Projektbeschreibung
Analysen kortikaler Schaltkreise enthüllen grundlegende Hirnfunktionen
Die prädiktive Kodierung ist ein vielversprechender theoretischer Rahmen, um die Funktion des Kortex zu beschreiben. Der Theorie zufolge entsteht im Kortex eine interne Repräsentation der Umwelt, die ständig mit eingehenden sensorischen Informationen abgeglichen wird. Um die prädiktive Kodierung in den kortikalen Kreislauf zu integrieren, werden verschiedenste funktionelle Zelltypen benötigt. So soll das EU-finanzierte Projekt CELPRED am Mausmodell verschiedene mutmaßliche Schaltungselemente und Zelltypen identifizieren, welche die Verschaltung im visuellen Kortex regulieren. Indem physiologische Daten mit optogenetischer Manipulation neuronaler Aktivität und Genexpressionsanalysen kombiniert werden, können Zelltypen mit funktionellen Antworten bestimmt werden, die mit unterschiedlichen Vorhersagefehlern korrelieren. Die Identifizierung von Schaltungselementen als Voraussetzung für die prädiktive Kodierung im Kortex wird Schaltungsmechanismen enthüllen, die Gehirnprozessen und Verhalten zugrunde liegen.
Ziel
One promising theoretical framework to explain the function of cortex is predictive processing. It postulates that cortex functions by maintaining an internal model, or internal representation, of the world through a comparison of predictions based on this internal model with incoming sensory information. Implementing predictive processing in a cortical circuit would require a set of distinct functional cell types. These would include neurons that compute a difference between top-down predictions and bottom-up input, referred to as prediction error neurons, and a separate population of neurons that integrate the output of prediction error neurons to maintain an internal representation of the world. This research proposal will test the framework of predictive processing and identify different putative circuit elements and cell types that are thought to form the circuit in mouse visual cortex. We will use a combination of physiological recordings, optogenetic manipulations of neural activity, and gene expression measurements to determine the cell types that have functional responses consistent with different prediction errors, as well as those coding for the internal representation. Identifying the circuit elements underlying predictive processing in cortex may reveal a strategy to bias processing either towards top-down or bottom-up drive when the balance between the two is perturbed, as may be the case in neuropsychiatric disorders.
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
4056 BASEL
Schweiz