CogNetDyn - Verteilte neuronale Netzwerkdynamik im Makaken-Kortex in Bezug auf Kognition und Verhalten

Das Gesamtziel dieses Projektes mit US / deutscher Zusammenarbeit ist es besser zu verstehen, wie Sinneswahrnehmung, Entscheidungsfindung und Bewegungsgenerierung bei Primaten durch Netzwerkinteraktionen von Neuronen im Gehirn entstehen. Für ein tieferes Verständnis dieser Netzwerkprozesse ist es entscheidend zuerst zu untersuchen, wie: (1) das neuronale Netzwerk strukturiert ist, (2) wie verhaltensrelevante Informationen im neuronalen Netzwerk kodiert werden und (3) wie die Vielzahl an aufgenommenen Informationen dynamisch verarbeitet werden um Handlungen durchzuführen. Die danach mögliche Untersuchung des Zusammenspiels dieser Netzwerkaspekte ermöglicht tiefere Einblicke in die zugrunde liegenden neuronalen Netzwerk-Mechanismen, die der Wahrnehmung, Entscheidungsfindung und Bewegungskontrolle zugrundeliegenden. Die Untersuchung dieser Netzwerkaspekte und deren Zusammenspiel muss anhand der Aktivität vieler gleichzeitig aufgenommener Neurone durchgeführt wird, was nur mit invasiven Messverfahren möglich ist. Für dieses Projekt sollen bereits vorhandene Daten eines einfachen Entscheidungstasks zur Entwicklung von Analyse-Tools zur Untersuchung der genannten Netzwerkaspekte sowie deren Zusammenspiel dienen. Darüber hinaus sollen Rhesus-Affen auf einen allgemein relevanten Entscheidungstask trainiert werden und nachfolgend die Aktivität vieler Neurone in vier relevanten Gehirnarealen gleichzeitig aufgezeichnet werden. Mit diesem neu erhobenen zentralen Datensatz sollen dann die entwickelten Analysen-Tools auf ihre Allgemeingültigkeit überprüft und angepasst werden und damit der Datensatz ausgewertet werden. Darüber hinaus soll das dynamischen Zusammenspiels der drei Netzwerkaspekte untersucht und ein mechanistisches Model der neuronalen Netzwerkinteraktionen für die Sinneswahrnehmung, Entscheidungsfindung und Bewegungsgenerierung entwickelt werden.