Projektbeschreibung
Erforschung der Spezialisierung des Gehirns
Verschiedene Regionen des Gehirns erfüllen spezialisierte Funktionen, doch der Ursprung dieser funktionellen Spezialisierung ist nach wie vor nicht klar. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt DEEPFUNC hat zum Ziel, die Geheimnisse der funktionellen Spezialisierung im menschlichen Gehirn, insbesondere in der Sehbahn, zu erforschen. Die Forschenden werden mithilfe eines multidisziplinären Ansatzes, in den künstliche neuronale Netze einbezogen werden, die Merkmale untersuchen, die zu einer funktionellen Spezialisierung führen, und den Einfluss der visuellen Erfahrung auf die Entwicklung erforschen. Die Forschung zielt darauf ab, neue Erkenntnisse darüber zu gewinnen, wie das Gehirn in Bezug auf die komplexen und dynamischen Verarbeitungsanforderungen organisiert ist, denen das Gehirn bei der Bewältigung alltäglicher Aktivitäten und Erfahrungen begegnet.
Ziel
Over the last few decades, neuroscientists have identified multiple brain regions that perform distinct, often highly specialized functions such as processing faces, understanding language, and even thinking about what other people are thinking. Despite our increased understanding of the computations performed in these regions, the precise causes and origins of functional specialization in the brain are still a mystery and not accessible to direct experimental approaches.
Here, we propose to combine cutting-edge computational modelling, large-scale sampling of naturalistic behaviour and human neuroimaging to overcome these limitations. Focusing on visual perception, we will exploit the latest advances in artificial neural networks to probe three critical aspects of functional specialization in the ventral visual pathway: First, by training networks on natural and artificial visual categories and identifying which features result in functional specialization, we will characterize what it is about a visual category that leads to functional specialization. Second, we will leverage large-scale egocentric datasets of infant and adult visual input to test how visual experience and natural input statistics shape functional specialization during development. Third, we will ask why certain neural features become specialized for high-level visual categories in the human visual cortex in the first place. Critically, for each of these aspects, we will close the loop and directly test and validate its predictions in the human brain.
Our project will shed light on functional specialization from a new angle – by relating functional specialization to the computational constraints of performing tasks in the real world. Using this novel approach, our project tackles some of the most fundamental questions about the functional organization of the human mind and brain – the what, how and why of functional specialization.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
35390 Giessen
Deutschland