Om meer inzicht te krijgen in de onderliggende mechanismen van gezonde hersenfuncties en neurologische en psychologische ziekten, leiden de faculteiten van het Neuroscience Institute van NYU Langone onderzoeksprojecten op vijf brede, elkaar overlappende gebieden van de neurowetenschappen: cellulaire en moleculaire neurowetenschappen, systeemneurowetenschappen, cognitieve en gedragsneurowetenschappen, computationele neurowetenschappen, en translationele en klinische neurowetenschappen.

Cellulaire en moleculaire neurowetenschappen

De basiseenheden van het zenuwstelsel zijn uiterst gespecialiseerde celtypen die neuronen en glia worden genoemd. Neuronen, met hun uitgebreide dendrieten en axonen, produceren unieke elektrische gebeurtenissen en gebruiken een complex, hoogontwikkeld systeem om met elkaar te communiceren. Glia zijn een diverse familie van cellen die een verscheidenheid aan ondersteunende functies vervullen in het hele zenuwstelsel.

Cellulaire en moleculaire neurowetenschappers proberen een grondig begrip te krijgen van de fundamentele processen binnen en tussen neuronen en glia, die ontstaan uit de wisselwerking van een groot aantal signaalmoleculen, ionenkanalen, en tal van andere fijn afgestemde componenten. Zij identificeren nieuwe doelwitten en trajecten die een cruciale rol spelen in fundamentele en complexe neurale mechanismen, zoals die welke ten grondslag liggen aan leren en geheugen. Deze processen en componenten zijn vaak direct gekoppeld aan neurologische ziekten en kunnen klinisch relevante doelen blijken te zijn voor nieuwe medicijnbehandelingen.

Onze onderzoekers gebruiken de meest geavanceerde technieken, zoals twee-foton microscopie, in vivo labeling van celtype-specifieke individuele neuronen, en microarray analyses, om de ontwikkeling en functie van zowel de intacte als de zieke hersenen op cellulair en moleculair niveau te onderzoeken.

Systems Neuroscience

Er zijn ongeveer 90 miljard neuronen in de menselijke hersenen. Elk neuron staat in verbinding met vele andere neuronen, en samen werken ze als een netwerk om te reageren op informatie uit de buitenwereld, beweging te controleren, en talloze andere complexe functies uit te voeren.

Systeemneurowetenschappers identificeren hoe neuronen netwerken vormen; informatie over de buitenwereld of onze interne toestand coderen of decoderen; en uiteindelijk aanleiding geven tot een grote verscheidenheid aan gedragingen, waaronder zintuiglijke waarneming, motorische controle, geheugen, aandacht, en taal. Deze complexe functies zijn vaak aangetast in neurologische en psychiatrische aandoeningen, wat het belang onderstreept van het begrijpen hoe ze ontstaan uit neuronale activiteit.

Onze faculteit onderzoekt de belangrijkste systemen binnen het zenuwstelsel, waaronder visuele en auditieve zintuigen, geheugen en emoties centra, en motorische regio’s van de hersenen, in gezondheid en ziekte modellen.

Cognitieve en Gedrags Neurowetenschappen

De hersenen geven aanleiding tot onze gedachten, gedragingen, emoties, en gevoel van zelf. Het neemt als het ware beslissingen, schenkt aandacht, leert en houdt onze herinneringen vast. Cognitieve en gedragsneurowetenschappers leggen de neurale substraten bloot die ten grondslag liggen aan deze mentale processen en onderzoeken hoe deze verstoord zijn bij neurologische stoornissen.

Onze wetenschappers gebruiken geavanceerde beeldvormingstechnieken, zoals functionele MRI, in combinatie met gedragsbeoordelingen, neuromodulerende interventies, en computationele modellering, om beter te begrijpen hoe de hersenen informatie gebruiken om herinneringen, taal, en mentale processen te produceren.

Computationele neurowetenschappen

De ingewikkelde biofysica van neuronen en de complexiteit van neurale systemen lenen zich beide voor wiskundige modellering en computerwetenschappelijke benaderingen.

Computationele modellen kunnen worden gebouwd op cellulair of netwerkniveau om te onderzoeken welke aspecten kritisch zijn voor neuronale functie, communicatie en, uiteindelijk, gedragingen. Zoals in veel gebieden van de biologie, de recente explosie van gegevens uit nieuwe, geavanceerde onderzoekstechnieken ook verhoogt onze behoefte aan de analyse en representatie van gegevens te verbeteren met behulp van computationele middelen.

Computationele neurowetenschappers bevorderen ons begrip van informatieverwerking in de hersenen en werken vaak samen met experimentele neurowetenschappers om hun modellen voortdurend te verfijnen.

Translationele en klinische neurowetenschappen

Het vertalen van ontdekkingen uit fundamenteel onderzoek naar klinische toepassingen is een grote uitdaging op alle gebieden van de biomedische wetenschap. In de neurowetenschappen is de behoefte aan nieuwe therapeutica voor de behandeling van ontwikkelingsstoornissen, degeneratieve stoornissen, psychiatrische stoornissen en andere soorten aandoeningen bijzonder groot.

Onze translationele neurowetenschappers onderzoeken hoe neurowetenschappelijke basisbevindingen zich verhouden tot ziektetoestanden, testen theorieën over ziekteprogressie en ontwikkelen nieuwe strategieën voor mogelijke therapieën. Tegelijkertijd passen onze klinische neurowetenschappers, van specialismen zoals neurologie, psychiatrie, neurochirurgie, radiologie, otolaryngologie-hoofd- en nekchirurgie en anesthesiologie, de meest actuele benaderingen toe om patiënten zorg van de hoogste kwaliteit te bieden.

We werken ook nauw samen met NYU Langone’s Office of Therapeutics Alliances, Clinical and Translational Science Institute, en Clinical Research Support Unit om nieuwe geneesmiddelen, apparaten en behandelingen te testen en te valideren om de resultaten voor patiënten te verbeteren.