Porozumění, Poznání

Představte si jablko — jeho zeleň, kyselou chutí a svěží, ostrý crunch; jak funguje mozek vytvořit reprezentaci takové jablko?

to je jedna z otázek, které Projekt lidského mozku (HBP) klade. Chcete-li lépe porozumět lidskému mozku, potřebujete teorie, modely a koncepční rámce, které lze testovat a vylepšovat. HBP podporuje práci kognitivních a teoretických neurovědců s cílem odemknout hlubší vhled do fungování našich mozků.

teoretičtí neurovědci pracují na vývoji vícerozměrné teorie mozku, která syntetizuje přístupy shora dolů a data-řízené zdola nahoru. Oni jsou také snaží: sjednotit teorie učení, paměť, pozornost a cíl-orientovaný chování; pochopit komplexu kognitivních funkcí, jako je prostorová navigace, rekurze, a symbolické zpracování; a identifikovat mosty spojující více časových a prostorových měřítek zapojen v aktivitě mozku a v signálech, zachycených zobrazování a další technologie.

HBP kognitivní neurovědci hledají na povaze vizuální vnímání, šíření pomalé vlny spánku mozek, role hipokampu v epizodické paměti (osobní vzpomínky z našich životů), stejně jako vývoj nových způsobů, jak měřit stav vědomí, v obou lidí a jiných zvířat.

vytváření reprezentace

jak mozek vytváří reprezentaci objektu, jako je jablko, z multisenzorických informací? Tato otázka je zásadní, protože tyto reprezentace jsou základem pro vyšší kognitivní procesy, jako je tvorba kategorií, uvažování a jazyk. Jedním z našich cílů je vyvinout neuronální síť “hlubokého učení”, která se naučí rozpoznávat objekty a funkce podobným způsobem jako skutečné neurobiologické systémy.

vědomí

jedním z nejhlubších nevyřešených problémů ve vědě je povaha vědomí-jak je vědomí generováno mozkem? Existuje několik klinických a etických problémů, které omezují, jak můžeme tuto otázku řešit, jako je posouzení úrovně vědomí u pacientů po poranění mozku. Nové způsoby měření úrovně vědomí způsobí, že lékaři budou méně závislí na čistě behaviorálních měřeních; to bude přínosem například pro pacienty v kómatu.

Pomalé vlny spánku mozek

Podobně, jak různorodé jevy, jako je spánek a bdění se vynoří z téhož kortiko-thalamické systémy v mozku? Odpovědět na tuto otázku, budeme zkoumat aktivitu pomalých vln a simulace velkých populací vypalovacích neuronů u myší a lidí.

paměť

epizodické vzpomínky jsou naše osobní, vědomé zážitky stanovené v prostoru a čase. Schopnost mozku vyvolat objekty a zkušenosti z multisenzorických informací (např. zrak, sluch nebo dotek) je klíčem k pochopení lidské paměti. HBP provádí koordinovanou sérii experimentů k identifikaci neuronálních mechanismů za epizodickou pamětí a jejich validaci pomocí výpočetních modelů a robotických systémů.

práce HBP teoretické a kognitivní neurovědci kanály do práce někde jinde v HBP, zejména neurorobotics a neuronových sítí platformy.