Functional characterization of the response properties of V1 neurons during a perceptual learning task measured by two-photon calcium imaging

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Lernen, sowie die Verarbeitung von Information im Kortex erfordert das präzise Zusammenarbeiten von vielen interagierenden Nervenzellen. Eine Untersuchung der Art und Weise, durch die kognitive Aktivität die Verarbeitung von sensorischen Eindrücken beeinflusst, erfordert Studien an lebenden Tieren. Ein sehr wirksames Untersuchungsmittel ist die Kombination von Zwei-Photonen Fluoreszenz Mikroskopie mit flureszierenden Aktivitätsreportern.Meine vorhergehende Arbeit hat gezeigt, dass der Einsatz von genetisch kodierten Kalziumindikatoren, welche über ein Virussystem in das Gehirn eingebracht worden sind, es ermöglicht, gezielte Populationen von Gehirnzellen über lange Zeiträume hinweg zu untersuchen. Dieser experimentelle Ansatz kann nun an wachen Affen angewandt werden, die darauf trainiert worden sind, ein spezielles visuelles Unterscheidungsexperiment durchzuführen. Diese experimentelle Arbeit wird zusätzlich mit biologisch basierten Computermodellen kortikaler Funktion ergänzt, so dass die daraus errechneten Vorhersagen zur neuronalen Netzwerkinteraktion später in unseren Mikroskopieexperimenten getestet werden können. Mit Hilfe dieser experimentellen Kombination können wir einen spezifischen Mechanismus untersuchen, durch den die Repräsentation eines visuellen Stimulus in einer Population von V1 Nervenzellen erreicht wird und zusätzlich, wie diese durch höhere kortikale Aktivität, wie zum Beispiel Aufmerksamkeit, Erwartungen und der Aufgabe der Wahrnehmung beeinflusst wird.