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Continual learning and memory for sounds in rat

Projektbeschreibung

Gedächtnisstabilität und neuronale Plastizität

Das Gehirn besitzt die einzigartige Fähigkeit, sich durch Modifizierung von Synapsen und Reorganisation neuronaler Schaltkreise anzupassen, wobei dieser Prozess als neuronale Plastizität bekannt ist. Diese Flexibilität ermöglicht das Lernen und die Bildung neuer Erinnerungen. Gleichzeitig stellt sich die Frage, wie alte Erinnerungen trotz fortwährender Veränderungen der neuronalen Aktivität und des synaptischen Umsatzes stabil bleiben. Um sich diesem Problem zu stellen, zielt das Team des ERC-finanzierten Projekts MEMORAT darauf ab, das kontinuierliche auditive Lernen zu untersuchen. Die Forschenden werden Ratten als Modell einsetzen, die über mehrere Monate hinweg darauf trainiert werden, bis zu einhundert Geräusche zu erkennen. Mithilfe fortgeschrittener neuronaler Aufzeichnungen werden sie Gedächtniserwerb und -konsolidierung nachverfolgen. Insgesamt wird die Arbeit Aufschluss darüber geben, wie das Gehirn die Balance zwischen Gedächtnisstabilität und -flexibilität wahrt.

Ziel

How much can we remember and for how long? Decades of key advances in our understanding of synaptic plasticity resulted in a puzzle. On the one hand, memories can be highly stable and organisms are capable of adding new memories without destroying old ones. On the other hand, data and models support neither stability nor lifelong (‘continual’) learning. Many experiments suggest that responses of neuronal populations slowly but inexorably drift (“representational drift”), while synapses spontaneously turnover. At the same time, models predict that memory traces of new experiences tend to interfere destructively with old traces. Here, I will study auditory continual learning in the behaving rat. I will develop a novel behavioral paradigm that will train rats to recognize two new sounds every few days, memorizing up to 100 sounds over 3-4 months of continuous training, and check the stability of memory during that time. My lab will apply state-of-the-art recording techniques in order to document the neural activity during memory acquisition and between training sessions while the rats sleep and consolidate newly acquired memories. I will repeat these studies in a rat model for Alzheimer’s disease, which expresses early memory deficits. These results will be compared with predictions of models for memory in the auditory cortex. At one end, I will test the predictions of a model, based on recently published results, that posits the existence of a few neurons that carry the memory of each learned sound by intrinsic bursting. At the opposite end, I will test predictions of models in which memory resides in the coordinated activity of large, distributed ensembles of neurons. Overall, this project will address the deep puzzles of memory when memory load is high, a regime that has not been studied in animal models.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-ADG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

THE HEBREW UNIVERSITY OF JERUSALEM
Netto-EU-Beitrag
€ 2 497 500,00
Adresse
EDMOND J SAFRA CAMPUS GIVAT RAM
91904 Jerusalem
Israel
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
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