Aby poszerzyć nasze zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw zdrowego funkcjonowania mózgu oraz chorób neurologicznych i psychologicznych, wykładowcy Instytutu Neuronauki NYU Langone prowadzą projekty badawcze w pięciu szerokich, nakładających się na siebie obszarach neuronauki: neuronauka komórkowa i molekularna, neuronauka systemowa, neuronauka poznawcza i behawioralna, neuronauka obliczeniowa oraz neuronauka translacyjna i kliniczna.
Cellular and Molecular Neuroscience
Podstawowymi jednostkami układu nerwowego są znakomicie wyspecjalizowane typy komórek zwane neuronami i gliami. Neurony, z ich rozległymi dendrytami i aksonami, wytwarzają unikalne zdarzenia elektryczne i używają złożonego, wysoko rozwiniętego systemu do komunikowania się ze sobą. Glej jest zróżnicowana rodzina komórek, które wykonują różne funkcje pomocnicze w całym układzie nerwowym.
Naukowcy komórkowi i molekularni szukają dokładnego zrozumienia podstawowych procesów w i między neuronami i glejami, które wynikają z interakcji dużej liczby cząsteczek sygnalizacyjnych, kanałów jonowych i wielu innych precyzyjnie dostrojonych składników. Identyfikują one nowe cele i ścieżki, które odgrywają kluczową rolę w podstawowych i złożonych mechanizmów neuronalnych, takich jak te, które leżą u podstaw uczenia się i pamięci. Te procesy i składniki często są bezpośrednio związane z chorobami neurologicznymi i mogą okazać się klinicznie istotnymi celami dla nowych terapii lekowych.
Nasi badacze wykorzystują najbardziej zaawansowane techniki, takie jak mikroskopia dwufotonowa, znakowanie in vivo poszczególnych neuronów specyficznych dla danego typu komórek oraz analizy mikromacierzy, aby zbadać rozwój i funkcje zarówno nienaruszonego, jak i chorego mózgu na poziomie komórkowym i molekularnym.
Nauka systemowa
W ludzkim mózgu znajduje się około 90 miliardów neuronów. Każdy neuron łączy się z wieloma innymi neuronami i razem działają jako sieć, aby odpowiadać na informacje ze świata zewnętrznego, kontrolować ruch i wykonywać niezliczone inne złożone funkcje.
Naukowcy zajmujący się neuronauką systemową określają, w jaki sposób neurony tworzą sieci; kodują lub dekodują informacje o świecie zewnętrznym lub naszych stanach wewnętrznych; i ostatecznie dają początek szerokiej gamie zachowań, w tym percepcji sensorycznej, kontroli motorycznej, pamięci, uwagi i języka. Te złożone funkcje są często dotknięte w zaburzeniach neurologicznych i psychiatrycznych, podkreślając znaczenie zrozumienia, jak powstają one z aktywności neuronów.
Nasz wydział bada główne systemy w układzie nerwowym, w tym zmysłów wzrokowych i słuchowych, pamięci i emocji centrów i regionów motorycznych mózgu, w zdrowiu i modelach choroby.
Nauka poznawcza i behawioralna
Mózg daje podstawę do naszych myśli, zachowań, emocji i poczucia siebie. W pewnym sensie podejmuje decyzje, zwraca uwagę, uczy się i utrzymuje nasze wspomnienia. Neurolodzy poznawczy i behawioralni odkrywają podłoża neuronalne, które leżą u podstaw tych procesów umysłowych i badają, w jaki sposób są one zakłócane w zaburzeniach neurologicznych.
Nasi naukowcy wykorzystują zaawansowane techniki obrazowania, takie jak funkcjonalny rezonans magnetyczny, w połączeniu z ocenami behawioralnymi, interwencjami neuromodulacyjnymi i modelowaniem obliczeniowym, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób mózg wykorzystuje informacje do wytwarzania wspomnień, języka i procesów umysłowych.
Neurobiologia obliczeniowa
Złożona biofizyka neuronów i złożoność systemów neuronalnych nadają się do modelowania matematycznego i podejść informatycznych.
Modele obliczeniowe mogą być budowane na poziomie komórkowym lub sieciowym w celu zbadania, jakie aspekty są krytyczne dla funkcji neuronów, komunikacji i, ostatecznie, zachowań. Podobnie jak w wielu dziedzinach biologii, ostatnia eksplozja danych z nowych, wyrafinowanych technik badawczych również zwiększa naszą potrzebę poprawy analizy i reprezentacji danych za pomocą środków obliczeniowych.
Nauka Translacyjna i Kliniczna
Przekładanie podstawowych odkryć badawczych na zastosowania kliniczne jest głównym wyzwaniem we wszystkich dziedzinach nauk biomedycznych. W neurobiologii potrzeba nowych terapii w leczeniu zaburzeń rozwojowych, zwyrodnieniowych, psychiatrycznych i innych jest szczególnie duża.
Nasi neurobiolodzy zajmujący się badaniami translacyjnymi badają, w jaki sposób podstawowe odkrycia neurobiologiczne odnoszą się do stanów chorobowych, testują teorie progresji choroby i opracowują nowe strategie dla potencjalnych terapii. Równolegle nasi neurobiolodzy kliniczni, ze specjalności takich jak neurologia, psychiatria, neurochirurgia, radiologia, otolaryngologia – chirurgia głowy i szyi oraz anestezjologia, stosują najbardziej aktualne podejścia, aby zapewnić pacjentom opiekę najwyższej klasy.
Współpracujemy również ściśle z NYU Langone’s Office of Therapeutics Alliances, Clinical and Translational Science Institute oraz Clinical Research Support Unit, aby testować i zatwierdzać nowe leki, urządzenia i metody leczenia w celu poprawy wyników leczenia pacjentów.
Współpracujemy również ściśle z NYU Langone’s Office of Therapeutics Alliances, Clinical and Translational Science Institute oraz Clinical Research Support Unit, aby testować i zatwierdzać nowe leki, urządzenia i metody leczenia w celu poprawy wyników leczenia pacjentów.