För att öka förståelsen för de underliggande mekanismerna för frisk hjärnfunktion och neurologiska och psykologiska sjukdomar leder fakulteten vid Neuroscience Institute vid NYU Langone forskningsprojekt inom fem breda, överlappande områden inom neurovetenskapen: cellulär och molekylär neurovetenskap, systemneurovetenskap, kognitiv och beteendevetenskaplig neurovetenskap, beräkningsneurovetenskap samt translationell och klinisk neurovetenskap.
Cellulär och molekylär neurovetenskap
Nervsystemets grundläggande enheter är ytterst specialiserade celltyper som kallas neuroner och glia. Neuronerna, med sina omfattande dendriter och axoner, producerar unika elektriska händelser och använder ett komplext, högt utvecklat system för att kommunicera med varandra. Glia är en varierad familj av celler som utför en mängd olika stödfunktioner i hela nervsystemet.
Cellulära och molekylära neurovetare strävar efter en grundlig förståelse av de grundläggande processerna inom och mellan neuroner och glia, som uppstår genom samspelet mellan ett stort antal signalmolekyler, jonkanaler och ett stort antal andra finjusterade komponenter. De identifierar nya mål och vägar som spelar kritiska roller i grundläggande och komplexa neurala mekanismer, t.ex. de som ligger till grund för inlärning och minne. Dessa processer och komponenter är ofta direkt kopplade till neurologiska sjukdomar och kan visa sig vara kliniskt relevanta mål för nya läkemedelsbehandlingar.
Våra forskare använder den mest avancerade tekniken, t.ex. tvåfotonmikroskopi, in vivo-märkning av celltypsspecifika enskilda neuroner och mikroarrayanalyser, för att undersöka utvecklingen och funktionen av både den intakta och sjuka hjärnan på cellulär och molekylär nivå.
Systemneurovetenskap
Det finns cirka 90 miljarder neuroner i den mänskliga hjärnan. Varje neuron är kopplad till många andra neuroner, och tillsammans fungerar de som ett nätverk för att reagera på information från omvärlden, styra rörelser och utföra otaliga andra komplexa funktioner.
Systemneurovetare identifierar hur neuronerna bildar nätverk, kodar eller avkodar information om omvärlden eller våra inre tillstånd, och i slutändan ger upphov till en mängd olika beteenden, bland annat sinnesuppfattning, motorisk kontroll, minne, uppmärksamhet och språk. Dessa komplexa funktioner påverkas ofta vid neurologiska och psykiatriska störningar, vilket understryker vikten av att förstå hur de uppstår ur neuronal aktivitet.
Vår fakultet utforskar de viktigaste systemen inom nervsystemet, inklusive syn- och hörselsinnet, minnes- och känslocentra samt hjärnans motoriska regioner, i modeller för hälsa och sjukdom.
Kognitiv och beteendevetenskaplig neurovetenskap
Hjärnan ger upphov till våra tankar, beteenden, känslor och känsla av sig själv. På sätt och vis fattar den beslut, är uppmärksam, lär sig och håller fast vid våra minnen. Kognitiva och beteendevetenskapliga neurovetare avslöjar de neurala substrat som ligger till grund för dessa mentala processer och undersöker hur de störs vid neurologiska störningar.
Våra forskare använder avancerad avbildningsteknik, t.ex. funktionell MRT, i kombination med beteendebedömningar, neuromodulerande interventioner och beräkningsmodellering, för att bättre förstå hur hjärnan använder information för att producera minnen, språk och mentala processer.
Computational Neuroscience
Neuronernas invecklade biofysik och de neurala systemens komplexitet lämpar sig båda för matematisk modellering och datavetenskapliga tillvägagångssätt.
Datormodeller kan byggas upp på cellulär nivå eller nätverksnivå för att undersöka vilka aspekter som är kritiska för neuronernas funktion, kommunikation och i slutändan beteenden. Liksom inom många biologiska områden ökar den senaste tidens explosion av data från nya, sofistikerade forskningsmetoder också vårt behov av att förbättra analysen och representationen av data med hjälp av beräkningsmetoder.
Datoriska neurovetare främjar vår förståelse av informationsbehandling i hjärnan och arbetar ofta tillsammans med experimentella neurovetare för att kontinuerligt förfina sina modeller.
Translationell och klinisk neurovetenskap
Översättning av upptäckter inom grundforskningen till kliniska tillämpningar är en stor utmaning inom alla områden av biomedicinsk vetenskap. Inom neurovetenskapen är behovet av nya terapier för att behandla utvecklingsstörningar, degenerativa, psykiatriska och andra typer av sjukdomar särskilt stort.
Våra translationella neurovetare undersöker hur grundläggande neurovetenskapliga upptäckter förhåller sig till sjukdomstillstånd, testar teorier om sjukdomsutveckling och utvecklar nya strategier för tänkbara terapier. Parallellt tillämpar våra kliniska neurovetare, från specialiteter som neurologi, psykiatri, neurokirurgi, radiologi, otolaryngologi – huvud- och nackkirurgi och anestesiologi, de mest aktuella metoderna för att ge patienterna förstklassig vård.
Vi har också ett nära samarbete med NYU Langones kontor för terapeutiska allianser, institutet för klinisk och translationell vetenskap och enheten för stöd till klinisk forskning för att testa och validera nya läkemedel, anordningar och behandlingar i syfte att förbättra patientresultaten.