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Centro Avançado de Biofotônica Waitt

Conheça os cientistas

Salk Institute for Biological Studies - Waitt Advanced Biophotonics Center - Conheça os cientistas

Conheça os cientistas

 
Axel Nimmerjahn

Axel Nimmerjahn, PhD

Professor e Diretor
Centro Avançado de Biofotônica Waitt
Cadeira Françoise Gilot

Inovações e Descobertas:

  • Usando imagens e abordagens genéticas, o laboratório Nimmerjahn descobriu como a microglia, as células imunes inatas residentes do sistema nervoso central (SNC), reconhece e responde a distúrbios na função cerebral e como esse conhecimento pode ser aproveitado para controlar condições inflamatórias.
  • O laboratório de Nimmerjahn liderou o desenvolvimento de novas técnicas de microscopia para medir como as células da medula espinhal codificam informações sensoriais. A equipe mostrou que os astrócitos, um importante tipo de célula reguladora no SNC, mostram atividade coordenada em resposta a estímulos cutâneos nocivos, mas não inócuos. As descobertas apontam para papéis novos e imprevistos dessas células nos distúrbios da dor.
  • Nimmerjahn e seus colegas usaram abordagens de microscopia de ponta para visualizar a quebra da barreira hematoencefálica (BHE) após o derrame. Eles descobriram que o comprometimento gradual de diferentes mecanismos celulares é responsável pelos déficits de BBB no AVC, apontando para novas maneiras de tratar a doença.
Edward Callaway

Edward Callaway

Professor
Laboratório de Neurobiologia de Sistemas
Vincent J. Coates Chair em Neurobiologia Molecular

Inovações e Descobertas:

  • O laboratório de Callaway desenvolveu uma ferramenta que usa um vírus da raiva modificado para rastrear conexões únicas entre os neurônios, uma técnica agora usada em todo o mundo.
  • O laboratório usou seus novos métodos de rastreamento de circuitos para obter um mapa detalhado de conexões com tipos específicos de células nos gânglios da base, uma área do cérebro ligada ao movimento e à tomada de decisões e implicada nas doenças de Parkinson e Huntington. Esses estudos fornecem informações sobre como diferentes tipos de células na estrutura dos gânglios da base contribuem para o controle motor e a tomada de decisões.
  • Callaway mapeou as conexões entre as células da retina do olho e do cérebro e descobriu que existe uma estrada única de conexões que tem o único propósito de permitir que o olho e o cérebro trabalhem juntos para sentir o que está acima e abaixo ou lado a lado. movimento.
Adam Bowman

Adam Bowman

Companheiro Salk

Inovações e Descobertas:

  • Bowman desenvolveu novas tecnologias para captura rápida de imagens de campo amplo, que permitem que um sensor de câmera padrão - como o de um telefone celular - capture informações de tempo de nanossegundos, conectando seis ordens de magnitude em escala temporal.
  • Bowman implantou esta tecnologia para permitir a microscopia eletro-óptica de fluorescência vitalícia (EO-FLIM), que permitiu medições de campo amplo da vida útil da fluorescência com sensibilidade de molécula única.
  • Bowman demonstrou que o EO-FLIM pode ser usado para registrar potenciais de ação e potencial de membrana neuronal em células e tecidos vivos em taxas de quadros de quilohertz usando um indicador de voltagem geneticamente codificado.
Samuel Pfaff

Samuel Pfaff

Professor
Laboratório de Expressão Gênica
Cadeira Benjamin H. Lewis

Inovações e Descobertas:

  • O laboratório Pfaff descobriu neurônios dentro da medula espinhal que formam um nó regulador crítico para controlar a atividade motora e desenvolveu linhas de camundongos que permitem que a atividade dos neurônios espinhais seja visualizada durante a caminhada.
  • O laboratório criou um in vitro modelo de atrofia muscular espinhal para definir as bases fundamentais das vias genéticas que dão errado nesta doença. O grupo também trabalhou com uma equipe de cientistas de San Diego para desenvolver uma terapia de ALS para humanos.
  • O laboratório de Pfaff usou o sequenciamento do genoma para identificar as vias moleculares envolvidas na regulação do gene e no desenvolvimento da medula espinhal. Usando esse conhecimento, eles criaram com sucesso circuitos motores espinhais funcionais a partir de células-tronco embrionárias.
medidor enferrujado

medidor enferrujado

Professor
Laboratório de Genética
Vi e John Adler Presidente de Pesquisa sobre Doenças Neurodegenerativas Relacionadas à Idade

Inovações e Descobertas:

  • O laboratório Gage modela doenças em laboratório usando tecnologias de células-tronco. Eles mostraram que os neurônios gerados a partir das células da pele de pessoas com esquizofrenia são disfuncionais nos estágios iniciais de desenvolvimento, fornecendo uma dica sobre as formas de detectar e potencialmente tratar a doença precocemente.
  • Ao sequenciar os genomas de células individuais, Gage e colaboradores mostraram que as estruturas genômicas de neurônios individuais diferem umas das outras ainda mais do que o esperado. Isso pode ajudar a explicar as diferenças entre indivíduos intimamente relacionados.
  • Gage e seus colegas descobriram que o cérebro humano pode dar origem a novos neurônios ao longo da vida. Ele também descobriu que o exercício e o enriquecimento cognitivo podem aumentar a capacidade do cérebro de gerar mais neurônios.
Eiman Azim

