Vezetők: Dr. Káli Szabolcs
Tagok: Farkas Gábor, Mohácsi Máté, Tar Luca
Kapcsolat: kali.szabolcs@koki.hu
Az Elméleti Idegtudományi Kutatócsoport számos különböző matematikai és szimulációs módszer segítségével vizsgálja a hippokampusz idegsejtjeinek és hálózatainak dinamikáját és funkcióit, gyakran a HUN-REN KOKI kutatói által végzett kísérletes munkát kiegészítve.Az elméleti idegtudomány (computational neuroscience) módszerei lehetővé teszik számunkra az adatok tömör és kvantitatív leírását, a hipotézisek tiszta és pontos megfogalmazását, valamint azt, hogy mechanisztikus modellek felhasználásával kapcsolatot teremtsünk a különböző tér- és időskálákon leírt jelenségek és az eltérő szerveződési szintek között. A modellek felépítéséhez a kísérleti adatok szolgáltatják az alapvető megkötéseket, és a modellek jóslatainak ellenőrzésére szintén kísérletes módszerek felhasználásával nyílik lehetőség.Néhány fontosabb kutatási témánk a következő: szinaptikus integráció és nemlineáris folyamatok idegsejtek dendritjeiben; a hippokampuszra jellemző populációs aktivitási mintázatok (éles hullámok, théta, gamma és ripple oszcillációk) keletkezése és funkciói; térbeli és memória-reprezentációk tárolása és előhívása a hippokampuszban; idegsejt-paraméterek meghatározása kísérleti adatok felhasználásával, valamint a paraméter-illesztés várható pontosságának becslése.
Adatvezérelt modellezési munkafolyamat idegsejtek részletes modelljeinek fejlesztésére. A modellek létrehozása anatómiai és biofizikai adatok felhasználásával történik, az ismeretlen paraméterek behangolásához pedig automatizált paraméterkereső eljárások segítségével közelítjük elektrofiziológiai elvezetések eredményeit. A modelleket ezután automatikusan validáljuk, melynek során a viselkedésüket kvantitatívan összevetjük különböző kísérletekből származó adatokkal.
Jövőbeli kutatási irányok, együttműködési lehetőségek
A kutatócsoport elméleti is szimulációs kutatásai alapvetően támaszkodnak különböző jellegű kísérleti adatokra, egyben segítik a kísérleti eredmények interpretációját és az eltérő modalitású adatok integrációját. Másrészt a kutatások számos módszert alkalmaznak más elméleti területekről, például a statisztikából, a gépi tanulásból és a dinamikai rendszerek elméletéből.
