Relating structure and dynamics in neural networks with applications to brain imaging

• Applicant: Silke Dodel
• Subject Area: Clinical Neurology; Neurosurgery and Neuroradiology
• Term: from 2006 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 27255804

Wir beantragen ein Projekt zur Analyse der Beziehung zwischen Struktur und Dynamik in neuronalen Netzwerken am Beispiel von Katalysatoren. Dieses innovative Konzept zur Informationsverarbeitung im Gehirn propagiert die Existenz von Teilnetzwerken (Katalysatoren), die Übergänge zwischen verschiedenen Netzwerkzuständen vermitteln. Dabei definieren wir katalytische Übergänge als solche, die ohne Katalysatoren nicht stattfinden könnten. Wir werden die strukturellen Voraussetzungen, unter denen Netzwerke katalytische Übergänge aufweisen, theoretisch untersuchen. Mithilfe der Ergebnisse werden wir Daten von bildgebenden Verfahren des Gehirns aus einem Experiment zur multisensorischen Integration auf mögliche Hinweise für die Existenz von Katalysatoren im Gehirn untersuchen. Unser Projekt ist in vielerlei Hinsicht wichtig. Das Gehirn beherbergt ein riesiges neuronales Netz, in welchem Struktur und Dynamik sich wechselseitig beeinflussen, mit Konsequenzen für die Funktionen des Gehirns. Ein besseres Verständnis der Beziehung zwischen Struktur und Dynamik führt zu neuen Erkenntnissen über das Gehirn, was auch die Entwicklung neuer Behandlungsmöglichkeiten fördert. Mit dem Konzept von katalytischen Übergängen untersuchen wir einen neuen Aspekt von Informationsverarbeitung, theoretisch und im Hinblick auf seine mögliche Realisierung im Gehirn. In unserem Projekt vereinen wir interdisziplinär die Gebiete der theoretischen Untersuchung von neuronalen Netzwerken und der hochentwickelten Datenanalysemethoden für bildgebende Verfahren des Gehirns.

• DFG Programme: Research Fellowships
• International Connection: USA
• Host: Professor Dr. Viktor Jirsa