Projektbeschreibung
Die Dynamik der Speicherung im Arbeitsgedächtnis
Das Arbeitsgedächtnis ist die Art und Weise, wie wir Dinge im Gedächtnis behalten. Es ist ein zentraler Bestandteil des Gehirns und speichert vorübergehend eine begrenzte Menge an Informationen, beispielsweise eine Telefonnummer oder eine Einkaufsliste. Trotz seiner begrenzten Kapazität ermöglicht es die unmittelbare mentale Nutzung aller höheren kognitiven Fähigkeiten des Menschen und es lässt uns konzeptionelle Aufgaben lösen und komplexe Entscheidungen treffen. Der beteiligte Mechanismus, die topografische Verteilung im Gehirn sowie die Art und Weise, wie die verteilte Erinnerung räumlich und zeitlich organisiert ist, um Informationen zu verwalten, bedarf noch der Erklärung. Das EU-finanzierte Projekt DeepStore verbindet funktionelle Bildgebung, Magneto-/Elektroenzephalografie und invasive neuronale Ableitungen, um die neuronalen Grundlagen des Arbeitsgedächtnisses experimentell zu erforschen und dessen vielschichtige dynamische Natur bis auf die Ebene einzelner Zellen zu entschlüsseln.
Ziel
Working memory excels in keeping ready the momentary contents of all of human higher cognition despite being strictly limited in storage capacity. How the brain accomplishes this feat, beyond the temporary maintenance of just experienced information, is hardly understood. An emerging view suggests that working memory storage is topographically distributed according to the information’s endogenous level of abstraction. However, very little is known about how such distributed storage is orchestrated spatiotemporally, that is, how representations at different levels of abstraction are structured dynamically in time to suit current demands.
In DeepStore, we use tailored experimental designs and newly developed multivariate analysis techniques to explore for the first time directly the depth-dimension of working memory storage, in terms of dynamic levels of abstraction. Combining functional imaging, magneto-/electroencephalography, and invasive neural recordings will make it possible to track levels of abstraction spatiotemporally, with millisecond precision.
In three ambitious experimental series, DeepStore will shed new light on long-standing open questions about working memory storage, including how it is modulated by attention, inattention, and distraction, and how multiple contents are stored simultaneously. The work will shape a new theory of the neurocognitive capacity limit in working memory. We will further test novel hypotheses about how working memory interfaces with long-term memory, and how it develops over the lifespan. Finally, we will combine our innovative human neuroimaging approach with direct electrophysiological recordings in non-human primates during the same task, to disclose the fine-grained neural mechanisms of dynamic abstraction down to the single-cell level. DeepStore is anticipated to provide fundamentally new insights into the dynamic and multi-layered nature of working memory, beyond the number and precision of items it can hold.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
80539 Munchen
Deutschland