Mikrosekunden-Präzision im Hörsystem von Vögeln; Analyse und Simulation des Neurophonpotentials

Es ist eine Herausforderung zu verstehen, wie das Gehirn zeitliche Vorgänge repräsentiert. Eine der interessantesten Frage betrifft die Repräsentation im Submillisekundenbereich, die trotz einer großen zeitlichen Variabilität auf allen Ebenen der Verarbeitung möglich ist. In diesem Projekt sollen solche Fragen mit theoretischen Methoden untersucht werden. Das Projekt ist eng mit dem Projekt des Kooperationspartners verzahnt. Wir benutzen das auditorische System als ein Beispiel und analysieren speziell das Neurophonpotenzial, ein Frequenzfolgepotenzial in Netzwerk von Nukleus magnozellularis und Nukleus laminaris im Hirnstamm, welches eine zeitliche Präzision von 20 Mikrosekunden aufweist. Das Neurophonpotenzial weist drei spektrale Komponenten auf, über deren Ursprung mehr herausgefunden werden soll. Unsere Anfangshypothese ist, dass die magnozellulären Axone die Quelle der hochfrequenten Komponente des Neurophonpotenzials sind, während die Aktionspotenziale in den laminaren Neuronen die Ursache der 1-2 kHz-Komponente darstellen und die räumliche Inhomogenität in der Anzahl der Synapsen in der dorsoventralen Richtung die biphasischen, niederfrequenten Komponente (<1 kHz) verursachen. Wir werden moderne Analyse- und Simulationstechniken und eine enge Bindung an Daten benutzen, um diese Hypothese zu testen. Diese Arbeiten sollten unser Verständnis von Gehirnfunktion voranbringen und eine Grundlage für Anwendungen bieten, z.B. bei Hirn-Maschinen-Interaktionen und in der Informationstechnologie.