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000895434 150__ $$aKausative Mechanismen mesoskopischer Aktivitätsmuster in der auditorischen Kategorien-Diskrimination$$y2013 - 2021
000895434 371__ $$aProfessorin Dr. Sonja Grün
000895434 371__ $$aProfessor Dr. Frank W. Ohl
000895434 371__ $$aProfessor Dr. Bertram Schmidt
000895434 450__ $$aDFG project G:(GEPRIS)238707842$$wd$$y2013 - 2021
000895434 5101_ $$0I:(DE-588b)2007744-0$$aDeutsche Forschungsgemeinschaft$$bDFG
000895434 550__ $$0G:(GEPRIS)220176618$$aSPP 1665: Aufschlüsselung und Manipulation neuronaler Netzwerke im Gehirn von Säugetieren: Von korrelativen zur kausalen Analyse$$wt
000895434 680__ $$aKategorienbildung ist ein fundamentaler Bestandteil der Kognition. Die ihr zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen sind dabei noch größtenteils unverstanden. Während die meisten bisherigen Studien neuronale Mechanismen der Kategorienselektivität in höheren Assoziationsarealen untersucht haben, weisen neuere Arbeiten vermehrt auf eine Rolle bereits der sensorischen Hirnareale hin.In der Vergangenheit hat unser Labor hat ein robustes Modell der Kategorien-Bildung etabliert, das auf frequenzmodulierten Tönen und einem go/no-go Shuttleboxparadigma basiert. Wir haben dieses Modell bisher genutzt, um 1. Verhaltenscharakteristika des Kategorienlernens zu untersuchen, 2. dessen neuronale Basis im Hörkortex nachzuweisen, 3. die neurochemischen und proteomischen Konsequenzen zu beleuchten und 4. gezeigt, dass elektrokortikografische Messungen mesoskopischer Muster im Hörkortex das Verhalten vorhersagen können. Für die zweite Phase unseres Antrags wollen wir nun die kausalen Mechanismen aufklären, die beim Lernen aus zurückliegenden korrekten und unkorrekten Entscheidungen differentiell rekrutiert werden. Dabei bleibt unser primäres Ziel, formale neurophysiologische Kausalität zwischen neuronalen Aktivitätsmustern und dem Verhalten zu demonstrieren, indem wir sowohl die notwendingen, als auch die hinreichenden physiologischen physiologischen Mechanismen für korrekte Kategorienbildung nachweisen. Dieses Ziel soll durch Kombination neurophysiologischer, optogenetischer und verhaltensphysiologischer Verfahren erreicht werden, welche wir im Rahmen der ersten Antragsphase entwickelt haben. Indem wir die Befunde zu mesoskopischen Mustern mit der Analyse der mikroskopischen Spiking-Muster einzelner Neurone vergleichen, hoffen wir zudem, kausale Zusammenhänge zwischen den mesoskopischen Mustern und der ihnen zugrunde liegenden Einzelzellaktivität herzustellen.Unser besonderer Beitrag zum SPP 1665 liegt in der direkten, kausalen Untersuchung der meso- und mikroskopischen Gehirnaktivität im Rahmen eines komplexen, kognitiven Verhaltensparadigmas. Um dies zu erreichen, werden wir fortschrittliche Werkzeuge (WP1) entwickeln und diese in einem robusten Verhaltensversuch kognitiver, auditorischer Kategorienbildung einsetzen (WP2). Durch neue Analyse-Verfahren sollen die Zusammenhänge zwischen der mesoskopischen Ebene und der Einzelzellaktivität aufgeklärt werden (WP3). Durch diese Herangehensweise nutzen wir gezielt das Troika-Konzept des SPP1665 aus, um im Verbund aus Toolmaker, Experimenter und Analyst diese anspruchsvollen Fragen zu beantworten.
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