基本信息
姚海珊  女  博导  中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心
电子邮件: haishanyao@ion.ac.cn
通信地址: 上海市岳阳路320号生命科学实验大楼A730
邮政编码: 200031

研究领域

主要研究方向及内容

在目标导向的行为中,人和动物往往需要将当前的环境刺激、内在的预期目标和过往的选择历史信息整合起来,产生特定的决策和动作。本实验室以小鼠为模型,研究视觉或嗅觉引导的抉择行为、刺激-奖励偶联学习行为和灵活行为的神经机制。实验技术手段包括清醒小鼠的多电极胞外记录、光纤成像记录、钙成像、光遗传/化学遗传操纵、免疫组化和小鼠行为学等


学习行为的神经环路机制

眶额叶皮层(Orbitofrontal cortex, OFC)在奖励信息处理、抉择、学习和灵活行为中发挥重要作用。OFC有不同的亚区以及向不同脑区的投射,分别介导不同的功能。我们之前的工作发现,OFC向初级视皮层的反馈投射参与视觉偶联学习(Liu D et al, Nat Commun, 2020)。为了进一步理解投射特异性OFC神经元的功能,我们使用逆行跨单突触病毒绘制了5种投射特异性OFC神经元的全脑输入图谱。我们观察到,不同类型OFC神经元的主要输入来自包括次级运动皮层(Secondary motor cortex, MOs)和前扣带回皮层(Anterior cingulate area, ACA)在内的皮层区域和包括背内侧丘脑(Mediodorsal thalamus, MD)在内的丘脑区域。在目前的工作中,我们进一步研究MOs/ACAOFC的投射在视觉刺激-奖励偶联学习行为中的作用,以及MD-OFC环路在嗅觉刺激引导的反转学习中的作用。


视觉感知抉择行为的神经机制

视觉信息引导抉择行为的产生需要多个脑区(视皮层、额叶皮层、丘脑和基底神经节等)神经元活动的参与。我们之前的工作表明,在灵活视觉分类行为中,额叶的次级运动皮层(MOs)参与行动选择的灵活控制(Wang T-Y et al, eLife, 2020);在视觉Go/No-Go行为中,接受MOs输入的间接通路纹状体神经元对行为中的不恰当反应有抑制调控作用(Liu J et al, Neurosci Bull, 2023)。我们目前在研究视皮层-MOs环路和视觉高阶丘脑-MOs环路对视觉感知抉择行为的调控作用。

间接通路纹状体神经元投向基底神经节的外侧苍白球(External globus pallidus, GPe)在目前的工作中,我们在进一步研究不同投射类型的GPe神经元在视觉感知抉择行为中的作用,并利用之前建立的光遗传标记技术(Chen Z et al, Cell Rep, 2021)来研究不同类型GPe神经元编码的任务相关信息。

纹状体神经元除了接受皮层的输入,也接受丘脑核团,包括束旁核(Parafascicular thalamic nucleus, PF)的输入。我们也研究不同投射类型的PF​神经元以及PF-纹状体环路对视觉感知抉择行为的调控作用。




招生信息

招生专业
071006-神经生物学
0710Z2-计算生物学
招生方向
视觉神经生物学
视觉抉择行为的神经环路机制
学习行为的神经环路机制

教育背景

1994-09--1999-07   中国科学院上海生理研究所   博士
1990-09--1994-07   武汉大学   学士

工作经历

   
工作简历
2005-11~现在, 中国科学院神经科学研究所, 研究员
2000-03~2005-11,美国加州大学伯克利分校, 博士后
社会兼职
2021-01-01-2023-12-31,Editorial Member for Neuroscience Bulletin,

