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Dendrite assemblies as the core cortical computation module for continual motor learning

Descripción del proyecto

Hipótesis del ensamblaje dendrítico para la enfermedad de Parkinson

La corteza tiene la capacidad de aprender continuamente y retener recuerdos. La hipótesis del ensamblaje dendrítico propone que las ramas dendríticas actúan como unidades de memoria, y que cada neurona funciona como una pequeña red en la que diferentes ensamblajes dendríticos corresponden a diferentes tareas. Este modelo complementa el modelo de ensamblaje de células y puede resolver problemas relacionados con las interferencias, la dispersión y la capacidad. El equipo del proyecto DendAssembly, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, pondrá a prueba esta hipótesis en la corteza motora murina. Examinará las representaciones dendríticas y somáticas durante el aprendizaje continuo y explorará las implicaciones del modelo de ensamblaje dendrítico para la enfermedad de Parkinson. En el proyecto se utilizará imágenes «in vivo» avanzadas para captar con precisión la actividad neuronal, junto con una novedosa plataforma de diseño y análisis del comportamiento. Entre los resultados previstos se incluyen posibles tratamientos para la enfermedad de Parkinson.

Objetivo

The cortex has the amazing capacity to continuously learn through experience while retaining past memories. But how does the cortical network implement this continual learning while avoiding interference and catastrophic overwriting of prior events? While cell assemblies with simple point neurons are thought to serve as the basic learning and storage units, this model poses major challenges in dynamic environments and lacks experimental support. Relying on strong preliminary results, I here propose a radically different view of learning and storage in the cortex—the dendrite assembly hypothesis—where the relevant memory units are the “hidden layer” of dendritic branches. Namely, each neuron operates as a small network, with different dendrite assemblies representing different tasks and driving the soma. The dendrite assembly model augments the cell assembly model, potentially alleviating problems of interference, sparsity and capacity. We will test the dendrite assembly hypothesis in the mouse motor cortex, where learning is perpetual and coding is dense. This will entail determining dendritic and somatic representations during continual learning, thus deciphering the core learning units of the network (Aim1), the pathways (Aim2) and structural plasticity (Aim3) that enable dendrite assembly formation and learning; and the consequences of the dendrite assembly model for the pathogenesis of Parkinson’s disease (Aim4). We will record from somas, dendrites and spines of pyramidal tract neurons at single-cell and population levels with unprecedented spatiotemporal resolution, using state-of-the-art in-vivo imaging, a novel behavioral design, and an analysis platform we developed. Our results are expected to transform our view of how cortical neurons represent multiple motor memories in the healthy and Parkinsonian brain, open avenues for developing novel treatment modalities for Parkinson’s disease and inspire new artificial intelligence network architectures.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véas: El vocabulario científico europeo..

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Palabras clave

Palabras clave del proyecto indicadas por el coordinador del proyecto. No confundir con la taxonomía EuroSciVoc (Ámbito científico).

Programa(s)

Programas de financiación plurianuales que definen las prioridades de la UE en materia de investigación e innovación.

Tema(s)

Las convocatorias de propuestas se dividen en temas. Un tema define una materia o área específica para la que los solicitantes pueden presentar propuestas. La descripción de un tema comprende su alcance específico y la repercusión prevista del proyecto financiado.

Régimen de financiación

Régimen de financiación (o «Tipo de acción») dentro de un programa con características comunes. Especifica: el alcance de lo que se financia; el porcentaje de reembolso; los criterios específicos de evaluación para optar a la financiación; y el uso de formas simplificadas de costes como los importes a tanto alzado.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Ver todos los proyectos financiados en el marco de este régimen de financiación

Convocatoria de propuestas

Procedimiento para invitar a los solicitantes a presentar propuestas de proyectos con el objetivo de obtener financiación de la UE.

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2023-ADG

Ver todos los proyectos financiados en el marco de esta convocatoria

Institución de acogida

TECHNION - ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Aportación neta de la UEn

Aportación financiera neta de la UE. Es la suma de dinero que recibe el participante, deducida la aportación de la UE a su tercero vinculado. Considera la distribución de la aportación financiera de la UE entre los beneficiarios directos del proyecto y otros tipos de participantes, como los terceros participantes.

€ 2 500 000,00
Coste total

Los costes totales en que ha incurrido esta organización para participar en el proyecto, incluidos los costes directos e indirectos. Este importe es un subconjunto del presupuesto total del proyecto.

€ 2 500 000,00

Beneficiarios (1)

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