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Identificação

Identificação pessoal

Nome completo
Joseph Paton

Nomes de citação

  • Paton, Joseph

Identificadores de autor

Ciência ID
0C10-BB79-908D
ORCID iD
0000-0002-1663-6455

Websites

Domínios de atuação

  • Ciências Naturais - Ciências Biológicas

Idiomas

Idioma Conversação Leitura Escrita Compreensão Peer-review
Inglês Utilizador proficiente (C2) Utilizador proficiente (C2) Utilizador proficiente (C2) Utilizador proficiente (C2)
Português Utilizador independente (B2) Utilizador independente (B2) Utilizador independente (B1) Utilizador independente (B2)
Formação
Grau Classificação
2008
Concluído
Columbia University Doctoral program in Neurobiology and Behavior (Doctor of Philosophy)
Columbia University, Estados Unidos
" Neural activity in the primate amygdala during appetitive and aversive classical conditioning" (TESE/DISSERTAÇÃO)
Thesis awarded with distinction
2003
Concluído
Columbia University Doctoral program in Neurobiology and Behavior (Master)
Columbia University, Estados Unidos
"N/A" (TESE/DISSERTAÇÃO)
N/A
2000
Concluído
Bachelor of Science in Biology (Bachelor)
Tufts University, Estados Unidos
"The effect of Pilocarpine on a motor rhythm in larval Manduca Sexta" (TESE/DISSERTAÇÃO)
Highest Thesis Honors
Percurso profissional

Ciência

Categoria Profissional
Instituição de acolhimento
Empregador
2012/01/01 - Atual Investigador principal (carreira) (Investigação) Programa Champalimaud de Neurociências, Portugal
2008/05/01 - 2012/01/31 Investigador (Investigação) Fundação Champalimaud, Portugal

Cargos e Funções

Categoria Profissional
Instituição de acolhimento
Empregador
2019/11/30 - Atual Director de Unidade Orgânica Fundação Champalimaud, Portugal
Programa Champalimaud de Neurociências, Portugal

Outros

Categoria Profissional
Instituição de acolhimento
Empregador
2008/05/01 - 2012/01/31 Visiting Scientist Howard Hughes Medical Institute Janelia Farm Research Campus, Estados Unidos
2002/09/02 - 2008/05/14 Doctoral student in the laboratory of Dr. Daniel Salzman Columbia University, Estados Unidos
2001/09/01 - 2002/09/01 Research Technician, Laboratory of Dr. Daniel Salzman Columbia University, Estados Unidos
2000/08/20 - 2001/08/15 Research Technician in the laboratory of Dr. William T. Newsome Howard Hughes Medical Institute - Stanford University, Estados Unidos
1998/09/01 - 2000/05/15 Undergraduate researcher within the invertebrate neurobiology laboratory of Dr. Barry Trimmer Tufts University, Estados Unidos
1999/05/15 - 1999/09/01 Howard Hughes Medical Institute summer student, Worked in the Development/Genetics laboratory of Dr. Alan Michelson. Howard Hughes Medical Institute - Harvard Medical School, Estados Unidos
1997/05/15 - 1997/09/01 Course assistant for summer graduate courses in Parasitology, Medical Mycology, and Computational Neuroscience Marine Biological Laboratory, Estados Unidos
Projetos

Bolsa

Designação Financiadores
2023/09/01 - 2025/08/31 Differential targeting of molecularly identified striatal neurons as a therapeutic strategy for minimizing non-motor side effects of dopamine replacement
Investigador responsável
Fundação Champalimaud, Portugal
Michael J. Fox Foundation (MJFF)
Em curso
2018 - 2023 Toward a circuit level understanding of cognition
55008745
Investigador responsável
Howard Hughes Medical Institute
Em curso
2018 - 2023 Basal ganglia circuit mechanisms underlying dynamic cognitive behavior
DYCOCIRC_772339
Investigador responsável
European Research Council
Em curso
2017 - 2020 How do dopamine neurons and striatal populations interact during decision-making?
193/2016
Investigador responsável
Fundação Bial
Concluído
2014/03/01 - 2017/02/28 How do the basal ganglia force cortex to do what they want?
SCGB 325476
Investigador responsável
Simons Foundation
Concluído
2013/01/01 - 2015/12/31 Embodied Cognition, the nature of time encoding in the brain?
BIAL-BIC-188/12
Investigador responsável
Fundação Bial
Concluído