教授课程

神经生物学

出版信息

   
发表论文
[1] Cell Rep Med.. 2024,   通讯作者  
[2] Neurosci Bull. 2024,   通讯作者  
[3] Xie, Taorong, Huang, Can, Zhang, Yijie, Liu, Jing, Yao, Haishan. Influence of Recent Trial History on Interval Timing. Neurosci Bull[J]. 2023, 第 5 作者  通讯作者  39(4): 559-575, 
[4] Liu, Jing, Liu, Dechen, Pu, Xiaotian, Zou, Kexin, Xie, Taorong, Li, Yaping, Yao, Haishan. The secondary motor cortex-striatum circuit contributes to suppressing inappropriate responses in perceptual decision behavior. Neurosci Bull[J]. 2023, 第 7 作者  通讯作者  
[5] Chen, Zhaorong, Zhang, ZhiYu, Zhang, Wen, Xie, Taorong, Li, Yaping, Xu, XiaoHong, Yao, Haishan. Direct and indirect pathway neurons in ventrolateral striatum differentially regulate licking movement and nigral responses. CELL REPORTS[J]. 2021, 第 7 作者  通讯作者  37(3): https://doaj.org/article/3ddf2c28ea024e35a214d5e39a0e4a90.
[6] Zhou, Haibo, Su, Jinlin, Hu, Xinde, Zhou, Changyang, Li, He, Chen, Zhaorong, Xiao, Qingquan, Wang, Bo, Wu, Wenyan, Sun, Yidi, Zhou, Yingsi, Tang, Cheng, Liu, Fei, Wang, Linhan, Feng, Canbin, Liu, Mingzhe, Li, Sanlan, Zhang, Yifeng, Xu, Huatai, Yao, Haishan, Shi, Linyu, Yang, Hui. Glia-to-Neuron Conversion by CRISPR-CasRx Alleviates Symptoms of Neurological Disease in Mice. CELL[J]. 2020, 第 20 作者181(3): 590-603.e16, http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2020.03.024.
[7] Wang, TianYi, Liu, Jing, Yao, Haishan. Control of adaptive action selection by secondary motor cortex during flexible visual categorization. ELIFE[J]. 2020, 第 3 作者  通讯作者  9: https://doaj.org/article/cc602cd4abe24dd29d6045cbb898cbd1.
[8] Liu, Dechen, Deng, Juan, Zhang, Zhewei, Zhang, ZhiYu, Sun, YanGang, Yang, Tianming, Yao, Haishan. Orbitofrontal control of visual cortex gain promotes visual associative learning. NATURE COMMUNICATIONS[J]. 2020, 第 7 作者  通讯作者  11(1): http://dx.doi.org/10.1038/s41467-020-16609-7.
[9] Jiang, Weiqian, Liu, Jing, Zhang, Dinghong, Xie, Taorong, Yao, Haishan. Short-Term Influence of Recent Trial History on Perceptual Choice Changes with Stimulus Strength. NEUROSCIENCE[J]. 2019, 第 5 作者  通讯作者  409: 1-15, http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroscience.2019.04.010.
[10] Li, Fengling, Jiang, Weiqian, Wang, TianYi, Xie, Taorong, Yao, Haishan. Phase-specific Surround suppression in Mouse Primary Visual Cortex Correlates with Figure Detection Behavior Based on Phase Discontinuity. NEUROSCIENCE[J]. 2018, 第 5 作者  通讯作者  379: 359-374, http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroscience.2018.03.039.
[11] Zhang, Dinghong, Yu, Bin, Liu, Jing, Jiang, Weiqian, Xie, Taorong, Zhang, Ran, Tong, Dali, Qiu, Zilong, Yao, Haishan. Altered visual cortical processing in a mouse model of MECP2 duplication syndrome. SCIENTIFIC REPORTS[J]. 2017, 第 9 作者  通讯作者  7(1): https://doaj.org/article/36c0543bfd344114b1b57f7976353692.
[12] Song, Chen, Yao, Haishan. Unconscious processing of invisible visual stimuli. SCIENTIFIC REPORTS[J]. 2016, 第 2 作者6: https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000389656200001.
