Projektbeschreibung
Die Mechanismen der Gedächtnisbildung in kortikalen Netzwerken kartieren
Theoretisch sind Lernen und Gedächtnisbildung das Ergebnis von Veränderungen der Verknüpfungsmuster zwischen den neuronalen Netzen im Gehirn. Die kausale Konnektivität – also die Art und Weise, wie Neuronen die Aktivität der anderen Neuronen beeinflussen – spielt bei diesen Prozessen eine Schlüsselrolle. Auf zellulärer Ebene sind die neuronalen Mechanismen und Muster der kausalen Interaktion im lebenden Gehirn allerdings nicht gut verstanden. Im Rahmen des ERC-finanzierten Projekts LearningNetworks soll erforscht werden, wie sich die kausale Verknüpfung zwischen Neuronen und zwischen kortikalen Regionen während des Erlernens von zielgerichtetem Verhalten bei Mäusen im Laufe der Zeit verändert. Es wird neuartige optische Methoden einsetzen, um die kausale Verknüpfung und die neuronale Aktivität bei Zellauflösung in vivo umfassend zu erfassen und damit eine Grundlage für das Verständnis komplexer neuronaler Verhaltensweisen zu schaffen, die auf dem Kurzzeitgedächtnis beruhen.
Ziel
A central hypothesis in neuroscience is that changes in connectivity patterns between neurons support learning and memory formation. Most methods for examining connectivity between individual neurons rely on ex vivo experiments (e.g. in brain slices). However, in vivo measurements are required to study how neurons causally influence each other's activity ('causal connectivity') in the living brain, and how these causal interactions change over time. Thus, while brain networks are among the most studied biological networks, the cellular-level patterns and dynamics of causal connectivity in vivo remain unknown. Here, I propose to study how causal connectivity between individual neurons and across entire brain areas changes over time during learning of memory-guided behaviors. To this end, we will use novel causal optical methods to longitudinally map causal connectivity and neural activity at cell resolution in vivo, focusing on the motor cortex and related areas. We will combine these methods with a novel goal-directed behavior in mice that does not require pretraining, which will serve as a baseline to study learning mechanisms of more complex behaviors that rely on short-term memory. Specifically, we will map changes in causal connectivity during learning within the motor cortex (Aim 1) and across cortical areas (Aim 2) and relate it to the computational functions of the network. We will also perturb neurons based on their connectivity and coding properties to identify changes in network mechanisms for short-term memory and action selection at various learning stages (Aim 3). Finally, we will work towards identifying constraints on memory formation via optogenetic induction of artificial connectivity patterns. Taken together, this research will enable for the first time to causally study dynamics in network interactions across time on different spatial scales, and to test fundamental mechanisms of memory formation and representation in cortical networks.
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: Das European Science Vocabulary.
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
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.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-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.
69978 Tel Aviv
Israel
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.