Effiziente Kodierung schneller dynamischer Stimuli in Population von ON- und OFF- Neuronen

01.09.2024 bis 31.08.2027

Die Aufteilung der Informationsverarbeitung in separate ON/OFF-Pfade ist ein allgemeines Prinzip neuronaler Verarbeitung in sensorischen Systemen. Im Gegensatz zu den hohen Feuerraten mit denen Rezeptorafferenzen Sinnesreize kodieren, erlaubt die Trennung in ON und OFF Kanäle gleiches mit niedrigeren Feuerraten zu erreichen und damit energetisch effizienter Information zu übertragen. Reduzierte Feuerraten stellen jedoch ein Problem für die Kodierung schneller dynamischer Reize dar. Im elektrosensorischen System des schwach elektrischen Fisches wissen wir um die Relevanz schneller Reize für das Balzverhalten. Wie ist eine zuverlässige Kodierung trotz intrinsischer Fluktuationen und beschränkter Anzahl von Neuronen möglich? In diesem Projekt untersuchen wir das Problem des optimalen Designs einer Population von ON/OFF-Neuronen zur Kodierung hochfrequenter Reize. Dazu kombinieren wir elektrophysiologische Experimente am elektrosensorischen System elektrischer Fische mit Modellen sowie analytischen und numerischen Methoden, die uns allgemeine Einsichten in dieses grundlegende Problem ermöglichen.