Projeto

Designação Financiadores
2022/01/17 - 2025/01/16 The neural basis of Weber´s Law
PTDC/MED-NEU/4584/2021
Fundação Champalimaud, Portugal
Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Em curso
2018/07/17 - 2022/01/16 Whole-brain mechanisms of operant learning in zebrafish: cells, circuits and behaviour.
PTDC/MED-NEU/32664/2017
Fundação Champalimaud, Portugal
Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Concluído
2019/01/01 - 2019/12/31 Champalimaud Neuroscience Programme
UID/NEU/04443/2019
Fundação Champalimaud, Portugal
Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Concluído
2017 - 2018 Pharmacological and circuit dissection of direct and indirect pathways during impulsivity
research agreement
Investigador responsável
Roche Pharma Schweiz AG
Concluído
Produções

Publicações

Artigo em revista
  1. Rodrigues, Filipe S.; Monteiro, Tiago; Motiwala, Asma; Paton, Joseph J.. "The dorsolateral striatum encodes a temporal basis for the organization of behavior". Neuron 112 22 (2024): 3675-3677. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2024.10.022.
    10.1016/j.neuron.2024.10.022
  2. Tiago Monteiro; Filipe S. Rodrigues; Margarida Pexirra; Bruno F. Cruz; Ana I. Gonçalves; Pavel E. Rueda-Orozco; Joseph J. Paton. "Using temperature to analyze the neural basis of a time-based decision". Nature Neuroscience (2023): https://doi.org/10.1038/s41593-023-01378-5.
    10.1038/s41593-023-01378-5
  3. Bruno F. Cruz; Gonçalo Guiomar; Sofia Soares; Asma Motiwala; Christian K. Machens; Joseph J. Paton. "Action suppression reveals opponent parallel control via striatal circuits". Nature (2022): https://doi.org/10.1038/s41586-022-04894-9.
    10.1038/s41586-022-04894-9
  4. Asma Motiwala; Sofia Soares; Bassam V. Atallah; Joseph J. Paton; Christian K. Machens. "Efficient coding of cognitive variables underlies dopamine response and choice behavior". Nature Neuroscience (2022): https://doi.org/10.1038/s41593-022-01085-7.
    10.1038/s41593-022-01085-7
  5. Cruz BF; Paton JJ. "Dopamine gives credit where credit is due.". Neuron (2021): http://europepmc.org/abstract/med/34139181.
    10.1016/j.neuron.2021.05.033
  6. Paton, Joseph J.; Buonomano, Dean V.. "The Neural Basis of Timing: Distributed Mechanisms for Diverse Functions". Neuron 98 4 (2018): 687-705. http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2018.03.045.
    10.1016/j.neuron.2018.03.045
  7. Lau, Brian; Monteiro, Tiago; Paton, Joseph J. "The many worlds hypothesis of dopamine prediction error: implications of a parallel circuit architecture in the basal ganglia". Current Opinion in Neurobiology 46 (2017): 241-247. http://dx.doi.org/10.1016/j.conb.2017.08.015.
    10.1016/j.conb.2017.08.015
  8. Burgess, Christopher P.; Lak, Armin; Steinmetz, Nicholas A.; Zatka-Haas, Peter; Bai Reddy, Charu; Jacobs, Elina A.K.; Linden, Jennifer F.; et al. "High-Yield Methods for Accurate Two-Alternative Visual Psychophysics in Head-Fixed Mice". Cell Reports 20 10 (2017): 2513-2524. http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2017.08.047.
    10.1016/j.celrep.2017.08.047
  9. Saez, Rebecca A.; Saez, Alexandre; Paton, Joseph J.; Lau, Brian; Salzman, C. Daniel. "Distinct Roles for the Amygdala and Orbitofrontal Cortex in Representing the Relative Amount of Expected Reward". Neuron 95 1 (2017): 70-77.e3. http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2017.06.012.
    10.1016/j.neuron.2017.06.012
  10. Soares S; Atallah BV; Paton JJ. "Midbrain dopamine neurons control judgment of time.". (2016): http://europepmc.org/abstract/med/27940870.
  11. Gouvêa, Thiago S; Monteiro, Tiago; Motiwala, Asma; Soares, Sofia; Machens, Christian; Paton, Joseph J. "Striatal dynamics explain duration judgments". eLife 4 (2015): http://dx.doi.org/10.7554/elife.11386.
    10.7554/elife.11386
  12. Mello GB; Soares S; Paton JJ. "A scalable population code for time in the striatum.". (2015): http://europepmc.org/abstract/med/25913405.
    10.1016/j.cub.2015.02.036
  13. Paton JJ; Lau B. "Tread softly and carry a clock's tick.". (2015): http://europepmc.org/abstract/med/25710833.
    10.1038/nn.3959
  14. Lopes G; Bonacchi N; Frazão J; Neto JP; Atallah BV; Soares S; Moreira L; et al. "Bonsai: an event-based framework for processing and controlling data streams.". (2015): http://europepmc.org/abstract/med/25904861.
    10.3389/fninf.2015.00007
  15. Gomez-Marin, A.; Paton, J.J.; Kampff, A.R.; Costa, R.M.; Mainen, Z.F.. "Big behavioral data: Psychology, ethology and the foundations of neuroscience". Nature Neuroscience 17 11 (2014): 1455-1462. http://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-84908500040&partnerID=MN8TOARS.
    10.1038/nn.3812
  16. Gouvêa, T.S.; Monteiro, T.; Soares, S.; Atallah, B.V.; Paton, J.J.. "Ongoing behavior predicts perceptual report of interval duration". Frontiers in Neurorobotics 8 MAR (2014): http://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-84904858499&partnerID=MN8TOARS.