[13] Zhu, Yingjie, Qiao, Wenhui, Liu, Kefei, Zhong, Huiyuan, Yao, Haishan. Control of response reliability by parvalbumin-expressing interneurons in visual cortex. NATURE COMMUNICATIONS[J]. 2015, 第 5 作者  通讯作者  6(1): http://ir.sibs.ac.cn/handle/331001/3954.
[14] Long, Minghai, Jiang, Weiqian, Liu, Dechen, Yao, Haishan. Contrast-dependent orientation discrimination in the mouse. SCIENTIFIC REPORTS[J]. 2015, 第 4 作者  通讯作者  5(1): http://ir.sibs.ac.cn/handle/331001/3928.
[15] Wang, Xudong, Chen, Cheng, Zhang, Dinghong, Yao, Haishan. Cumulative latency advance underlies fast visual processing in desynchronized brain state. PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA[J]. 2014, 第 4 作者  通讯作者  111(1): 515-520, http://www.irgrid.ac.cn/handle/1471x/850759.
[16] Liu, Kefei, Yao, Haishan. Contrast-dependent OFF-dominance in cat primary visual cortex facilitates discrimination of stimuli with natural contrast statistics. EUROPEAN JOURNAL OF NEUROSCIENCE[J]. 2014, 第 2 作者  通讯作者  39(12): 2060-2070, http://www.irgrid.ac.cn/handle/1471x/850735.
[17] Zhu, Yingjie, Yao, Haishan. Modification of Visual Cortical Receptive Field Induced by Natural Stimuli. CEREBRAL CORTEX[J]. 2013, 第 2 作者  通讯作者  23(8): 1923-1932, 
[18] Zheng, Lian, Yao, Haishan. Stimulus-Entrained Oscillatory Activity Propagates as Waves from Area 18 to 17 in Cat Visual Cortex. PLOS ONE[J]. 2012, 第 2 作者  通讯作者  7(7): http://www.irgrid.ac.cn/handle/1471x/591046.
[19] Wang, Cheng, Yao, Haishan. Sensitivity of V1 Neurons to Direction of Spectral Motion. CEREBRAL CORTEX[J]. 2011, 第 2 作者  通讯作者  21(4): 964-973, http://www.irgrid.ac.cn/handle/1471x/502299.
[20] Yao HaiShan, Lu HaiDong, Wang Wei. Visual neuroscience research in China. SCIENCE CHINA-LIFE SCIENCES. 2010, 第 1 作者  通讯作者  53(3): 363-373, https://www.sciengine.com/doi/10.1007/s11427-010-0071-y.
[21] Song, Chen, Yao, Haishan. Duality in Binocular Rivalry: Distinct Sensitivity of Percept Sequence and Percept Duration to Imbalance between Monocular Stimuli. PLOS ONE[J]. 2009, 第 2 作者4(9): http://www.irgrid.ac.cn/handle/1471x/502360.
[22] Tan, Zhongchao, Yao, Haishan. The Spatiotemporal Frequency Tuning of LGN Receptive Field Facilitates Neural Discrimination of Natural Stimuli. JOURNAL OF NEUROSCIENCE[J]. 2009, 第 2 作者  通讯作者  29(36): 11409-11416, http://www.irgrid.ac.cn/handle/1471x/502359.
[23] Yao, H., Shi, L., Han, F., Gao, H., Dan, Y.. Rapid learning in cortical coding of visual scenes. NAT. NEUROSCI.[J]. 2007, 772-778., http://www.irgrid.ac.cn/handle/1471x/591047.
[24] Yao, HS, Shen, YS, Dan, Y. Intracortical mechanism of stimulus-timing-dependent plasticity in visual cortical orientation tuning. PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA[J]. 2004, 101(14): 5081-5086, https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000220761200065.
[25] Yao, HS, Li, CY. Clustered organization of neurons with similar extra-receptive field properties in the primary visual cortex. NEURON[J]. 2002, 35(3): 547-553, http://dx.doi.org/10.1016/S0896-6273(02)00782-1.
[26] Yao, HS, Dan, Y. Stimulus timing-dependent plasticity in cortical processing of orientation. NEURON[J]. 2001, 32(2): 315-323, http://dx.doi.org/10.1016/S0896-6273(01)00460-3.

