ZeroNoise Lab
Havenith & Schölvinck Lab

Forschungsschwerpunkte des ZeroNoise Labs am ESI

Menschen sind nicht immer gut im Multitasking – aber ihre Neurone schon! Neurone sind ständig in mehrere Verarbeitungsprozesse gleichzeitig eingebunden. Sie erfassen die physischen Eigenschaften von Objekten in der Umgebung, passen sich an Schwankungen im Aufmerksamkeitsniveau an und setzen die physiologischen Langzeitveränderungen um, die Lernprozesse möglich machen. 

Bisherige Forschungsarbeiten haben sich zum größten Teil darauf konzentriert, jeden dieser Prozesse einzeln für sich zu betrachten. Die Forschenden im ZeroNoise Lab wollen dagegen verstehen, wie die zahlreichen Aufgaben, die eine Gruppe von Neuronen gleichzeitig erledigt, in deren Aktivität repräsentiert sind. Darüber hinaus wollen sie herausfinden, ob die Strategien, mit denen verschiedene Tierarten diese grundlegende Herausforderung der neuronalen Verarbeitung gelöst haben, evolutionär erhalten oder eher artspezifisch sind.

Um diese Fragen zu beantworten, arbeitet das ZeroNoise Lab parallel mit den zwei Tierarten, die am häufigsten in den Neurowissenschaften untersucht werden: Mäuse und Primaten. Die Tiere gehen in einer virtuellen Umgebung auf Futtersuche, wodurch die Forschenden ihre visuell bedingten Entscheidungen und Reaktionen in einem natürlichen Kontext genau beobachten können. Währenddessen leiten sie die elektrische Aktivität großer Neuronengruppen in den visuellen Arealen des Gehirns ab, die in allen Säugetieren evolutionär erhalten geblieben sind. So erhalten die Forschenden Momentaufnahmen aus den vielfältigen Verhaltensweisen von Tieren, die dann mittels innovativer mathematischer Algorithmen zu verschiedenen dynamischen Aspekten der neuronalen Aktivität in Beziehung gesetzt werden können. Das Ziel der Wissenschaftler und Wissenschafterinnen ist es, dabei zu klären, wie sich im Gehirn verschiedener Tierarten universelle kognitive Vorgänge wie zum Beispiel Lernen und Aufmerksamkeit gleichzeitig entfalten.