Descrizione del progetto
Il ruolo degli astrociti nell’apprendimento e nel processo decisionale
L’apprendimento dal feedback è essenziale perché gli organismi si adattino e perfezionino i loro comportamenti. Una parte critica di questo processo coinvolge il rilascio di noradrenalina (NE) dal locus ceruleus del cervello, che aiuta a migliorare le azioni future dopo un errore di previsione della ricompensa. Tuttavia, non è ancora chiaro come le brevi esplosioni di attività della NE modellino il comportamento pochi secondi dopo. Sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto AstroError cerca di risolvere questo enigma studiando un nuovo ruolo per gli astrociti, a supporto dell’amplificazione dei segnali della NE. Combinando modelli computazionali con registrazioni neurali e astrocitarie, il progetto esplorerà come queste interazioni migliorano l’apprendimento per rinforzo e potrebbero ispirare algoritmi più avanzati che incorporano sia i neuroni che gli astrociti per migliorare i processi decisionali.
Obiettivo
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.
Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
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.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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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.
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.
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-TMA-MSCA-PF-GF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - Global Fellowships
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01
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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.
20251 Hamburg
Germania
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.