科研活动

   
科研项目
( 1 ) 特定类型的抑制性神经元在图形背景分离中的贡献, 负责人, 国家任务, 2016-01--2019-12
( 2 ) 皮层反馈投射在视觉学习行为中的作用, 负责人, 国家任务, 2018-01--2021-12
( 3 ) 脑认知功能的环路机制, 负责人, 中国科学院计划, 2018-01--2022-12
( 4 ) 小型模式动物全脑神经联接图谱, 负责人, 地方任务, 2018-07--2023-06
( 5 ) 次级运动皮层-背侧纹状体环路在视觉感知决策行为中的作用, 负责人, 国家任务, 2022-01--2025-12
( 6 ) 抉择的突触与跨脑区环路机制研究, 负责人, 国家任务, 2021-12--2026-11
( 7 ) 感觉和记忆相关脑区的全脑介观神经联接图谱, 负责人, 国家任务, 2021-11--2022-10
参与会议
(1)Regulation of perceptual decision behavior by cortico-cortical and cortico-striatal circuits   2023-06-13
(2)Role of secondary motor cortex in visually guided behavior   视觉修复和编码研讨会   2021-06-19
(3)Control of adaptive action selection by secondary motor cortex during flexible visual categorization   中国神经科学学会神经科学研究技术分会2019年学术年会日程(中国深圳)   2019-10-30
(4)Neural mechanism of visually-guided behavior   2019 中国视觉科学会议暨李朝义院士纪念论坛   2019-06-24
(5)Neural circuit mechanism of visually-guided behavior   2018-03-22
(6)Visual cortical processing and visually guided behavior   高级脑功能与立体定向脑电图临床应用研讨会   2017-08-09
(7)Contrast-dependent orientation discrimination in the mouse   2015-09-22
(8)Control of response reliability by parvalbumin-expressing interneurons in visual cortex   2015-06-03
(9)Contrast-dependent orientation discrimination in mouse   2014-10-08
(10)Processing of natural stimuli in the early visual pathway   2014-06-12
(11)Natural image statistics and receptive field properties in the early visual pathway   2013-07-31
(12)Control of cortical response reliability and stimulus selectivity by inhibitory neurons    2013-07-26
(13)Control of cortical response reliability and stimulus selectivity by inhibitory neurons    第四届国际神经科技大会   2013-05-23
(14)Experience-dependent and brain state-dependent processing in the visual cortex   2012-12-15
(15)Processing of complex spectral signals in the early visual system   Haishan Yao   2009-02-25

指导学生

已指导学生

王成  博士研究生  071006-神经生物学  

谈仲超  博士研究生  071006-神经生物学  

陈成  博士研究生  071006-神经生物学  

朱英杰  博士研究生  071006-神经生物学  

刘克飞  博士研究生  071006-神经生物学  

郑炼  博士研究生  071006-神经生物学  

张丁红  博士研究生  071006-神经生物学  

乔文慧  博士研究生  071006-神经生物学  

隆明海  博士研究生  071006-神经生物学  

刘德陈  博士研究生  071006-神经生物学  

姜维谦  博士研究生  071006-神经生物学  

李凤灵  博士研究生  071006-神经生物学  

王天一  博士研究生  071006-神经生物学  

张治宇  博士研究生  071006-神经生物学  

陈昭融  博士研究生  071006-神经生物学  

刘婧  博士研究生  071006-神经生物学  

现指导学生

张毅杰  博士研究生  071006-神经生物学  

乐子薇  博士研究生  071006-神经生物学  

蒲晓天  博士研究生  071006-神经生物学  

黄璨  博士研究生  071006-神经生物学  

任靖宇  博士研究生  071006-神经生物学  

邹可欣  博士研究生  071006-神经生物学  

徐菁泽  硕士研究生  071006-神经生物学