Le laboratoire Brigman étudie comment les atteintes neurodéveloppementales et les maladies neuropsychiatriques entraînent des changements comportementaux inadaptés qui diminuent la qualité de vie dans le but de remédier à ces déficits et d'améliorer les résultats.
Traditionnellement, les études sur les rongeurs utilisent des comportements qui se concentrent sur leurs forces (creuser, sentir, naviguer). Bien que ces approches aient produit une multitude de données, elles diffèrent grandement de la façon dont nous mesurons la fonction cognitive chez les humains. L'un des principaux objectifs du laboratoire est de développer et de valider de nouveaux tests pour étudier les résultats comportementaux qui peuvent être comparés plus directement aux données cliniques. À partir de 2001, j'ai travaillé à développer et à affiner des tâches en utilisant des approches d'écran tactile pour l'apprentissage sur écran, la mémoire et les comportements de contrôle exécutif. Ce travail a permis d'établir l'utilité de la souris dans la recherche sur les fonctions exécutives et a conduit à une adoption plus large des paradigmes opérant sur écran tactile pour le criblage à haut débit. Au cours des 10 dernières années, mon laboratoire a intégré l'enregistrement in vivo de l'activité des neurones corticaux et des potentiels de champ locaux au cours de ces tâches. in vivo pour nous aider à mieux comprendre comment différentes régions du cerveau interviennent dans des comportements spécifiques. Plus récemment, nous avons participé à une étude multi-universitaire pour comparer l'activité neuronale associée à un comportement spécifique chez les rongeurs et les humains afin de tester l'utilité des données comportementales des rongeurs dans le développement de cibles thérapeutiques.
L'impact de l'alcool sur la fonction corticale et les processus de contrôle exécutif qu'il sous-tend est un problème critique car la perte de ces processus clés peut entraîner une baisse importante de la qualité de vie. Bien que l'impact de l'exposition développementale ou adulte sur les tâches spatiales et, dans une moindre mesure, opérantes ait été bien documenté, peu d'études ont utilisé la mesure en ligne de la fonction neuronale pour analyser les altérations du niveau du circuit après l'exposition. Utiliser des techniques in vivo techniques d'enregistrement, le laboratoire Brigman, même une exposition prénatale plus modérée est suffisante pour altérer la flexibilité comportementale et altérer la décharge corticale et le recrutement. De plus, la PAE a dérégulé la coordination cortico-striatale requise pour la flexibilité comportementale. Récemment, nous avons montré que les PAE modifient également le comportement de réintégration et la discrimination visuo-spatiale chez les personnes abstinentes d'EtOH au début de l'âge adulte. De manière intéressante, nous avons également montré que l'environnement au début de la vie peut considérablement modifier les résultats de ces modèles.
La perte de sous-types NMDAR spécifiques dans le cortex, l'hippocampe et le striatum peut altérer à la fois l'apprentissage et la plasticité synaptique. Sur la base d'études fondamentales menées dans le laboratoire Holmes, mon laboratoire a étudié le rôle du GluN2A et du GluN2B contenant du NMDAR à l'aide de modèles de knock-out conditionnels et du cerveau antérieur et d'une inactivation pharmacologique. Nous avons montré que la perte de GluN2A à l'échelle du cerveau nuit à l'apprentissage simple et à la flexibilité dans une tâche de changement d'ensemble. De plus, nous avons montré que la perte de GluN2B dans le cortex et l'hippocampe épargne l'apprentissage de la discrimination mais nuit à la capacité d'apprendre les règles appropriées et d'appliquer ces règles à de nouveaux problèmes. Des études plus récentes ont combiné des souris knock-out pour GluN2B avec in vivo enregistrement pendant le comportement pour montrer que la perte de la sous-unité altère à la fois l'activité corticale et stratale, et comment les régions communiquent. Compte tenu des découvertes selon lesquelles des agressions développementales telles que l'exposition prénatale à l'alcool modifient l'expression de la sous-unité NMDAR, nous étudions actuellement si cette expression peut favoriser un apprentissage et un changement efficaces.
Les troubles de la fonction exécutive sont une caractéristique commune de nombreux troubles neuropsychiatriques. En fait, les déficits cognitifs peuvent avoir un impact négatif plus important sur la qualité de vie des patients atteints de schizophrénie que les symptômes négatifs ou positifs. Des modèles précliniques de la schizophrénie ont montré comment la perte de systèmes spécifiques entraînait des troubles du comportement lors des tâches translationnelles. Auparavant, j'ai montré que la perte de la fonction GABAergique dans le cerveau antérieur était suffisante pour altérer l'attention et altérer l'apprentissage par inversion, tandis que la phencyclidine chronique modifiait les mesures d'investigation sociale mais épargnait l'apprentissage et l'inversion. Récemment, le Brigman Lab, en collaboration avec le Mellios Lab de l'UNM, a montré que le knockdown de circHomer1a, un circARN enrichi en neurones exprimé dans le cortex frontal, était suffisant pour altérer l'inversion lors de notre tâche de discrimination visuelle sur écran tactile. Fait important, le laboratoire Mellios a également montré que circHomer1a a été significativement réduite dans les échantillons post-mortem de tissus PFC chez les patients atteints de schizophrénie et de trouble bipolaire. Des études collaboratives en cours étudient les mécanismes par lesquels les altérations des microARN circulaires peuvent altérer le comportement.