    10.3389/fnbot.2014.00010
  17. Zhang, W.; Schneider, D.M.; Belova, M.A.; Morrison, S.E.; Paton, J.J.; Salzman, C.D.. "Functional circuits and anatomical distribution of response properties in the primate amygdala". Journal of Neuroscience 33 2 (2013): 722-733. http://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-84872062763&partnerID=MN8TOARS.
    10.1523/JNEUROSCI.2970-12.2013
  18. Paton, J.J.; Louie, K.. "Reward and punishment illuminated". Nature Neuroscience 15 6 (2012): 807-809. http://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-84861537988&partnerID=MN8TOARS.
    10.1038/nn.3122
  19. Belova, M.A.; Paton, J.J.; Salzman, C.D.. "Moment-to-moment tracking of state value in the amygdala". Journal of Neuroscience 28 40 (2008): 10023-10030. http://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-54049104420&partnerID=MN8TOARS.
    10.1523/JNEUROSCI.1400-08.2008
  20. Belova, M.A.; Paton, J.J.; Morrison, S.E.; Salzman, C.D.. "Expectation Modulates Neural Responses to Pleasant and Aversive Stimuli in Primate Amygdala". Neuron 55 6 (2007): 970-984. http://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-34548571904&partnerID=MN8TOARS.
    10.1016/j.neuron.2007.08.004
  21. Salzman, C.D.; Paton, J.J.; Belova, M.A.; Morrison, S.E.. "Flexible neural representations of value in the primate brain". Annals of the New York Academy of Sciences 1121 (2007): 336-354. http://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-37549052420&partnerID=MN8TOARS.
    10.1196/annals.1401.034
  22. Paton, J.J.; Belova, M.A.; Morrison, S.E.; Salzman, C.D.. "The primate amygdala represents the positive and negative value of visual stimuli during learning". Nature 439 7078 (2006): 865-870. http://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-32844469435&partnerID=MN8TOARS.
    10.1038/nature04490
  23. Salzman, C.D.; Belova, M.A.; Paton, J.J.. "Beetles, boxes and brain cells: Neural mechanisms underlying valuation and learning". Current Opinion in Neurobiology 15 6 (2005): 721-729. http://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-27944492732&partnerID=MN8TOARS.
    10.1016/j.conb.2005.10.016
Poster em conferência
  1. Sousa Margarida; Bujalski, Pawel; Cruz Bruno; Louie Kenway ; McNamee, Daniel; Paton, Joseph. "Dopamine neurons reveal an efficient code for a multidimensional, distributional map of the future.". Trabalho apresentado em COSYNE, 2023 (Montreal, Canada), 2023.
  2. Freitas, Sofia; Paton, Joseph; Renart, Alfonso. Autor correspondente: Freitas, Sofia. "Probing the mechanistic implementation of temporal control using behaviour". Trabalho apresentado em 2021 Champalimaud Research Symposium - Dialogues on neural and machine intelligence, 2021.
Pré-impressão
  1. Haimerl, Caroline; Filipe S. Rodrigues; Paton, Joseph. Autor correspondente: Paton, Joseph. "Time, control, and the nervous system". 2025. https://arxiv.org/abs/2503.22917.
  2. Sousa, Margarida; Bujalski, Pawel; Cruz, Bruno F.; Louie, Kenway; McNamee, Daniel; Paton, Joseph J.. "Dopamine neurons encode a multidimensional probabilistic map of future reward". 2023. http://dx.doi.org/10.1101/2023.11.12.566727.
    10.1101/2023.11.12.566727
  3. Filipe S. Rodrigues; Tiago Monteiro; Asma Motiwala; Joseph J. Paton. "The dorsolateral striatum encodes a temporal basis for the organization of behavior". 2023. https://doi.org/10.1101/2023.11.13.566826.
    10.1101/2023.11.13.566826
  4. Thiago S. Gouvêa; Tiago Monteiro; Asma Motiwala; Sofia Soares; Christian K. Machens; Joseph J. Paton. "Striatal dynamics explain duration judgments". 2015. https://doi.org/10.1101/020883.
    10.1101/020883
Tese / Dissertação
  1. Cruz, Bruno. "Striatal circuits supporting action production and suppression". Doutoramento, 2022. http://hdl.handle.net/10362/138597.
  2. Soares, Sofia Lima da Silva. "Time in the basal ganglia". Doutoramento, 2017. http://hdl.handle.net/10362/78875.
  3. Gouvêa, Thiago Santos. "Striatal dynamics represent subjective time". Doutoramento, 2016. http://hdl.handle.net/10362/51884.
  4. Peixoto, Diogo Manuel Barros Magalhães da Rocha. "Single-trial correlates of decision-making in dorsal premotor and primary motor cortices". Doutoramento, 2016. http://hdl.handle.net/10362/55748.
  5. Mello, Gustavo Borges Moreno e. "Neural and Behavioral Mechanisms of Interval Timing in the Striatum". Doutoramento, 2016. http://hdl.handle.net/10362/43665.
  6. Lopes, Gonçalo Cardoso. "A Robust Role for Motor Cortex". Doutoramento, 2016. http://hdl.handle.net/10362/57508.
  7. Fernandes, José Joaquim Fonseca Ribas. "Hierarchical Reinforcement Learning in Behavior and the Brain". Doutoramento, 2013. http://hdl.handle.net/10362/11971.
  8. Soares, Sofia Lima da Silva, 1987-. "Optogenetic investigation of striatal cell type during timing behavior". Mestrado, 2010. http://hdl.handle.net/10451/2392.

