Projektbeschreibung
Ein mechanistisches Verständnis der Verhaltensrelevanz retinaler Schaltkreise
Unsere Augen empfangen jede Sekunde Millionen von Informationen. Das visuelle System extrahiert relevante Merkmale und leitet sie über bis zu 40 Kanäle an das Gehirn weiter. Wie das Gehirn diese Informationen aus den verschiedenen Kanälen verarbeitet, ist jedoch noch unklar. In diesem Zusammenhang zielt das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt Eye to Action darauf ab, herauszufinden, wie der Colliculus superior der Maus retinale Signale integriert und damit Verhalten steuert. Dabei soll ein interdisziplinärer Ansatz verfolgt werden, bei dem Bildgebung, Modellierung und Verhaltensanalyse einbezogen werden. Das Projekt wird durch die Untersuchung eines spezifischen Hirnareals, in dem der retinale Input das Verhalten in einer ökologischen Umgebung beeinflusst, ein mechanistisches Verständnis der Verhaltensrelevanz retinaler Schaltkreise ermöglichen. Insgesamt zielt das Projekt darauf ab, einen kausalen Zusammenhang zwischen der Netzhautfunktion und bestimmten Verhaltensweisen herzustellen.
Ziel
Every second, millions of bits of information enter our eyes. How does the brain identify task-relevant information from this gigantic input stream? This key challenge of the visual system is tackled by substantially processing the sensory input for behavioral relevance. Already in the retina, the front-end of the visual system, neuronal circuits extract multiple features from the environment and form up to 40 channels to the brain. So far, however, one of the basic principles underlying vision, namely how the brain processes these multiple channels from the eye, remains fundamentally unclear.
In this proposal, I will focus on the superior colliculus, an evolutionary conserved retino-recipient brain area critically involved in visuomotor transformations, and solve the following problem: How do neuronal circuits in mouse superior colliculus integrate retinal signals to drive behavior? I will implement an interdisciplinary approach that combines population imaging of neuronal activity in behaving mice with optogenetic manipulations, deep neural network modeling, and quantitative behavioral analysis. By modeling a defined brain area all the way from the retinal input to its role in behavior in an ecological setting, I will mechanistically dissect the behavioral relevance of retinal circuits.
My work will uncover general principles of how diverse retinal channels are represented in downstream targets, identify elemental convergence rules of feedforward retinal signals in postsynaptic neurons, and causally link retinal function to distinct behaviors. If successful, my proposal will reveal fundamental neuronal and computational mechanisms used by the visual system to convert a complex visual input into action. My approach can be adapted to other sensory modalities, guiding the design of innovative experiments and analyses. The identified mechanisms of efficient information processing will also contribute to the development of robust neuro-inspired artificial intelligence.
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.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-STG
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