Tilbake til søkeresultatene

FRIMED2-FRIPRO forskerprosjekt, medisin og helse

Neurophysiological Mechanisms of Human Auditory Predictions: From population- to single neuron recordings.

Alternativ tittel: Det nevrofysiologiske grunnlaget for forutsigelse av lyd i menneskehjernen: Fra gruppe- til enkeltnevron-registrering

Tildelt: kr 12,0 mill.

Evnen til å forutsi fremtidige hendelser er et sentralt trekk ved menneskelig tenkning og atferd. Likevel vet vi ikke helt hvordan forutsigelser formesi hjernen. Hva er prediksjonsprosesser, og hvorfor er de viktige å studere? I bred forstand bruker prediktive prosesser kunnskap basert på erfaring til å forutsi fremtidige hendelser i kroppen og omgivelsene, noe som påvirker hvordan vi oppfatter verden. På en støyete fest kan vi for eksempel bruke konteksten i samtalen for å forstå utydelige ord. Samtidig overvåker vi kontinuerlig omgivelsene våre. Dette gjør at vi kan oppdage uventede hendelser, for eksempel et glass som knuser. Med andre ord er virkeligheten slik vi oppfatter den et resultat av samspillet mellom faktiske hendelser og forutsigelser basert på våre tidligere erfaringer. Alt i alt hjelper prediksjons- prosesser oss til å fungere effektivt i en verden i stadig forandring. Videre er nevropsykiatriske tilstander som schizofreni assosiert med forstyrrede prediktive prosesser. AudioPred-prosjektet vil bidra til økt forståelse av auditive prediksjonsprosesser i menneskehjernen. Vi kommer til å måle aktivitet direkte fra individuelle- og grupper av tusenvis av nevroner fra pasienter med epilepsi (implantert med elektroder av kliniske årsaker) mens de lytter til serier med forventede og uventede lyder. Vi tar sikte på å finne ut hvordan individuelle nevroner og ulike hjerneområder spiller forskjellige roller for innkoding av regelmessigheter i lyder, for forutsigelse av fremtidige lyder og for oppdagelse av uventede lyder. I motsetning til andre metoder, vil vi med våre metoder kunne finne ut mer nøyaktig hvor i hjernen disse prosessene foregår og hvordan de utspiller seg over tid. Forskerteamet består av forskere ved Front Neurolab - RITMO, UiO, som samarbeider med kollegaer ved Oslo universitetssykehus, University of California i Berkeley, USA, og El Cruce Hospital, Argentina.

Predictions about upcoming stimuli and events are critical for information processing, enhancing perception, motor- and cognitive control needed for fluent conversation, decision-making, and other higher-order cognitive functions. Failure to make accurate predictions is seen in multiple neurocognitive disorders, including schizophrenia, ADHD, and autism. It is currently unknown how predictions are encoded by populations of neurons in different areas in the human brain, and how these regions communicate. Using state-of-the-art intracranial EEG and single-unit recordings in patients with drug-resistant epilepsy performing cognitive tasks, this project aims at providing new insights into the neural mechanisms that support predictions in auditory perception. These methods, which are rarely available in human neuroscience, will enable a detailed examination of the dynamic spatial (mm) and temporal (msec) interplay within local- and across distant brain regions at a level not possible with the coarser-grained resolution of noninvasive techniques. The use of advanced data processing and modeling techniques will allow us to delineate how hierarchically organized brain areas integrate predictive information about the content of stimuli, how predictive information is encoded by oscillatory mechanisms supporting inter-area communication, the dynamical changes of predictions, the complex interaction between attention and predictions, and the functional role of single-units for predictive processes. By this multifaceted approach, we aim to elucidate key aspects of predictions, and the neurophysiological mechanisms underlying their formation and updating, that in turn is expected to impact our understanding of aberrant cognition in neurological and neuropsychiatric disorders.

Aktivitet:

FRIMED2-FRIPRO forskerprosjekt, medisin og helse

Finansieringskilder