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How does surprise influence cognition and behavior?

Descrizione del progetto

L’aspetto «curioso» dei segnali a sorpresa

La curiosità è il principale motore dell’apprendimento. Nella vita, ciò può essere visto in tutti i nostri sforzi per comprendere e prevedere eventi futuri, nonché verificare aspettative, convinzioni e modelli cognitivi. Inoltre, la sorpresa (una distanza tra le proprie convinzioni precedenti e attuali) suscita una risposta emotiva che guida fortemente la curiosità. I complessi meccanismi cerebrali responsabili della sorpresa sono tuttavia ancora lontani dall’essere spiegati. Per colmare questa lacuna, il progetto SURPRISE, finanziato dall’UE, esplorerà come viene calcolata la sorpresa all’interno dei circuiti sensoriali e il modo in cui essa influenza il comportamento di ricerca delle informazioni. Il progetto utilizzerà uno studio multiscala e multimetodo per i segnali critici di sorpresa allo scopo di determinare il loro impatto sull’attività cognitiva e comportamentale.

Obiettivo

Humans, like many other species, build models of themselves and their environment, to understand the past and predict the future. These models are constantly evaluated and updated based on new, surprising input. Surprise (i.e. the distance between one’s prior and current beliefs) appears an essential ingredient in various cognitive faculties such as perception, learning, motivation and action and it strongly drives brain activity in both sub-cortical and cortical networks underlying goal-directed behavior. Yet, we currently lack a good understanding of the form and function of surprise signals in the brain.

The overall aim of this research proposal is to elucidate how surprise is computed within sensory circuits and how it influences information seeking behavior. To achieve this, I will: 1) test the theoretical proposition that surprise signals emerge from the discrepancy between prediction signals and input signals that are represented in distinct layers of the neocortex, using ultra-high field neuroimaging in human volunteers; 2) investigate how sensory surprise signals may be communicated to downstream areas to update the brain’s attentional sampling policies; and 3) investigate the relationship between sensory surprise and the explicit drive for information that we call curiosity.

This proposal bridges several levels of analysis (from laminar circuit models that calculate sensory surprise to systems neuroscience and computational models of behavior) and several cognitive domains (perception, attention, motivation and curiosity). This multi-scale and multi-method investigation of surprise signals is critical for a more complete and integrated understanding of what may be one of the most important drivers of cognition and behavior.

Meccanismo di finanziamento

ERC-COG - Consolidator Grant

Istituzione ospitante

STICHTING RADBOUD UNIVERSITEIT
Contribution nette de l'UE
€ 2 000 000,00
Indirizzo
HOUTLAAN 4
6525 XZ Nijmegen
Paesi Bassi

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Regione
Oost-Nederland Gelderland Arnhem/Nijmegen
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 2 000 000,00

Beneficiari (1)