Outros

Outra produção
  1. Using temperature to analyse the neural basis of a latent temporal decision. In revision. 2020. Tiago Monteiro; Filipe S. Rodrigues; Margarida Pexirra; Bruno F. Cruz; Ana I. Gonçalves; Pavel E. Rueda-Orozco; Joseph J. Paton. https://doi.org/10.1101/2020.08.24.251827.
    10.1101/2020.08.24.251827
  2. Striatal circuits support broadly opponent aspects of action suppression and production. Now titled "Action suppression reveals opponent parallel control via striatal circuits" and in principle accepted for publication in Nature, 2022. Authors: Bruno F. Cruz, Gonçalo Guiomar, Asma Motiwala, Sofia Soares, Chrisitian K. Machens, Joseph J. Paton. 2020. Paton, Joseph. https://doi.org/10.1101%2F2020.06.30.180539.
    10.1101/2020.06.30.180539
  3. Dopamine responses reveal efficient coding of cognitive variables. now titled "Efficient coding of cognitive variables underlies dopamine responses and choice behavior" and in principle accepted for publication in Nature Neuroscience, 2022.. 2020. Paton, Joseph. https://doi.org/10.1101%2F2020.05.20.100065.
    10.1101/2020.05.20.100065
  4. A robust role for motor cortex. 2016. Gonçalo Lopes; Joana Nogueira; George Dimitriadis; Jorge Aurelio Menendez; Joseph J. Paton; Adam R. Kampff. https://doi.org/10.1101/058917.
    10.1101/058917
  5. High-yield methods for accurate two-alternative visual psychophysics in head-fixed mice. 2016. Christopher P Burgess; Armin Lak; Nicholas A Steinmetz; Peter Zatka-Haas; Charu Bai Reddy; Elina A K Jacobs; Jennifer F Linden; et al. https://doi.org/10.1101/051912.
    10.1101/051912
Atividades

