Projektbeschreibung
Die Rolle der Astrozyten beim Lernen und bei der Entscheidungsfindung
Das Lernen aus Rückmeldungen ist für Organismen unerlässlich, um sich anzupassen und ihr Verhalten zu verbessern. Ein wichtiger Teil dieses Prozesses ist die Freisetzung von Norepinephrin (NE) aus dem Locus caeruleus des Gehirns, der dazu beiträgt, zukünftige Handlungen nach einem Fehler bei der Belohnungsvorhersage zu verbessern. Unklar bleibt jedoch, wie die kurzen Schübe von NE-Aktivität das Verhalten Sekunden später beeinflussen. Das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Projekt AstroError zielt darauf ab, dieses Rätsel zu lösen, indem es eine neue Rolle für Astrozyten untersucht, die die Verstärkung von NE-Signalen unterstützen. Durch die Kombination von Computermodellen mit neuronalen und astrozytären Aufzeichnungen wird das Projekt erforschen, wie diese Interaktionen das bestärkende Lernen verbessern und fortschrittlichere Algorithmen inspirieren könnten, die sowohl Neuronen als auch Astrozyten für bessere Entscheidungsprozesse einbeziehen.
Ziel
Updating behavior based on environmental feedback is essential for organisms to learn and develop optimal behavioral strategies. Norepinephrine (NE) release from the locus coeruleus (LC) has been recently shown to critically mediate reinforcement learning (RL), such that a high level of NE released after a reward prediction error (RPE) improves subsequent behavior. However, the mechanism by which transient LC-NE neuron activity (lasting 50-300 ms) influences behavior several seconds later remains unclear.
Building on experimental findings in the Outgoing Phase supervisors laboratory, we hypothesize that astrocytes play a previously unreported role in RL: they temporally amplify specific NE-RPE signals, facilitating the exploitation of neuronal sensory information when it is needed to optimize subsequent behavior. We will now probe the theoretical advantages of the novel NE-astrocyte RL mechanism by combining advanced computational analysis and modeling of rich neuronal and astrocytic cortical population recordings during RL.
We will investigate computationally and theoretically the role of NE and astrocytes in modulating neuronal population dynamics supporting post-reinforcement behavioral gain. We will use data sets available in the Outgoing Phase supervisors laboratory to address three main scientific questions: 1) How do NE-RPE signals affect the future encoding of task-relevant information in neuronal populations? 2) How do in vivo neuro-astrocytic interactions support cross-population information processing critical for RL? 3) What is the role of NE-astrocytic signaling in RL - how is it biophysically supported, and implemented in novel RL algorithms and recurrent astrocyte-neuron networks (RANNs)?
Altogether, I expect this proposal to be transformative in advancing our understanding of learning mechanisms in biological systems, and that they will potentially inform new algorithms for RL based not only on networks of neurons but also including astrocytes.
Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)
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-TMA-MSCA-PF-GF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - Global Fellowships
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01
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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.
20251 Hamburg
Deutschland
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.