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Wie steuern tiefer liegende Bereiche des Gehirns die Dynamik in der Großhirnrinde? Diese Frage steht im Fokus eines neuen US-amerikanischen Forschungsverbundes, den das Allen Institute in Seattle koordiniert. Ein Teilprojekt ist am Göttingen Campus Institut für Dynamik biologischer Netzwerke (CIDBN) angesiedelt: Dort wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verstehen, wie die Großhirnrinde mit subkortikalen Strukturen, also Teilen des Gehirns, die unter der Großhirnrinde liegen, zusammenspielen.
Die National Institutes of Health (NIH), der weltweit größte öffentliche Geldgeber für biomedizinische Grundlagenforschung, fördern den Forschungsverbund fünf Jahre lang mit insgesamt rund 18 Millionen Euro. Rund 460.000 Euro davon fließen in Arbeiten am CIDBN.
Im Forschungsverbund „Thalamus in the middle: computations in multi-regional neuronal circuits“ spielt vor allem der Thalamus als Schaltstelle zwischen Großhirnrinde und weiter entfernten Hirngebieten eine entscheidende Rolle. Neuronale Impulse werden an dieser Stelle weiterverarbeitet und in verschiedene Bereiche des Gehirns weitergeleitet. „Der Thalamus bildet eine Brücke zwischen Cortex, also der Großhirnrinde, und den tiefer liegenden Strukturen“, sagt Dr. Jorge Jaramillo, Leiter des Teilprojekts am CIDBN. Die subkortikalen Strukturen senden Impulse über den Thalamus an die Großhirnrinde, die dann ihrerseits Impulse an den Thalamus zurückgibt.
So entstehen thalamokortikale Rückkopplungsschleifen mit einer komplexen Dynamik, die durch subkortikale Hirnbereiche gesteuert werden kann. „Dieses Zusammenspiel dient beispielsweise dem Arbeitsgedächtnis, also der Fähigkeit, einen Gedanken im Kopf zu behalten, aber auch zu entscheiden und zu planen sowie letztendlich zu handeln“, erklärt Jaramillo. Aufgabe seines Teilprojekts ist es, im „Distributed Neural Dynamics and Control Laboratory“ des CIDBN dieses Zusammenspiel in mathematischen Modellen zu erfassen und computergestützt nachzubilden.
Jaramillo wurde 2014 an der Humboldt-Universität zu Berlin und dem Bernstein Zentrum für computergestützte Neurowissenschaften Berlin promoviert. Nach einer Postdocphase an der New York University war er zuletzt Nachwuchsgruppenleiter am European Neuroscience Institute Göttingen (ENI-G). Im November 2022 wechselte er für sein Projekt an das CIDBN. „Jorge Jamarillos Forschungsprogramm mit der Kombination aus mathematischer Theorie, biologischem Hochleistungsrechnen und theoriegeleiteten neuartigen Experimenten ist beispielhaft für die Mission des CIDBN“, sagt CIDBN-Gründungsdirektor Prof. Dr. Fred Wolf. „Seine theoriegetriebene Forschung verleiht dem Göttinger Forschungsschwerpunkt Kognition und Verhalten eine wichtige neue Dimension.“
Dr. Jorge Jamarillo
Göttingen Campus Institut für Dynamik biologischer Netzwerke (CIDBN)
E-Mail: jorge.jamarillo@uni-goettingen.de
Internet: http://www.uni-goettingen.de/de/668449.html
Dr. Britta Korkowsky
Göttingen Campus Institut für Dynamik biologischer Netzwerke (CIDBN) – Geschäftsstelle
E-Mail: cidbn@uni-goettingen.de
Internet: http://www.uni-goettingen.de/cidbn
http://www.uni-goettingen.de/cidbn
Dr. Jorge Jaramillo, Leiter des Teilprojekts am CIDBN.
CIDBN / Britta Korkowsky
CIDBN / Britta Korkowsky
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, jedermann
Biologie
überregional
Forschungsprojekte, Kooperationen
Deutsch
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