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Heidelberg - Ithaca

Deutsch - US-amerikanische Kooperation in Computational Neuroscience

"Verarbeitung komplexer, verteilter Signale im Riechkolben der Maus"

In jeder Sekunde prasseln eine Vielzahl sensorischer Reize auf uns ein. Wie unser Gehirn einzelne Charakteristika aus diesem Informationsfluss herausziehen kann, ist weitgehend unverstanden. Im Geruchssystems wird die Verarbeitung von zwei Ebenen von hemmenden Verschaltungen dominiert. Zum einen gibt es eine lokale hemmende Verschaltung. In globaler Sicht ist die Verarbeitung jedoch durch die Hemmung von Körnerzellen charakterisiert, die gemeinhin als Mechanismus hinter der Kontrastverschärfung gilt. Experimentelle und theoretische Arbeiten konnten jedoch zeigen, dass Kontrastverschärfung im lokalen Netzwerk ausgetragen wird. In dem vorliegenden Projekt wird die Hypothese verfolgt, dass die durch Körnerzellen vermittelte Hemmung genau die eingangs angesprochene Aufgabe erfüllt, nämlich einzelne "features” aus dem sensorischen Informationsfluss herauszufiltern.

Basierend auf bisherigen experimentellen und theoretischen Arbeiten werden biophysikalisch realistische und abstraktere Modelle der Körnerzellverschaltung entwickelt, die beschreiben, wie Körnerzellen selektiv einzelne Charakteristika der sensorischen Welt abbilden. Detaillierte Verbindungs- und Integrationsparameter werden experimentell mit optogenetischen Methoden bestimmt. Darauf aufbauend wird untersucht, wie die feinen Nervenfortsätze von Körnerzellen Signale integrieren und verarbeiten. In einem letzten Schritt wird das Modell dann in Verhaltensexperimenten getestet.

Kurz zusammengefasst wird dieses Projekt die Schaltkreise des olfaktorischen Bulbus mit einer Kombination von computationalen und experimentellen Methoden untersuchen, um die zellulären Mechanismen der Erkennung von  komplexen Mustern und Eigenschaften zu beleuchten.

 


An dieser Kooperation sind folgende Wissenschaftler beteiligt:

  • Andreas Schaefer, Max-Planck-Institut für medizinische Forschung, Heidelberg
  • Thomas Cleland, Dept. of Psychology, Cornell University, Ithaca, USA

 

Deutscher Koordinator:

Dr. Andreas Schaefer
Max-Planck-Institut für medizinische Forschung
Jahnstrasse 29
D-69120 Heidelberg

Tel.: +49 (0) 6221 / 486 408
Fax: +49 (0) 6221 / 486 459
E-mail: andreas.schaefer@mpimf-heidelberg.mpg.de


 

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