Projektbeschreibung
Antizipierte Synchronisierung für den geschlossenen neuronalen Informationsfluss und von der Natur inspirierte KI
Der Informationsfluss im Gehirn umfasst sowohl Feedforward- als auch Feedback-Aktivität. Der frühe sensorische Kortex empfängt zum Beispiel sensorischen Feedforward-Input aus der Umwelt und Feedback-Signale vom übergeordneten präfrontalen Kortex. Niederfrequente Oszillationen sind ein Kennzeichen der Kopplung. Der sensorische Input und der präfrontale Kortex haben ihre eigene zeitliche Dynamik, aktuelle Modelle deuten jedoch darauf hin, dass sich der frühe sensorische Kortex vom sensorischen Input abkoppelt, wenn er Feedback vom präfrontalen Kortex erhält, wodurch das Potenzial für eine Verarbeitung in mehreren Bereichen entfällt. Das Team des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts BACK2FUTURE wird die Idee der antizipierten Synchronisation aus der Theorie dynamischer Systeme anwenden, um eine gleichzeitige Kopplung mit sensorischem Input und dem präfrontalen Kortex zu ermöglichen, und zielt darauf ab, die biophysikalischen Substrate zu finden.
Ziel
Our brain processes multitudes of signals based on recurrent network activity involving feedforward and feedback interarea communication. To funnel information efficiently between areas, low-frequency rhythmic neural activity patterns couple to each other. It is an unresolved question how early sensory cortex (SC) can couple efficiently to both feedforward sensory information flow and feedback information flow arriving from higher order regions such as prefrontal cortex (PFC). Since PFC and sensory input lack direct coupling and operate with their own temporal dynamics, SC decouples from the sensory input when PFC couples to SC. It is therefore not possible to achieve efficient multi-area coupling in currently proposed feedback-driven coupling schemes. In search of a mechanism to address this problem I resort to a dynamical systems process called anticipated synchronization (AS). During AS, a receiving system (PFC) sends a copy of its own activity as delayed feedback to itself, allowing this system to - paradoxically - anticipate the dynamics of the driving system (SC). During AS, information from PFC is sent back to SC arriving at the right time in the future, while SC maintains sensory coupling. My goal in the next 5 years is to provide evidence of interarea AS coupling by creating a biophysical model of AS, empirically testing its predictions using ECoG data, psychophysics and EEG. By validating the use of tACS to control coupling, I will experimentally induce AS in a new closed-loop set-up that stimulates PFC with its own delayed activity. The proposed research will settle a critical theoretical debate on temporal coordination of interarea brain communication and will provide the computational basis for the hitherto unexplained excess of local feedback loops in the brain. The findings will inform new closed-loop treatment approaches and can improve biologically-inspired artificial intelligent systems that currently disregard the exact timing of information flow.
Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
6200 MD Maastricht
Niederlande
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.