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Envisioning the Reward: Neuronal circuits for goal-directed learning

Projektbeschreibung

Tiefgehende Untersuchung des Sehvermögens bei Mäusen

Obwohl enorme Fortschritte im Verständnis der Funktionsweise des Gehirns erzielt wurden, haben wir wahrscheinlich bislang nur an der Spitze des Eisbergs gekratzt. Ein Beispiel ist die neuronale Plastizität bzw. die Fähigkeit der Schaltkreise des Gehirns, sich strukturell und funktionell zu verändern, die unser Lernverhalten und die Gedächtnisbildung bestimmt. Von beidem gibt es viele verschiedene Arten. Wenn es darum geht, einen visuellen Reiz mit einer Belohnung in Verbindung zu bringen – so wie Pavlovs Hunde einen auditiven Reiz mit Nahrung assoziierten – lassen die zellulären Mechanismen, die den erfahrungsabhängigen Veränderungen der neuronalen Reaktion im primären visuellen Kortex (V1) zugrunde liegen, immer noch viele Fragen offen. Jedoch wird angenommen, dass lokale Schaltkreise (zum Beispiel inhibitorische Interneurone) und Rückkopplungen aus anderen Gehirnregionen vermutlich eine Rolle bei den adaptiven Reaktionen der Neuronen des primären sensorischen Kortex spielen. Das EU-finanzierte Projekt SweetVision untersucht daher die neuronalen Schaltkreise, die für die dynamische Regulierung neuronaler V1-Reaktionen verantwortlich sind, welche die Informationsverarbeitung für verhaltensrelevante Reize, wie solche, die mit einer Belohnung verbunden sind, optimieren und gleichzeitig Reaktionen auf irrelevante Reize, die als Ablenkung wirken können, unterdrücken.

Ziel

Our ability to learn relies on the potential of neuronal circuits to change through experience. The overall theme of this project is to understand how sensory cortical circuits are modified by experience and learning. Recent results have shown that learning the association of a visual stimulus with a reward modifies neuronal responses in primary visual cortex (V1). However, the cellular mechanisms underlying these experience-dependent changes remain largely unknown. Computational and experimental studies suggest that feedback pathways are crucial for adapting sensory processing by task demands, together with local interneurons that gate feedback through dendritic inhibition. I will test the hypothesis that feedback projections from higher level areas selectively enhance task-relevant information in V1 and that this process depends on dorsomedial striatal (DMS) output.
Toward this aim, I am using chronic two-photon calcium imaging to monitor the activity of neuronal sub-populations in mouse V1, before, during and after two types of visual experience: a passive exposure to a visual stimulus and a rewarded visually-guided task. Published and preliminary results indicate that the representation of task-relevant features is enhanced and stabilised in V1 during learning while responses to non-relevant stimuli are suppressed.
This project is organized around 3 aims:

1. To characterize top-down inputs to V1 neurons during passive and rewarded visual experience.
2. To characterize local circuits and single-neuron computation of task-relevant features within V1
3. To characterize the output of V1 neurons to higher cortical areas and DMS, during goal-directed learning.

The expected results will show how behavioural training changes the neocortex to improve the encoding of behaviourally relevant visual objects. This project will uncover the circuits that are changed by and in turn dynamically gate relevant sensory information when an animal is learning a goal-directed task.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

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.

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.

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.

ERC-COG - Consolidator Grant

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2019-COG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

THE UNIVERSITY OF EDINBURGH
Netto-EU-Beitrag

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.

€ 1 874 780,00
Adresse
OLD COLLEGE, SOUTH BRIDGE
EH8 9YL Edinburgh
Vereinigtes Königreich

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Region
Scotland Eastern Scotland Edinburgh
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

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.

€ 1 874 780,00

Begünstigte (1)

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