腦神經網路在虛擬社會環境中的訊息處理

在網路時代，傳統定義上的社交訊號如面部表情、氣味與肢體碰觸都不復存在。虛擬環境擁有什麼特別的感官訊息可以讓動物長時間投入其中，進行社交活動？這個題目牽涉到網路與電動成癮的社會問題。本實驗室研究大腦如何處理數位化的社交資訊。

利用視覺虛擬環境，我們建構出虛擬動物來與真實動物互動，並精確的控制虛擬動物的行為，例如互動中的時間差﹝ ex. 反應慢半拍有差嗎？﹞與行為的可預測性。透過有系統的行為學研究，我們重新思考什麼樣的感官訊息會影響社會行為。

我們使用成年斑馬魚這種微型動物，在虛擬環境中進行社會行為的同時，以雙光子顯微鏡觀察腦部中大量神經元的活動。成年斑馬魚作為神經科學研究的動物模型，其優勢在於豐富的行為﹝例如學習與社會行為﹞與微型的大腦，允許科學家使用光學方法探討各腦區之間的互動。

由於“預期心理”在社交行為中扮演重要的角色，我們計畫尋找特定神經細胞群，觀察其活動訊號是否能代表“預測（prediction）”或“預測錯誤（prediction error）”的狀態。我們也探討自閉症相關基因的突變是否導致大腦中關於預測錯誤的活動產生異常。希望為精神疾病的產生機制，提供一個全新面向的解讀。

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• Lab members

• PDF, 2013-2019, Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research, Switzerland
• Ph.D., 2012, Program in Neuroscience, Harvard University, USA
• BS, 2004, Dept. Life Science, National Tsing Hua University

• 2021 Chiquet Originality Prize, Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research, Switzerland
• 2022 Career Development Award, Academia Sinica, Taiwan

1. Huang, K.-H., Rupprecht, P., Frank, T., Kawakami, K., Bouwmeester, T., and Friedrich, R.W. (2020). A virtual reality system to analyze neural activity and behavior in adult zebrafish. Nature Methods 17, 343–351.
2. Huang, K.-H.*, Ahrens, M.B.*, Dunn, T.W., and Engert, F. (2013). Spinal Projection Neurons Control Turning Behaviors in Zebrafish. Current Biology 23, 1566–1573. (* equal contribution)
3. Ahrens, M.B.*, Huang, K.-H.*, Narayan, S., Mensh, B.D., and Engert, F. (2013). Two-photon calcium imaging during fictive navigation in virtual environments. Frontiers in Neural Circuits 7. (* equal contribution)
4. Valente, A.*, Huang, K.-H.*, Portugues, R., and Engert, F. (2012). Ontogeny of classical and operant learning behaviors in zebrafish. Learning & Memory 19, 170–177. (* equal contribution)
5. Henley, J.R., Huang, K., Wang, D., and Poo, M. (2004). Calcium Mediates Bidirectional Growth Cone Turning Induced by Myelin-Associated Glycoprotein. Neuron 44, 909–916.
6. Wong, S.T., Henley, J.R., Kanning, K.C., Huang, K., Bothwell, M., and Poo, M. (2002). A p75NTR and Nogo receptor complex mediates repulsive signaling by myelin-associated glycoprotein. Nature Neuroscience 5, 1302–1308.