Phòng thí nghiệm Brigman nghiên cứu cách sự xúc phạm phát triển thần kinh và bệnh tâm thần kinh dẫn đến những thay đổi hành vi không tốt làm giảm chất lượng cuộc sống với mục tiêu cứu vãn những thiếu hụt này và cải thiện kết quả.
Theo truyền thống, các nghiên cứu ở loài gặm nhấm sử dụng các hành vi tập trung vào thế mạnh của chúng (đào bới, ngửi, điều hướng). Mặc dù những cách tiếp cận này đã mang lại nhiều dữ liệu, nhưng chúng khác rất nhiều so với cách chúng ta đo lường chức năng nhận thức của con người. Mục tiêu chính của phòng thí nghiệm là phát triển và xác nhận các xét nghiệm mới để điều tra kết quả hành vi có thể trực tiếp hơn so với dữ liệu lâm sàng. Bắt đầu từ năm 2001, tôi đã làm việc để phát triển và tinh chỉnh các nhiệm vụ sử dụng các phương pháp tiếp cận màn hình cảm ứng để học trên màn hình, trí nhớ và các hành vi kiểm soát điều hành. Công việc này đã giúp thiết lập tiện ích của chuột trong nghiên cứu chức năng điều hành và dẫn đến việc áp dụng rộng rãi hơn các mô hình mở màn hình cảm ứng để sàng lọc thông lượng cao. Trong 10 năm qua, phòng thí nghiệm của tôi đã tích hợp ghi âm in vivo về hoạt động của tế bào thần kinh vỏ não và điện thế trường cục bộ trong các nhiệm vụ này in vivo để giúp chúng tôi hiểu rõ hơn về cách các vùng não khác nhau làm trung gian cho các hành vi cụ thể. Gần đây hơn, chúng tôi đã tham gia vào một nghiên cứu đa trường đại học để so sánh hoạt động thần kinh liên quan đến hành vi cụ thể ở cả loài gặm nhấm và con người để kiểm tra tiện ích của dữ liệu hành vi của loài gặm nhấm trong việc phát triển mục tiêu điều trị.
Tác động của rượu đối với chức năng vỏ não và các quy trình kiểm soát điều hành mà nó làm cơ sở là một vấn đề quan trọng vì việc mất các quy trình quan trọng này có thể dẫn đến sự suy giảm lớn về chất lượng cuộc sống. Mặc dù tác động của việc tiếp xúc với người phát triển hoặc trưởng thành đối với không gian và ở mức độ thấp hơn đối với tác nhân hoạt động, các nhiệm vụ đã được ghi nhận đầy đủ, một số nghiên cứu đã sử dụng phép đo trực tuyến chức năng tế bào thần kinh để phân tích sự thay đổi mức độ mạch sau khi tiếp xúc. Kỹ thuật sử dụng trong cơ thể kỹ thuật ghi âm, Phòng thí nghiệm Brigman thậm chí tiếp xúc trước khi sinh ở mức độ vừa phải hơn cũng đủ để làm suy giảm tính linh hoạt của hành vi và thay đổi quá trình khai thác và tuyển dụng của vỏ não. Ngoài ra, PAE rối loạn điều hòa phối hợp cortico-vân cần thiết cho sự linh hoạt trong hành vi. Gần đây, chúng tôi đã chỉ ra rằng PAE cũng làm thay đổi hành vi phục hồi và phân biệt thị giác - không gian theo cách khác là kiêng EtOH ở tuổi trưởng thành sớm. Thật thú vị, chúng tôi cũng đã chỉ ra rằng môi trường đầu đời có thể thay đổi đáng kể kết quả trong các mô hình này.
Mất các loại phụ NMDAR cụ thể trong vỏ não, hồi hải mã và thể vân có thể làm thay đổi cả khả năng học tập và độ dẻo của khớp thần kinh. Dựa trên các nghiên cứu cơ bản được thực hiện trong phòng thí nghiệm Holmes, phòng thí nghiệm của tôi đã điều tra vai trò của GluN2A và GluN2B có chứa NMDAR bằng cách sử dụng các mô hình hạ gục có điều kiện và toàn bộ não trước và bất hoạt dược lý. Chúng tôi đã chỉ ra rằng mất GluN2A trên toàn bộ não làm giảm khả năng học tập đơn giản và tính linh hoạt trong một nhiệm vụ thay đổi thiết lập. Hơn nữa, chúng tôi đã chỉ ra rằng mất GluN2B trong vỏ não và hồi hải mã làm giảm khả năng học phân biệt nhưng làm giảm khả năng học các quy tắc thích hợp và áp dụng các quy tắc đó vào các vấn đề mới. Nhiều nghiên cứu gần đây đã kết hợp chuột loại trực tiếp GluN2B với trong cơ thể ghi lại trong quá trình thực hiện hành vi để cho thấy rằng việc mất tiểu đơn vị làm thay đổi cả hoạt động của vỏ não và tầng cũng như cách các vùng giao tiếp. Với những phát hiện cho thấy những lời xúc phạm về quá trình phát triển như tiếp xúc với rượu trước khi sinh làm thay đổi biểu hiện của tiểu đơn vị NMDAR, chúng tôi hiện đang điều tra xem liệu biểu hiện này có thể làm trung gian cho việc học tập và thay đổi hiệu quả hay không.
Suy giảm chức năng điều hành là một đặc điểm chung của nhiều rối loạn tâm thần kinh. Trên thực tế, thiếu hụt nhận thức có thể có tác động tiêu cực lớn hơn đến chất lượng cuộc sống của bệnh nhân Tâm thần phân liệt hơn là các triệu chứng tiêu cực hoặc tích cực. Các mô hình tiền lâm sàng của bệnh Tâm thần phân liệt đã cho thấy việc mất các hệ thống cụ thể đã dẫn đến suy giảm hành vi đối với các nhiệm vụ phiên dịch như thế nào. Trước đây, tôi đã chỉ ra rằng mất chức năng GABAergic ở não trước đủ để làm thay đổi sự chú ý và làm giảm khả năng học tập đảo ngược trong khi phencyclidine mãn tính làm thay đổi các biện pháp điều tra xã hội nhưng không ảnh hưởng đến khả năng học tập và đảo ngược. Gần đây, Phòng thí nghiệm Brigman, phối hợp với Phòng thí nghiệm Mellios tại UNM, đã chỉ ra rằng sự đánh bại của circleHomer1a, một vòng sinh học được làm giàu tế bào thần kinh biểu hiện trong vỏ não trước, đủ để làm giảm khả năng đảo ngược nhiệm vụ phân biệt thị giác trên màn hình cảm ứng của chúng ta. Điều quan trọng, phòng thí nghiệm Mellios cũng cho thấy rằng circleHomer1a đã giảm đáng kể trong các mẫu mô PFC sau khi chết ở bệnh nhân Tâm thần phân liệt và Rối loạn Lưỡng cực. Các nghiên cứu hợp tác đang diễn ra hiện nay đang điều tra các cơ chế về cách những thay đổi trong các microRNA tròn có thể làm giảm hành vi.