témavezető: Somogyvári Zoltán
helyszín (magyar oldal): Semmelweis Egyetem Neurológiai Klinika helyszín rövidítés: SE
A kutatási téma leírása:
Egy idegsejt az emlős agyban átlagosan 15-30 000 másik idegsejttől kap bemenetet. Az agykutatás egyik legnagyobb nyitott kérdése, hogy ez a nagy számú szinaptikus bemenet milyen tér-idő áram mintázattá áll össze, amelyre az idegsejtek akciós potenciálok kibocsájtásával válaszolnak. Azonban jelenleg nem áll rendelkezésre olyan vizsgálati technika, amellyel e bemeneti áram mintázatok meghatározhatóak éber, szabadon mozgó, viselkedő állatokban.
Az új-típusú sokcsatornás, agykéregbe ültetett, krónikus, mikró-elektróda rendszerekkel végzett mérésekben rohamosan nő az in vivo állatból elvezetett elektrofiziológiai adat mennyisége. Míg az extracelluláris elektródákkal, az egyedi sejtek jeleit eddig elsősorban időbeli tulajdonságaik szerint elemezték a mikroelektróda rendszerek adataiban új, térbeli dimenziók nyílnak meg, mivel radikálisan megnőtt a jelek térbeli információ tartalma. Ezen adat-tömeg azonban feldolgozás, értelmezés nélkül marad, ha nem állnak rendelkezésre a megfelelő modern statisztikai és matematikai módszerek.
Célkitűzéseink tehát, sokcsatornás mikroelektróda mérések elemzésével, új matematikai elemzési eljárások fejlesztésével és alkalmazásával az idegsejtek bemeneti és kimeneti tér-idő áram mintázatait meghatározni.
Kortikális területek, elsősorban a hippokampusz dinamikus működésének, az információ áramlás irányának vizsgálata különböző modell alapú kauzalitás elemzés segítségével, mikro elektróda rendszerekkel végzett elektromos potenciál mérések alapján, különböző agyi állapotok esetén. A rendelkezésre álló adatokat patkányok agykérgébe krónikusan implantált mikro-elektróda rendszerrel mérték Buzsáki György laboratóriumában (Rutgers University és NYU, USA), 256 ill. 512 csatornán, 20 kHz mintavételi frekvenciával, 50 mikron vertikális és 300 mikron horizontális felbontással, uni- és bilaterálisan a hippokapuszban és az elsődleges szomatoszenzoros és motoros kéregben.
A különböző csatornákon mért jelek közti összefüggések vizsgálata modell alapú elemzésekkel. A Granger-féle kauzalitás elemzési formalizmus kiterjesztése és alkalmazása eseményhez kötött jelekre, és ezzel az akciós potenciálok prediktorainak és következményeinek meghatározása. A legújabb kauzalitás elemzési módszerekkel alkalmazása, mint a kereszt-konvergenica térképezés, irányított entrópia folyam és rejtett Markov modellek illesztése.
A kutatás végére azt várjuk, hogy behatárolható lesz az egyes módszerek alkalmazhatósági köre, s hogy hasznosításuk hozzájárul az agyterületek és kérgi rétegek közötti kölcsönhatások időskálájának és térbeli eloszlásának tisztázásához, az idegsejtek bemenet-kimenet transzformációjának, az általuk végzett mikroszámításoknak jobb megismeréséhez és így az agy dinamikus működésének jobb megértéséhez.
Jelentkezési határidő: 2020-09-01
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
