Projektbeschreibung
Maschinelles Lernen entdeckt die Regeln der neuronalen Substrate beim echten Lernen
Modelle werden in nahezu allen Bereichen eingesetzt, von der Luft- und Raumfahrt bis zur Medikamentenentwicklung. Sie werden mit Beobachtungs- und Versuchsdaten entwickelt und über zusätzliche Daten sowie High-Tech-Methoden, wie maschinellem Lernen, verfeinert. Je besser sie bei der Prognose echter und neuer Ergebnisse werden, desto wertvoller sind sie in jeglicher Hinsicht. Die Modellierung der Regeln der sich verändernden „Gewichtung“ synaptischer Verbindungen zwischen Neuronen (synaptische Plastizität), die dem Lernen und Gedächtnis zugrundeliegen, ist eine extrem herausfordernde Aufgabe. Das EU-finanzierte Projekt SynapSeek wird den Reichtum veröffentlichter Daten mit fortschrittlichen Methoden maschinellen Lernens kombinieren, um die Regeln der synaptischen Plastizität in silico zu „entdecken“.
Ziel
How do we learn to dance, play an instrument, or a game as complex as chess or go? How do we make a memory? The common answer to these questions is “through synaptic plasticity”, through changing the synaptic connectivity of neural circuits so that representative brain activity can be reliably triggered. Such connectivity changes are governed by rules, i.e. synaptic mechanisms which monitor the activity of their environment and stereotypically strengthen or weaken synapses accordingly. The shape and mode of operation of these rules is still largely unknown: For the more than hundred different connection types in cortical circuits, only a handful of rules has been described at all. Similarly, testing observed rules in simulations of cortical function has only seen limited success. Our slow progress is due to the extraordinary difficulty of measuring and observing synapses without interference.
Here, we propose a new approach. By utilizing the growing power of machine learning methods we can deduce synaptic plasticity rules directly. Newly developed search algorithms and sheer computational power allow us to integrate published data and infer synaptic rules in silico. We aim to (1) develop a new mathematical expression of synaptic plasticity rules, experimentally appropriate and flexible enough to be implemented in a Machine Learning framework, dubbed SYNAPSEEK. Next (2), we will apply SYNAPSEEK to deduce the rules for building various neural structures with increasing complexity. Finally (3), we will incorporate additional constraints to SYNAPSEEK to develop synaptic rules that shape network function as much as its structure. Our work will establish, for the first time, canonical sets of synaptic plasticity rules, based on the circuit structure they must produce, and the function they are meant to support. SYNAPSEEK will have immediate and wide ranging applications, from a basic understanding of cortical development to better protocols for Deep Brain Stimulation.
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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H2020-EU.1.1. - EXCELLENT SCIENCE - 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.
ERC-COG - Consolidator Grant
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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) ERC-2018-COG
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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.
3400 KLOSTERNEUBURG
Österreich
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.