3D-MMA – Gradienten der Verteilung multipler Transmitterrezeptoren in der Hirnrinde als Grundlage verteilter kognitiver, sensorischer und motorischer Funktionen.

Ziel diese Vorhabens ist die Erstellung eines hochauflösenden, multimodalen (Cytoarchitektonik und Architektonik multipler Rezeptortypen) und dreidimensionalen Atlas des Affenhirns, um datengesteuerte neuronale Netzwerkmodelle zu erstellen, die Erkenntnisse über den Zusammenhang zwischen regionalen Variationen der Rezeptordichten und kognitiven Prozessen liefern. Der Atlas wird erstmalig eine voxelweise Quantifizierung der regionalen und laminären Verteilung von 14 Rezeptortypen (Rezeptor-Fingerprints) sowie der Zelldichten über den gesamten Cortex des Affenhirns ermöglichen. Die zugrunde liegenden Daten werden dem "National Institute of Mental Health Macaque Template" zu Verfügung gestellt und dort registriert, um der Community eine Integration mit fMRI-Daten und Analysen auf der Basis eines multimodalen Atlas zu ermöglichen. Es werden Techniken zur Dimensionsreduktion eingesetzt, um die wichtigsten Rezeptorgradienten zu identifizieren, die der Verteilung der Rezeptoren im Cortex zugrunde liegen. Die resultierenden Gradienten werden mit funktionellen Hierarchien von sensorischen Systemen und kognitiven Netzwerken verglichen um die Rezeptorsignatur, die unterschiedlichen Netzwerken zugrunde liegt, aufzudecken. Es wird das Konzept von Bifurkationen genutzt, um zu erforschen wie Veränderungen der Rezeptordichten über den gesamten Cortex hinweg zur Entstehung von Arbeitsgedächtnis-Ähnliche persistente Aktivität in bestimmten Regionen führen können. Dazu wird ein neuronales Schaltungsmodell entwickeln, das kortikale Schichten überspannt. Entscheidend ist, dass es den experimentell gemessenen Rezeptordichten erlaubt wird, die Effekte jedes Rezeptors in jedem Areal und jeder Schicht zu skalieren. Vielversprechende Voruntersuchungen deuten an, dass die Muster der verteilten kognitiven, sensorischen und motorischen Aktivität, die über kortikale Areale und Schichten beobachtet werden, entscheidend von der regionalen Verteilung der Rezeptoren abhängen