Description du projet
La taille du cerveau n’a pas d’importance
Des cerveaux plus grands ne présentent pas toujours un comportement plus complexe. Prenons par exemple les abeilles et d’autres insectes sociaux qui ont des cerveaux miniatures. Malgré la taille minuscule de leur cerveau, ils sont capables de grands exploits comme la catégorisation et l’apprentissage de concepts, et même la numérosité. Tout cela avec seulement 950 000 neurones (le cerveau humain en contient environ 100 milliards). Le projet COGNIBRAINS, financé par l’UE, étudiera les abeilles pour découvrir quels circuits minimaux arbitrent les formes les plus ordonnées des processus cognitifs du cerveau. Il associera des enregistrements du comportement des abeilles apprenant les discriminations non linéaires et les règles relationnelles. L’objectif global de ce projet consiste à fournir la première caractérisation intégrale des mécanismes qui sous-tendent les facultés cognitives dans un cerveau miniature.
Objectif
There is a common perception that larger brains mediate higher cognitive capacity. Social insects, however, demonstrate that sophisticated cognition is possible with miniature brains. Honeybees display higher-order learning such as categorization, non-linear discriminations, concept learning and numerosity, which are unique among insects. These capacities are mediated by a miniature brain with only 950 000 neurons. Despite extensive behavioral analyses, no study has attempted to elucidate the neural mechanisms underpinning the higher-order learning of bees. Our current breakthrough establishing virtual-reality protocols for tethered honeybees offers a unique opportunity to uncover the minimal circuits that mediate higher-order forms of cognitive processing in the brain of a behaving bee. We have recently shown that bees learn to solve elemental and non-elemental problems in this experimental context, which allows integrating behavioral, neurobiological and computational approaches to unravel the neural mechanisms underlying non-elemental learning in the honeybee. I will combine behavioral recordings of bees learning non-linear discriminations and relational rules in a virtual reality environment, with access to their brain via multi-photon calcium imaging and multielectrode recordings of neural populations. I will determine the neural circuits of elemental and non-elemental visual learning along the visual circuits of the bee brain, and the necessity and sufficiency of these circuits for these capacities via selective knockdown and rescuing via wavelength-selective multi-photon uncaging of neurotransmitters. Data will be fed into computational models to test hypotheses about minimal neural architectures for visual cognition, working towards whole-brain modeling. This project will expand the information available on the neurobiology of insect learning, and will provide the first integral characterization of the mechanisms underlying cognition in a miniature brain.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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ERC-ADG - Advanced GrantInstitution d’accueil
75794 Paris
France