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Freiburg - Cambridge

Deutsch - US-amerikanische Kooperation in Computational Neuroscience

"Integration von bottom-up und top-down Signalen bei der visuellen Erkennung"

Bei den meisten Alltagstätigkeiten ist es von zentraler Bedeutung, visuelle Muster erkennen zu können. Die neuronalen Schaltkreise, die die visuelle Objekterkennung steuern, sind jedoch immer noch nur unzureichend verstanden. Selbst die besten heute verfügbaren computationalen Modelle liefern nur eine grobe Annäherung an die komplexen neurophysiologischen Antworten, die in höheren Arealen der visuellen Hirnrinde gefunden werden. Es ist daher nicht erstaunlich, dass selbst ein Dreijähriger ausgeklügelte computationale Algorithmen bei Erkennungsaufgaben - wie der Navigation in komplexen Umgebungen, oder der Objekterkennung in komplexen Szenen - mühelos übertreffen kann. Die Architektur der visuellen Hirnrinde beinhaltet sowohl feed-forward Projektionen, die bottom-up Signale übermitteln, als auch massive Rückprojektionen, die top-down Signale vermitteln. Obwohl schon lange erkannt wurde, dass beide Signaltypen Schlüsselrollen bei der visuellen Erkennung spielen, sind die jeweiligen Beiträge dieser Signal noch unklar. Das Projekt zielt darauf ab, die dynamische Integration von bottom-up und top-down Signalen zu erforschen, indem computationale Modelle und machine learning - Techniken zur Datenanalyse mit hochauflösenden neurophysiologischen Ableitungen aus dem menschlichen Temporallappen kombiniert werden.  Es vereinigt in synergistischer Weise die Stärken der beiden Gruppen in den Gebieten der Neurophysiologie (in Deutschland) und computationaler Arbeit (in USA). Die Forschungsarbeit wird durch Ausbildungsaktivitäten und Öffentlichkeitsarbeit  ergänzt, mit dem Ziel, interdisziplinäre Wissenschaftler und Ingenieure auszubilden, die von der Architektur und Funktion neuronaler Schaltkreise lernen und dieses Wissen zur Bewältigung echter Ingenieurstechnischer / computationaler Herausforderungen anwenden.

 


An dieser Kooperation sind folgende Wissenschaftler beteiligt:

  • Gabriel Kreiman, Children's Hospital Boston, Harvard Medical School, Cambridge, Cambridge, USA
  • Andreas Schulze-Bonhage, Epilepsiezentrum am Universitätsklinikum Freiburg

 

Deutscher Koordinator:

Prof. Dr. Andreas Schulze-Bonhage
Leiter des Epilepsiezentrums
Universitätsklinikum Freiburg
Breisacher Str. 64
79106 Freiburg

Tel.: +49 (0) 761 / 270-5366
Fax: +49 (0) 761 / 270-5003
E-mail: andreas.schulze-bonhage@uniklinik-freiburg.de

 

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