Cognitie begrijpen
stel je een appel voor – zijn groene, zure smaak en zijn frisse, knapperige crunch; hoe creëert het brein een representatie van zo ‘ n appel?
dit is een van de vragen die het Human Brain Project (HBP) stelt. Om het menselijk brein beter te begrijpen, heb je theorieën, modellen en conceptuele kaders nodig, die getest en verfijnd kunnen worden. Het HBP ondersteunt het werk van cognitieve en theoretische neurowetenschappers om dieper inzicht te krijgen in de werking van onze hersenen.
theoretische neurowetenschappers werken aan de ontwikkeling van een multi-schaal theorie van de hersenen die top-down en data-driven bottom-up benaderingen synthetiseert. Ze proberen ook: theorieën van leren, geheugen, aandacht en doelgericht gedrag te verenigen; complexe cognitieve functies zoals ruimtelijke navigatie, recursie en symbolische verwerking te begrijpen; en bruggen te identificeren die de meerdere temporele en ruimtelijke schalen verbinden die betrokken zijn bij hersenactiviteit en in de signalen die worden vastgelegd door beeldvorming en andere technologieën.HBP ‘ s cognitieve neurowetenschappers kijken naar de aard van visuele waarneming, de verspreiding van langzame golven in de slapende hersenen, de rol van de hippocampus in episodisch geheugen (persoonlijke herinneringen uit ons leven) en ontwikkelen nieuwe manieren om de bewustzijnstoestand bij zowel mensen als andere dieren te meten.
representatie creëren
hoe creëert de hersenen een representatie van een object, zoals een appel, uit multisensorische informatie? Deze vraag is cruciaal omdat deze representaties de basis vormen voor hogere cognitieve processen zoals categorievorming, redeneren en taal. Een van onze doelen is het ontwikkelen van een “diep leren” neuronaal netwerk dat leert om objecten en functies te herkennen op een soortgelijke manier als echte neurobiologische systemen.
bewustzijn
een van de diepste onopgeloste problemen in de wetenschap is de aard van bewustzijn – hoe wordt bewustzijn gegenereerd door de hersenen? Er zijn verschillende klinische en ethische problemen die beperken hoe we deze vraag kunnen aanpakken, zoals het beoordelen van het bewustzijnsniveau bij patiënten na hersenletsel. Nieuwe manieren om bewustzijnsniveaus te meten zullen clinici minder afhankelijk maken van zuiver gedragsmetingen; dit zal bijvoorbeeld ten goede komen aan comapatiënten.
langzame golven in de slapende hersenen
Hoe kunnen ook ongelijksoortige verschijnselen als slaap en waakzaamheid ontstaan uit dezelfde cortico-thalamische systemen in de hersenen? Om deze vraag te beantwoorden, zullen we slow-wave activiteit en simulaties van grote populaties van ontstekingsneuronen in muizen en mensen onderzoeken.Episodische herinneringen zijn onze persoonlijke, bewuste ervaringen in ruimte en tijd. Het vermogen van de hersenen om objecten en ervaringen te herinneren uit multisensorische informatie (bijvoorbeeld zien, horen of aanraken) is de sleutel tot het begrijpen van het menselijk geheugen. Het HBP voert een gecoördineerde reeks experimenten uit om de neuronale mechanismen achter episodisch geheugen te identificeren en te valideren door computationele modellen en robotsystemen.
het werk van HBP ‘ s theoretische en cognitieve neurowetenschappers draagt bij aan het werk van elders in het HBP, met name de neurorobotics en neurocomputingplatforms.
