Projektbeschreibung
Erklärung von neuronalen Struktur-/Funktionsbeziehungen
Die Neurowissenschaft ist noch immer bemüht, die komplexe Dynamik neuronaler Schaltkreise zu entschlüsseln, die adaptivem Verhalten zugrunde liegt. Das Kleinhirn, das für die Koordination von Bewegungen und das Gleichgewicht zuständig ist, kann der Wissenschaft die Erforschung neuronaler Struktur-/Funktionsbeziehungen erleichtern. Grund dafür ist, dass das Kleinhirn bei verschiedenen kognitiven Funktionen und Hirnerkrankungen eine Rolle spielt und an der Aneignung von zielgerichtetem Verhalten beteiligt ist. Das EU-finanzierte Projekt CEREBELLARCODE wird die Aktivität der verschiedenen Neuronen im Kleinhirn in unterschiedlichen Zuständen charakterisieren, welche ihren gemeinsamen oder abweichenden Funktionen in unterschiedlichen Verhaltensmustern zugrunde liegen. Das Projekt wird dazu einen auf maschinellem Lernen basierenden Klassifikator entwickeln und einsetzen. Ferner wird es Daten aus Mausmodellen für Autismus heranziehen, um maßgebliche neuronale Mechanismen für „normale“ oder pathologische Zustände aufzudecken.
Ziel
One of the fundamental goals of neuroscience is to understand how the organization and the dynamics of the neural circuits underly their ability to drive adaptive behaviour. The cerebellar cortex provides a unique system to define such structure-function relationships due to its accessibility, well-defined architecture, and involvement in pervasive brain disorders as autism. Recent evidence suggests that the cerebellum may generate predictions to facilitate a variety of motor and non-motor behaviours, including cognitive processes. The question is how such a diversity of function emerges from such a homogenous structure. The aim of this project is to characterize the activity of the different cerebellar neurons during a wide range of states to underly their shared and diverging roles in different behavioural paradigms. First, I aim to develop a machine-learning based classifier for identifying cerebellar cell types from Neuropixels recordings. Then, I will use the classifier to characterize the activity of different cerebellar neurons in reward prediction and social interaction tasks. A direct projection from the deep cerebellar nuclei to the ventral tegmental area is believed to modulate both reward circuity and social interaction. However, the cerebellar mechanism underlying these two behaviours is unknown. I will measure and compare the activity of identified classes of cerebellar neurons in these behaviours. Finally, since autism is characterized by having both impaired social behaviour and impaired reward processing, I will also record from autism model mice in the social task. Understanding the computations implemented by the cerebellum in a variety of behavioural states will reveal general principles about how neurons process information and underlie brain function in ‘normal’ vs. pathological conditions.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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