Eiman Azim

Professor adjunto
Laboratório de Neurobiologia Molecular
Cadeira de Desenvolvimento William Scandling

Inovações e Descobertas:

  • Azim identificou circuitos dedicados a controlar características específicas do movimento, reforçando a ideia de que existe uma organização modular no sistema motor, o que significa que certos circuitos controlam o alcance, outros a preensão e assim por diante. Seu trabalho ajuda a demonstrar que essa organização é compartilhada entre as espécies de mamíferos.
  • Azim investigou neurônios inibitórios na medula espinhal que controlam a força do feedback sensorial recebido e mostrou que esse circuito é essencial para manter a estabilidade do membro durante o movimento.
  • Azim mapeou um circuito espinhal que transmite cópias de comandos motores dentro do sistema nervoso, ajudando a manter o cérebro ciente de sua produção contínua. Sua pesquisa mostrou que esses sinais de cópia interna são canalizados através de uma parte do cérebro chamada cerebelo e podem ser usados para atualizar movimentos muito rapidamente, contribuindo para a velocidade e a precisão de comportamentos habilidosos.
martyn goulding

martyn goulding

Professor
Laboratório de Neurobiologia Molecular
Cadeira Frederick W. e Joanna J. Mitchell

Inovações e Descobertas:

  • O laboratório Goulding estabeleceu um kit de ferramentas genéticas abrangente e um conjunto de testes comportamentais sofisticados que lhes permite dissecar funcionalmente os circuitos da medula espinhal que processam informações sensoriais e geram movimentos corporais coordenados.
  • Goulding aproveitou sua experiência em circuitos neurais espinhais para definir os caminhos que transmitem e controlam a coceira e a dor, fornecendo uma melhor compreensão das alterações celulares subjacentes à dor crônica e à coceira.
  • O laboratório de Goulding delineou o papel que vários tipos de células neuronais desempenham no controle da locomoção. Uma melhor compreensão desses circuitos deve eventualmente auxiliar no desenvolvimento de terapias para doenças que afetam as habilidades motoras e o equilíbrio.
Talmo Pereira

Talmo Pereira

Companheiro Salk

Inovações e Descobertas:

  • O trabalho pioneiro de Pereira demonstrou como a aprendizagem profunda pode ser usada para obter captura de movimento sem marcadores em animais, o que permite a quantificação detalhada do comportamento.
  • Pereira e sua equipe desenvolveram o SLEAP, uma ferramenta de software de código aberto que torna a tecnologia de captura de movimento baseada em IA acessível a usuários não técnicos. O SLEAP está agora em uso por milhares de pesquisadores em todo o mundo para estudar tudo, desde organelas subcelulares até tubarões-baleia.
  • Pereira e sua equipe mostraram como redes neurais artificiais podem ser usadas para simular como cérebros reais processam informações.
Tatiana Sharpe

Tatiana Sharpe

Professor
Laboratório de Neurobiologia Computacional
Cadeira Edwin K. Hunter

Inovações e Descobertas:

  • Tatyana Sharpee está usando métodos avançados de matemática, estatística e física para mapear os princípios pelos quais os neurônios no cérebro e na medula espinhal trocam energia e informações.
  • Sharpee desenvolveu um esquema conciso de como os neurônios visuais podem combinar a seletividade a formas e texturas de objetos visuais.
  • Sharpee e colaboradores geraram uma teoria que explica quando se torna vantajoso para um organismo usar novos tipos de neurônios. Essa teoria poderia ajudar a catalogar e determinar o número de tipos neuronais separados no cérebro. As extensões dessa teoria tornam possível calcular quanta informação um grande número de neurônios transmite em conjunto sobre os estímulos que chegam. Antes, isso só era possível para alguns neurônios, e agora o método consegue acompanhar a capacidade de métodos experimentais que registram milhares de neurônios simultaneamente.
Terrence Sejnowski

Terrence Sejnowski

Professor e chefe de laboratório
Laboratório de Neurobiologia Computacional
Cadeira Francis Crick

Inovações e Descobertas:

  • O laboratório Sejnowski está usando técnicas de modelagem de computador para tentar encapsular o que sabemos sobre o cérebro, bem como para testar hipóteses sobre como as células cerebrais processam, classificam e armazenam informações.
  • Eles desenvolveram um novo modelo de como as memórias são consolidadas – ou armazenadas no cérebro – durante o sono. Os pesquisadores levantaram a hipótese de que algumas memórias são fortalecidas durante o sono, enquanto outras memórias, consideradas menos importantes, são perdidas. Revelar mais sobre como o cérebro armazena memórias pode ajudar os pesquisadores a entender como a memória é afetada em distúrbios como a doença de Alzheimer.
  • Sejnowski baseou-se em um modelo de computador de como os neurônios transmitem impulsos elétricos e encontrou uma ligação inesperada entre um canal celular e uma corrente de potássio – a proporção de densidades entre os dois determina se os neurônios podem disparar adequadamente, fornecendo novos conhecimentos para os sintomas da esclerose múltipla.