Forståelse kognition
Forestil dig et æble — dets grønne, sure smag og dets friske, sprøde crunch; hvordan skaber hjernen en repræsentation af et sådant æble?
dette er et af de spørgsmål, som Human Brain Project (HBP) stiller. For bedre at forstå den menneskelige hjerne har du brug for teorier, modeller og konceptuelle rammer, som kan testes og raffineres. HBP støtter kognitive og teoretiske neurovidenskabers arbejde for at låse dybere indsigt i vores hjernes arbejde.
teoretiske neuroforskere arbejder på at udvikle en multi-skala teori om hjernen, der syntetiserer top-ned og data-drevet bottom-up tilgange. De forsøger også at: forene teorier om læring, hukommelse, opmærksomhed og målrettet adfærd; forstå komplekse kognitive funktioner såsom rumlig navigation, rekursion og symbolsk behandling; og identificere broer, der forbinder de mange tidsmæssige og rumlige skalaer, der er impliceret i hjerneaktivitet og i signalerne fanget af billeddannelse og andre teknologier.
hbps kognitive neurovidenskabsfolk ser på karakteren af visuel opfattelse, spredningen af langsomme bølger i den sovende hjerne, hippocampus rolle i episodisk hukommelse (personlige minder fra vores liv) samt udvikling af nye måder at måle bevidsthedstilstanden hos både mennesker og andre dyr.
oprettelse af repræsentation
hvordan skaber hjernen en repræsentation af et objekt, som et æble, fra multisensorisk information? Dette spørgsmål er afgørende, da disse repræsentationer er grundlaget for højere kognitive processer såsom kategoridannelse, ræsonnement og sprog. Et af vores mål er at udvikle et “deep learning” neuronalt netværk, der lærer at genkende objekter og funktioner på samme måde som virkelige neurobiologiske systemer.
bevidsthed
et af de dybeste uløste problemer i videnskaben er bevidsthedens natur – hvordan genereres bevidsthed af hjernen? Der er flere kliniske og etiske problemer, der begrænser, hvordan vi kan løse dette spørgsmål, såsom at vurdere bevidsthedsniveauet hos patienter efter hjerneskade. Nye måder at måle bevidsthedsniveauer på vil gøre klinikere mindre afhængige af rent adfærdsmæssige målinger; dette vil for eksempel gavne komapatienter.
langsomme bølger i den sovende hjerne
på samme måde, hvordan kan forskellige fænomener som søvn og vågenhed komme ud af de samme cortico-thalamiske systemer i hjernen? For at besvare dette spørgsmål vil vi undersøge langsom bølgeaktivitet og simuleringer af store populationer af fyringsneuroner hos mus og mennesker.
hukommelse
episodiske minder er vores personlige, bevidste oplevelser inden for rum og tid. Hjernens evne til at huske objekter og oplevelser fra multisensorisk information (f.eks. HBP gennemfører en koordineret række eksperimenter for at identificere de neuronale mekanismer bag episodisk hukommelse og validere dem ved hjælp af beregningsmodeller og robotsystemer.
arbejdet med HBP ‘ s teoretiske og kognitive neurovidenskabsfolk føder ind i arbejdet andetsteds i HBP, især neurorobotics og neurocomputing platforme.
