Projektbeschreibung
Wie Säugetiere per Geruchssinn die Welt wahrnehmen
Zu entschlüsseln, wie das Gehirn den sich ständig verändernden äußeren Umständen sinnvolle Informationen entzieht, ist eine große Herausforderung. Im Rahmen des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts TempCOdE wird erforscht, wie der Geruchssinn (das olfaktorische System) von Säugetieren aus der zeitlichen Dynamik von Gerüchen Informationen über den Raum gewinnt. Für ihre Untersuchung werden die Forschenden die jüngsten Fortschritte im Bereich der dynamischen Geruchsreize, der Aufzeichnung neuronaler Aktivitäten und der Algorithmen für maschinelles Sehen nutzen. Außerdem werden sie die der Kodierung dynamischer Gerüche zugrunde liegenden zellulären und schaltungstechnischen Mechanismen erkunden, und erforschen, wie diese Gerüche zur Untersuchung des Navigationsverhaltens angewandt werden. Die Ergebnisse des Projekts könnten Aufschluss darüber geben, wie sensorische Informationen verarbeitet werden, und die neuronalen Mechanismen aufdecken, die Säugetieren dabei helfen, ihre Umgebung zu verstehen.
Ziel
A fundamental challenge for the brain is to extract relevant information from an ever changing external world. Natural odours are in a constant state of flux. Turbulent airflow shapes odours into spatiotemporally complex plumes that carry information about the olfactory scenery and provide vital clues about the location of, for example, food sources or predators. How the mammalian olfactory system extracts information about space from temporal odour dynamics, however, is still not well understood.
Recent methodological advances in presenting dynamic odour stimuli, neural activity recordings and machine-vision algorithms now offer the exciting opportunity to address this fundamental question. Using a multidisciplinary approach, this project will uncover how temporally complex odour information is processed across the olfactory system and how odour dynamics give rise to behaviour.
We will first investigate how temporally complex odour information is represented across key structures of the mammalian olfactory system using in vivo physiology. This will provide important groundwork for the next step, elucidating the cellular and circuit mechanisms underlying the encoding of dynamic odours in the early olfactory system. Finally, we will study which features of temporally complex odours are used for navigation behaviour by simultaneously recording and correlating the animal’s respiration sampling strategy, the dynamic odour profile encountered by the animal and neural activity from early and higher order olfactory areas in freely moving mice.
By combining cellular and systems neuroscience with behavioural investigations, we aim to directly assess how mammals use olfaction to extract information about space from time. I strongly believe that this innovative research programme will generate novel and highly generalizable insights into how naturalistic sensory information is processed and that it will uncover neural mechanisms that give rise to our perception of the world.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
53127 Bonn
Deutschland