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CORDIS - Risultati della ricerca dell’UE
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Learning in single cells through dynamical internal representations

Descrizione del progetto

Comprendere l’apprendimento di una singola cellula in ambienti variabili

Le cellule percepiscono e interpretano i segnali provenienti dall’ambiente circostante per generare risposte dipendenti dal contesto, una capacità presente in tutte le forme di vita. In biologia, la comprensione di questo processo è fondamentale. Il progetto CeLEARN, finanziato dal CER, realizzerà un nuovo ambiente concettuale in cui le cellule creano rappresentazioni interne del proprio ambiente esterno per dedurre informazioni sull’ambiente che ne guidano le risposte. Tale ambiente integra la teoria dell’informazione, per quantificare le informazioni predittive di queste rappresentazioni, con la teoria dei sistemi dinamici, volta a spiegarne la realizzazione. Il progetto studierà vari sistemi biologici per individuare i meccanismi molecolari condivisi dell’apprendimento in singoli batteri e cellule eucariotiche ed esplorerà ulteriormente il modo in cui i neuroni del genere Drosophila melanogaster stabilizzano o eliminano i rami assonali, creando schemi sinaptici coerenti in condizioni variabili durante lo sviluppo.

Obiettivo

Cells continuously sense and interpret the external signals coming from their time-varying environments to generate context-dependent responses. This is true for the entire tree of life, ranging from bacteria and unicellular eukaryotes to neurons forming networks in the developing brain. Identifying the fundamental principles and underlying mechanisms that enable cells to interpret their complex natural surroundings and adequately respond remains one of the fundamental questions in biology. Conceptual views so far have been mainly guided by molecular biology descriptions, suggesting that cells are controlled by a genomic program executing a pre-scripted plan. Our goal is to develop an alternative conceptual framework: cells generate internal representations of their external ‘world’, which they utilise to actively infer information about it and predict changes, in order to determine their response. We will formalise this concept in a theory of single-cell learning, by combining information theory concepts to quantify the predictive information from the internal cell representations, with dynamical systems theory to explain how these encodings are realised. We will interrogate experimentally systems across all scales of biological organization: bacteria (B. subtilis), single-cell organisms (Paramecium, Tetrahymena) and neuronal cell culture models. By studying them in a comparative manner, we aim at identifying generic molecular mechanisms through which single-cell learning is realised. The acquired understanding will enable us to address in vivo how single neurons during D. melanogaster development learn to form, stabilize or eliminate axonal branches, to generate stereotyped synaptic patterning under highly-variable conditions. We argue that providing a broader and generic definition of learning will serve as a unifying framework, linking disparate areas and scales of biology, and offering a basis for addressing fundamental biological questions.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
La classificazione di questo progetto è stata convalidata dal team del progetto.

Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy Grants

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-SyG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER WISSENSCHAFTEN EV
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 3 499 776,00
Indirizzo
HOFGARTENSTRASSE 8
80539 Munchen
Germania

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Regione
Bayern Oberbayern München, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 3 499 776,00

Beneficiari (5)

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