Orientação

Título / Tema
Papel desempenhado
Curso (Tipo)
Instituição / Organização
2018/02/01 - 2018/11/26 Manipulations of striatal temperature cause dose dependent changes in duration judgments
Orientador
2013/09/01 - 2018/10/26 Internal representations for time based decisions
Coorientador
2018 - 2018 Signatures and Consequences of Distributional Reinforcement Learning
Orientador
Neurociências (associação) (Doutoramento)
Universidade Nova de Lisboa Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, Portugal
2012/09/01 - 2017/12/04 Time in the Basal Ganglia
Orientador
2017 - 2017 Dissociable features of striatal dynamics bias the what, when and how of decision-making
Orientador
Neurociências (associação) (Doutoramento)
Universidade Nova de Lisboa Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, Portugal
2017 - 2017 Parallel loops of behavioural control by opponent striatal circuits
Orientador
Neurociências (associação) (Doutoramento)
Universidade Nova de Lisboa Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, Portugal
2011/09/01 - 2016/12/09 A robust role for motor cortex
Orientador
2010/09/01 - 2016/05/05 Striatal dynamics represent subjective time
Orientador
2011/09/01 - 2016/02/11 Neural and Behavioral Mechanisms of Interval Timing in the Striatum
Orientador
2015 - 2015 Context dependent expectation signals in behavior and brain
Orientador
Neurociências (associação) (Doutoramento)
Universidade Nova de Lisboa Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, Portugal
2015 - 2015 Striatal circuits supporting action production and suppression
Orientador
Neurociências (associação) (Doutoramento)
Universidade Nova de Lisboa Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, Portugal
2014 - 2014 Internal representations for time based decisions
Orientador
Neurociências (associação) (Doutoramento)
Universidade Nova de Lisboa Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, Portugal
2012 - 2012 Time in the basal ganglia: The contributions of striatal and midbrain dopamine neurons to timing behavior
Orientador
Biologia (Doutoramento)
Universidade Nova de Lisboa Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, Portugal
2011 - 2011 A Robust Role for Motor Cortex
Coorientador
Biologia (Doutoramento)
Universidade Nova de Lisboa Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, Portugal
2011 - 2011 Neural and Behavioral Mechanisms of Interval Timing in the Striatum
Orientador
Neurociências (associação) (Doutoramento)
Universidade Nova de Lisboa Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, Portugal
2010 - 2010 Single-trial correlates of decision-making in dorsal premotor and primary motor cortices
Coorientador
Biologia (Doutoramento)
Universidade Nova de Lisboa Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, Portugal
2008 - 2008 Hierarchical Reinforcement Learning in Behavior and the Brain
Coorientador
Biologia (Doutoramento)
Universidade Nova de Lisboa Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, Portugal
2008 - 2008 The Neural Mechanisms of Dopaminergic Modulation of Timing and Time Perception
Coorientador
Biologia (Doutoramento)
Universidade Nova de Lisboa Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier, Portugal

Organização de evento

Nome do evento
Tipo de evento (Tipo de participação)
Instituição / Organização
2018/08/01 - Atual Co-director and Instructor in the FENS CAJAL advanced neuroscience training course in computational neuroscience. (2018/08/01)
Outro (Coorganizador)
2021/01/01 - 2021/10/15 Chair of the Champalimaud Research Symposium 2021 "Dialogues on Neural and Machine Intelligence". (2021/10/13 - 2021/10/15)
Simpósio (Outra)
Fundação Champalimaud, Portugal

Programa Champalimaud de Neurociências, Portugal
2019/03/04 - 2019/03/05 Co-organizer of "Dopamine, Updated" workshop at the Cosyne meeting in 2019 (2019/03/04 - 2019/03/05)
Oficina (workshop) (Coorganizador)

Arbitragem científica em conferência

Nome da conferência Local da conferência
2015/11/01 - 2017/03/05 CoSyNe (Computational and Systems Neuroscience) Meeting

Outro júri / avaliação

Descrição da atividade Instituição / Organização
2018 - Atual American representative on the Board of the Fulbright Portugal Programme
Distinções

Outra distinção

2017 Howard Hughes Medical Institute International Research Scholar
Howard Hughes Medical Institute, Estados Unidos
2008 PhD awarded with distinction
Columbia University, Estados Unidos
2000 Senior undergraduate thesis, highest honors
Tufts University, Estados Unidos
1999 HHMI summer student
Howard Hughes Medical Institute, Estados Unidos