Tilbake til søkeresultatene

SFF-Sentre for fremragende forskn

CAC - Centre for Algorithms in the Cortex

Alternativ tittel: Senter for hjernebarkalgoritmer

Tildelt: kr 155,0 mill.

Helt siden begynnelsen på abstrakt tenkning har mennesker undret på hvordan tankeaktivitet oppstår. Hva gjør oss bevisst på verden og våre erfaringer der, og hvordan bruker vi denne bevisstheten til å agere på omgivelsene? I dag er det universell enighet om at kognitive funksjoner - slik som tolkning av sanseinntrykk, hukommelse, forestillingsevne, beslutningstakning og abstraksjon - oppstår som følge av nervecelleaktivitet i hjernen og spesielt i hjernebarken, det karakteristiske laget av nerveceller som omkranser storhjernen. Det forblir imidlertid et mysterium hvordan de mer enn et dusin milliarder nervecellene i dette laget gir opphav til kognisjon. Vi søker herved om status som Senter for Fremragende Forskning for å identifisere de grunnleggende algoritmene for beregningsaktivitet i hjernebarken. For å nå dette målet vil vi ta i bruk ny eksperimentell teknologi for storskala registrering fra nerveceller ved høy oppløsning, kombinert med nye verktøy for analyse og teoriutvikling. Prosjektets ambisjoner krever en sentertilnærming for å lykkes. Senter for hjernebarkalgoritmer vil bestå av 12 forskningsgrupper fra Kavliinstituttet for Systemnevrovitenskap ved NTNU. Disse gruppene - hver med sin unike ekspertise på ulike aspekter av hjernebarkfunksjon - vil arbeide sammen for å identifisere fundamentale nevrale algoritmer. Senteret vil utvikle nye eksperimentelle og analytiske metoder for studier av aktivitet i store nevrale nettverk under atferd i frittgående smådyr, og kunnskap fra studier med disse metodene vil bli sammenlignet med data fra funksjonelle hjerneavbildningsstudier i mennesker for å oppnå kunnskap om hvordan den kollektive aktiviteten til nerveceller i hjernebarken gir opphav til kognitiv funksjon og dysfunksjon, hos dyr og mennesker. Innsikt i de grunnleggende hjernebarkalgoritmene vil være nødvendig for å forhindre og behandle sykdommer med utspring i nervesystemet, med andre ord hele spektret av nevrologiske og psykiatriske lidelser.

Since the birth of philosophy, humans have pondered the origin of the mind, or our ability to consciously perceive and analyse past, present and future experience to interact intelligently with the world. Today, intellectual functions such as sensory perception, memory, imagery, planning and decision-making are known to reflect neural processing in the cerebral cortex, the sheet of uniformly organised tissue covering the cerebrum. Yet the neural algorithms of the cortex – its computational rulesets – have remained in the dark because information in the cortex is distributed across billions of tiny synapses that connect intermixed, widespread populations of neurons. We now have an unprecedented opportunity to overcome this elusiveness. New experimental technology and new tools for large-scale data analysis and modelling allow activity patterns – and algorithms – to be extracted at unprecedented precision from thousands of simultaneously active cortical neurons. We propose to take advantage of the emerging opportunities by bringing together 12 research groups at the Kavli Institute for Systems Neuroscience in a Centre for Algorithms in the Cortex (CAC). The overarching mission of CAC is the use of new technology to identify the fundamental rulesets of higher-order neural-circuit computation in the cortex. A steppingstone will be the Nobel-awarded insights from hippocampal-entorhinal circuits obtained at CAC’s parent centres, but the CAC itself will be transformative in extracting the domain-general algorithms underlying cognitive operations. To facilitate this paradigmatic switch, we have recruited a new generation of independent investigators, who will help acquire large-scale data from diverse higher-order cortical systems, at different stages of development and across species, hand in hand with theoretical model development. By identifying neural-circuit codes in these data, the CAC shall pioneer the next decade’s deep dive into the mechanistic basis of cognition.

Budsjettformål:

SFF-Sentre for fremragende forskn

Finansieringskilder