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Working memory and decision making: a hybrid approach for studying higher brain functions in vitro

English title Working memory and decision making: a hybrid approach for studying higher brain functions in vitro
Applicant Lüscher Hans-Rudolf
Number 109305
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Institut für Physiologie Medizinische Fakultät Universität Bern
Institution of higher education University of Berne - BE
Main discipline Neurophysiology and Brain Research
Start/End 01.10.2005 - 30.09.2011
Approved amount 1'047'079.00
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Keywords (6)

working memory; reverberations in cell assemblies; neurocomputational models; prefrontal cortex; neuromodulators; dopamine

Lay Summary (German)

Lead
Lay summary
Unter Arbeitsgedächtnis versteht man ein Kurzzeitgedächtnis, welches uns erlaubt, z.B. eine nachgeschlagene Telefonnummer im „Kopf“ zu behalten, bis die Nummer gewählt wurde. Dabei kann bereits eine kurzfristige Ablenkung den Gedächtnisinhalt wieder auslöschen. Man stellt sich vor, dass der Gedächtnisinhalt in einer Gruppe von Nervenzellen als kreisende Erregung repräsentiert wird. Wir untersuchen die Netzwerkarchitektur und die biophysikalischen Eigenschaften der beteiligten Nervenzellen in akuten Hirnschnitten der Ratte. Wir möchten verstehen, welche besonderen Eigenschaften des Netzwerkes und der Nervenzellen für eine stabile kreisende Erregung von Bedeutung sind. Von besonderem Interesse ist der Einfluss von Neuromodulatoren wie z.B. Dopamin auf das Aktivitätsverhalten von Nervenzellen und die daraus resultierende Veränderung der Netzwerkdynamik. Die Experimente werden ergänzt durch Computersimulationen, welche die Möglichkeit eröffnen Voraussagen über das Verhalten der Netzwerke zu machen, welche anschliessend im Experiment überprüft werden können. Mit Hilfe diese Vorgehens konnten wir zeigen, dass Dopamin die Erregbarkeit der einzelnen Nervenzelle so beeinflusst, dass einerseits das gesamte Netzwerk leichter in eine stabile kreisende Erregung versetzt werden kann, und dass andererseits die kreisende Erregung durch externe Störungen nur schwer unterbrochen werden kann. Übertragen auf das eingangs erwähnte Beispiel kann unter Dopamin- Einfluss die Telefonnummer leichter gespeichert werden, und eine kurzfristige Ablenkung kann den Gedächtnisinhalt weniger leicht auslöschen. Das Projekt ist der Grundlagenwissenschaft zuzurechnen, und zurzeit sind weder technische Applikationen noch klinische Anwendung absehbar.
Direct link to Lay Summary Last update: 21.02.2013

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
61335 Cortical plasticity: From synapses to working memory 01.10.2000 Project funding (Div. I-III)

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