Opis projektu
Rozwikłanie kwestii specjalizacji mózgu
Odrębne regiony w mózgu pełnią wyspecjalizowane funkcje, jednak pochodzenie tej funkcjonalnej specjalizacji wymyka się poznaniu. Finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projekt DEEPFUNC ma na celu zbadanie tajemnic związanych ze specjalizacją funkcjonalną w ludzkim mózgu, szczególnie w obrębie szlaku wzrokowego. Naukowcy wykorzystają multidyscyplinarne podejściu, które obejmuje sztuczne sieci neuronowe, do zbadania cech prowadzących do specjalizacji funkcjonalnej oraz poznawania wpływu doświadczeń wizualnych na rozwój. Badania mają na celu uzyskanie nowych informacji dotyczących sposobu zorganizowania mózgu w relacji do złożonych i dynamicznych wymagań przetwarzania, które narząd ten napotyka podczas radzenia sobie z codziennymi czynnościami i doświadczeniami.
Cel
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.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
35390 Giessen
Niemcy