אנו חוקרים תהליכים קוגניטיביים שונים אשר מקודדים באזורי מוח רבים. עיבוד תחושה, תפיסה, זיכרון ולמידה הם חלק מהתהליכים הקוגניטיביים המעניינים אותנו. במעבדה אנו נוקטים קודם כל בגישה רחבה כדי למדוד פעילות עצבית בו-זמנית מכמה שיותר אזורים בזמן שהעכבר מבצע משימה התנהגותית מורכבת. לאחר גישה זאת, אנו מזהים אזורים מעניינים ונוקטים בגישה צרה כדי לחקור תת-אוכלוסיות ספציפיות בזמן התנהגות. בגישה הצרה אנו משתמשים במיקרוסקופ דו-פוטוני המסוגל לדמות תאים בודדים בכמה אזורים שונים במקביל, בתיוג תאי עצב לפי יעד הפלט שלהם ובאופטוגנטיקה כדי לחקור את הקאוזליות של תת האוכלוסייה. כל זאת נעשה בזמן שעכברים מבצעים סוגים שונים של משימות אשר כל אחת מדגישה תהליך קוגניטיבי שונה. המטרה שלנו זה ליצור מפת מוח קוגניטיבית אשר על בסיסה אינפורמציה זורמת מאזור לאזור לפי התהליך הקוגניטיבי והדרישה הנוכחית.
מחקר
במחקר לדוגמא, חקרנו איפה בקליפת המוח נמצא זיכרון קצר הטווח. בשביל זה, אימנו עכברים על משימה התנהגותית המצריכה שימוש בזיכרון קצר טווח, ובו זמנית השתמשנו ברישום-רוחב כדי לדמות אוכלוסיות נוירונים מכל קליפת המוח. גילינו ממצאים מפתיעים שבו זיכרון נמצא באזורים מאד שונים לפי האסטרטגיה הפנימית של העכבר (ראה תרשים). לכן, תהליכים קוגניטיביים הם גמישים ודינאמיים ודורשים מאתנו לנקוט גישה גמישה ורחבה על מנת להבין לעומקם תהליכים קוגניטיביים שונים.
A) הסט-אפ ההתנהגותי שבו עכברים חשים גירויים שונים בעזרת השפם וזוכרים את הגירוי לכמה שניות. בזמן זה, אנו מבצעים רישום-רוחב של כל קליפת המוח. B) תנועות הגוף של העכבר בשני טריילים שבו העכבר דיווח נכון. באחד הטריילים העכבר היה אקטיבי בזמן הגירוי ושני הוא היה פסיבי. C) מפת פעילות בזמן הזיכרון בכל חד מהטריילים שמראה הפעלה פרונטלית עבור טרייל אקטיבי והפעלה אחורית לטרייל פסיבי (אזורים באדום/לבן מראים פעילות גבוהה).
בנוסף, המחקר במעבדה כולל:
- דימות בו-זמנית של אזורים תת-קורטיקליים עמוקים כמו תלמוס, היפוקמפוס וסטריאטום
- שימוש במיקרוסקופ דו-פוטוני חדיש המסוגל לדמות בו-זמנית תאים בודדים בכמה אזורים קורטיקליים שונים
- תיוג תת-אוכלוסיות על בסיס יעד הפלט שלהם כדי להבין לעומק זרימת מידע מאזור לאזור
- שימוש באופטוגנטיקה על מנת להשתיק תת-אוכלוסייה ספציפית בזמן התנהגות
- אימון עכבר על משימות קוגניטיביות שונות
- דימות רוחב של סוגי אוכלוסיות שונות כגון תאים מעכבים או תאים בשכבה קורטיקלית שונה
