D-USA Verbund: Informationsverarbeitung im Großhirn für visuell-okulomotorisches Verhalten

Das Ziel des vorliegenden Projektes ist es, die Informationsverarbeitung und den Informationstransfer während des sensomotorischen Verhaltens innerhalb des Großhirns zu untersuchen und damit die Rolle der reziproken intrakortikalen Verbindungen für das Verhalten aufzuklären. Die funktionelle Bedeutung dieser Verbindungen ist immer noch unverstanden. Im vorliegenden Projekt werden neu entwickelte Ansätze der Computational Neuroscience und der experimentellen Neurowissenschaften genutzt, um die Rolle neuronaler Verbindungen innerhalb des Kortex für motorisches Verhalten aufzuklären. Der Kooperationspartner in den USA untersucht die langsame Augenfolgebewegung und den optokinetischen Reflex neurophysiologisch am wachen Primaten, während in dem vorliegenden Projekt die theoretischen Arbeiten mittels mathematischer Modellierung durchgeführt werden. Beide Arten von Augenbewegungen erfordern komplexe Verarbeitung der visuellen Eingänge, um daraus motorische Kommandos für die Augenbewegungen zu generieren. Das Projekt ermöglicht die Erforschung kortikaler Mechanismen, die nicht nur für sensomotorische Informationsverarbeitung, sondern auch für Wahrnehmung und kognitive Prozesse von Bedeutung sind. Durch den Projektpartner in Seattle am WANPRC wird das okulomotorische Verhalten simultan mit den neuronalen Daten gemessen (M 1-18: frontale Augenfelder zu Parietalkortex; M13-24: reziproke Verbindungen). Die Resultate werden in München mit neu entwickelten informationstheoretischen Methoden analysiert (M 1-36) und als Basis zur mathematischen Modellbildung benutzt (M 7-36: Systemmodelle der Augenbewegungen; M 13-36: neuronale Modellierung). Die dabei entstandenen Modelle werden getestet, indem Vorhersagen zur Interaktion der kortikalen Regionen mittels elektrischer Stimulation und optogenetischer Methoden experimentell überprüft werden (M 19-36). Im letzten Jahr ist ein internationaler Workshop geplant.