教育背景
1998-2002 清华大学工程力学系 学士
2002-2004 清华大学工程力学系 硕士
2004-2010 哈佛大学 博士
工作经历
2010-2015 美国霍华德修斯研究所詹宁斯校区 博士后
2015-2020 清华大学医学院 助理教授
2020-2024 清华大学医学院 副教授
2024-至今 清华大学基础医学院 副教授
研究领域
学习和记忆的神经机制。人类大脑包含上百个不同的脑区，这些脑区通过纷繁复杂的神经纤维连接，构成能根据不同情况实时灵活处理信息的脑网络。外界的感觉信息进入大脑后以工作记忆的形式短暂存储，以指导下一步的行动。工作记忆是学习、推理、决策、意识等认知活动的基础。本实验室以小鼠为主要模式系统，结合光遗传学操控、多通道电生理、双光子成像和定量行为学研究多脑区的神经网络如何促进工作记忆信息的产生，如何维持工作记忆；多脑区神经动力学如何协同变化以支持工作记忆行为的学习；同时开发新型结构和功能成像方法促进多脑区神经动力学的研究。通过脑网络功能研究，结合新型技术手段，最终理解工作记忆脑网络的运行机制，为工作记忆疾病的治疗提供新的思路，并启发新型人工智能计算模型。
科学贡献
长期致力于工作记忆神经环路功能研究和光学显微成像技术研发，构建了研究脑区间功能性连接的高通量方法，绘制了清醒小鼠顶部皮层区域到丘脑的功能性连接图谱，发现了各皮层脑区对丘脑不同区域的因果性影响，确立了皮层-丘脑-皮层通路在大脑信息处理中的重要作用；在工作记忆行为小鼠中，结合光遗传操控和多通道电生理技术，发现基底节输出核团可通过运动丘脑核团特异性地调控前运动皮层的神经活动，促使前运动皮层神经元产生不同的活动轨迹来编码对应的工作记忆；发现工作记忆可以以非对称的形式维持在两侧半脑，这种非对称性由两侧半脑的相互作用决定，即主导半脑决定着非主导半脑的神经活动，并且这种影响能力可解释小鼠在不同任务、不同个体以及不同天中行为的差异；开发了多尺度光片显微成像系统和转盘共聚焦智能成像系统，实现了高速、高分辨率、高对比度小鼠透明脑全脑成像，重构了单神经元的完整形态。一系列的研究成果以第一/通讯作者在Nature、Nature Methods、Neuron (4篇)、Cell Reports, eLife, PNAS、Molecular Psychiatry等国际核心学术刊物上发表。受邀担任科学进展《Science Advances》Associate Editor。先后主持自然科学基金委面上项目，科技创新2030—“脑科学与类脑研究”重大项目。
代表性论文
1.Ocklenburg S and Guo ZV. Cross-hemispheric communication: Insights on lateralized brain functions. Neuron, 2024, 10.1016/j.neuron.2024.02.010
2.Zhang Y, Wang M, Zhu Q, Guo Y, Liu B, Li J, Yao X, Kong C, Zhang Y, Huang Y, Qi H, Wu J, Guo ZV & Dai H. Long-term mesoscale observation of native 3D intercellular dynamics across a mammalian organ by RUSH3D. Under review
3.Jaramillo J, and Guo ZV. Thalamocortical Contributions to Neural Dynamics and Behavior. Book Chap of the Cerebral Cortex and thalamus, Edited by Martin Usrey and S. Murray Sherman
4.Geng J, Tang Y, Yu Z, Gao Y, Li W, Lu Y, Wang B, Zhou H, Li P, Liu N, Wang P, Fan Y, Yang Y, Guo ZV and Liu X. Chronic Ca2+ imaging of cortical neurons with long-term expression of GCaMP-X. eLife, https://doi.org/10.7554/eLife.76691
5.Yin X, Wang W, Li J, and Guo ZV. Lateralization of short-term memory in the frontal cortex. Cell Reports, 2022. 40, 111190.
6.Lu J, Zhang Z, Yin X, Tang Y, Ji R, Chen H, Guang Y, Gong X, He Y, Zhou W, Wang H, Cheng K, Wang Y, Chen X, Xie P, and Guo ZV. An entorhinal-visual cortical circuit regulates depression-like behaviors. Molecular Psychiatry, 2022. 27, 3807–3820.
7.Wang Y, Yin X, Zhang Z, Li J, Zhao W and Guo ZV. A cortico-basal ganglia-thalamo-cortical channel underlying short-term memory. Neuron, 2021. 109, 3486-3499.
8.Zhang Z, Yao X, Yin X, Ding J, Huang T, Huo Y, Ji R, Peng H and Guo ZV. Multi-scale light-sheet fluorescence microscopy for fast whole brain imaging. Front neuroanat, 2021. 15: 732464
9.Chen H, Huang T, Yang Y, Yao X, Huo Y, Wang Y, Zhao W, Ji R, Yang H and Guo ZV. Sparse imaging and reconstruction tomography for high-speed high-resolution whole brain imaging. Cell reports methods, 2021. 1(6), 100089.
10.Lu J, Gong X, Yao X, Guang Y, Yang H, Ji R, He Y, Zhou W, Wang H, Wang W, Bai S, Guo H, Guo ZV* and Xie P*. Prolonged chronic social defeat stress promotes less resilience and higher uniformity in depression-like behaviors in adult male mice. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2021. 553:107-13
11.Huo Y, Chen H and Guo ZV. Mapping functional connectivity from the dorsal cortex to the thalamus. Neuron, 2020. 107, 1080-1094.
12.Guo ZV, Inagaki HK, Daie K, Druckmann S, Gerfen CR and Svoboda K. Maintenance of persistent activity in a frontal thalamocortical loop. Nature. 2017. 545, 181-186.
13.Guo ZV, Hires SA, Li N, O'Connor DH, Komiyama T, Ophir E, Huber D, Bonardi C, Morandell K, Gutnisky D, Peron S, Xu N, Cox J, Svoboda K. Procedures for behavioral experiments in head-fixed mice. Plos one. 2014, 9(2): e88678.
14.Guo ZV, Li N, Huber D, Ophir E, Gutnisky D, Ting JT, Feng G and Svoboda K. Flow of cortical activity underlying a tactile decision in mice. Neuron. 2014, 81, 179-194.
15.Guo ZV, Hart AC and Ramanathan S. Optical interrogation of neural circuits in Caenorhabditis elegans. Nature Methods. 2009, 6, 891-896.
16.Guo ZV and Mahadevan L. Limbless undulatory propulsion on land. PNAS. 2008, 105(9), 3179-3184.
17.Z Guo and W Yang. MPM/MD handshaking method for multiscale simulation and its application to high energy cluster impacts. International Journal of Mechanical Sciences, 2006, 48(2), 145–159.
