Skip to main content
European Commission logo print header

Imaging Brain Circuits to Decode Brain Computations: Multimodal Multiscale Imaging of Cortical Microcircuits to Model Predictive Coding in Human Vision

Opis projektu

Bliższe spojrzenie na mikroobwody mózgu

Ludzki mózg jest jedną z najbardziej złożonych sieci biologicznych, lecz jego architektura i mechanizmy obliczeniowe pozostają w dużej mierze nieznane. Badaczom starającym się zrozumieć ludzkie procesy poznawcze trudno jest opracować skuteczne metody leczenia zaburzeń neurologicznych, a nawet uzyskać podstawową wiedzę o tym, w jaki sposób mózg przetwarza informacje. Celem finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projektu MULTICONNECT jest odkrycie tajemnic ludzkiego mózgu poprzez obrazowanie jego połączeń korowych w wielu skalach przestrzennych. Za pomocą rezonansu magnetycznego o ultrawysokim natężeniu pola jego zespół zbada strukturę i funkcję ludzkich mikroobwodów korowych, aby zrozumieć mechanizmy obliczeniowe leżące u podstaw procesów poznawczych. Podstawową hipotezą badawczą projektu jest założenie, że różnice w obliczeniach kodowania predykcyjnego w różnych obszarach wzrokowych oparte są na różnicach w łączności mikroobwodów.

Cel

The human brain is one of the largest and most complex biological networks known to exist. The architecture of its circuits, and therefore the computational basis of human cognition, remains largely unknown. The central aim of this proposal is to image human cortical connectivity at multiple spatial scales in order to understand human cortical computations.
Whereas canonical cortical microcircuits are an established theory of the repeating structure of the neocortex’s circuits, predictive coding provides a prominent proposal of what these circuits compute. This leads to the core hypothesis of this proposal: the variations in predictive coding computations performed by human cortical microcircuits in different visual areas are grounded in variations in their microcircuit connectivity. As a central case-study, this proposal investigates human visual apparent motion perception in V1/2/3 and V5/MT+.
The proposed research program is organized in two workpackages (WP I and II). WP I has the aim of imaging the multiscale connections of human neocortical microcircuits. The projects in WP I focus on structure and move from the mesoscale down to the microscale. WP II has the aim of modelling how microcircuits support predictive coding computations. The projects in WP II focus on function and move from the microscale back up to the mesoscale. Structural and functional assessment of microcircuitry in the human brain only recently became possible with the development of magnetic resonance imaging (MRI) at ultra-high field-strengths (UHF) of 7T and above. UHF diffusion MRI, combined with light microscopy, is used to image circuit structure in WP I. UHF functional MRI is used for computational modelling of computations in WP II.
Successful completion of the planned research will significantly advance our understanding of the computations in cortical microcircuits, deliver important new human connectomic reference data, and improve generative models of human cortical processing.

System finansowania

ERC-STG - Starting Grant

Instytucja przyjmująca

UNIVERSITEIT MAASTRICHT
Wkład UE netto
€ 1 500 000,00
Adres
MINDERBROEDERSBERG 4
6200 MD Maastricht
Niderlandy

Zobacz na mapie

Region
Zuid-Nederland Limburg (NL) Zuid-Limburg
Rodzaj działalności
Higher or Secondary Education Establishments
Linki
Koszt całkowity
€ 1 500 000,00

Beneficjenci (1)