 (5): 698-713. DOI: 10.1109/72.159059

+ expandir resumen

Dr. John Reynolds

Instituto Salk de Estudios Biológicos - Publicaciones

todas las publicaciones

Apoye la investigación de Salk

Educación

Afiliaciones

Premios y honores

Mi Perfil

Contacto