Onderzoeksgroep

Experimentele Neurobiologie Groep (ENU)

Expertise

Neuroinformatica, computationeel modeleren en neurofysiologie.

Timing en plasticiteit in het olivo-cerebrale systeem (CEREBNET). 01/01/2010 - 31/12/2013

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds EU. UA levert aan EU de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

    Project type(s)

    • Onderzoeksproject

    C7 - Cerebrale-corticale controle: cellen, circuits, berekeningen en kliniek. 01/11/2009 - 31/10/2013

    Abstract

    Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds EU. UA levert aan EU de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

    Onderzoeker(s)

    Onderzoeksgroep(en)

      Project type(s)

      • Onderzoeksproject

      Representatie van tijd in de kleine hersenen: een computationeel-experimentele benadering. 01/01/2008 - 31/12/2011

      Abstract

      Dit project beoogt het mechanisme van 'timing' en temporele integratie in de kleinhersenschors te ontrafelen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van klassieke elektrofysiologische technieken, ondersteund door biologisch realistische modellen, en van een nieuw toe te passen techniek van witte-ruis-stimulatie. De oorspronkelijke hypothese voor het genereren van tijdsintervallen, pulsvertraging over parallelvezels (zie Braitenburg et al. 1997) is niet langer verdedigbaar. Recente hypothesen lokaliseren timing op subcellulair niveau (dendritische CA²+ golven, Loewenstein et al. 2003), op celniveau, op circuitniveau, en op systeemniveau. Door identieke witte-ruis stimuli toe te passen bij verschillende neurontypes, in verschillende folia en onder verschillende experimentele condities, willen we achterhalen op welke stadia tijdsintegratie plaatsvindt.

      Onderzoeker(s)

      Onderzoeksgroep(en)

        Project type(s)

        • Onderzoeksproject

        Perceptieve en cognitieve verwerking in de hersenen van de menselijke en niet-menselijke primaat. 01/01/2007 - 31/12/2011

        Abstract

        Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds de federale overheid. UA levert aan de federale overheid de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

        Onderzoeker(s)

        Onderzoeksgroep(en)

          Project type(s)

          • Onderzoeksproject

          Een modelstudie van cerebellaire plasticiteit. 01/10/2006 - 30/09/2008

          Abstract

          De synaps van de parallelvezel op de Purkinjecel is zeer plastisch. Wanneer men gelijktijdig met of kort na een parallelvezel-stimulus de klimvezelsynaps activeert zal de sterkte van de geactiveerde parallelvezelsynapsen afnemen. Dit verschijnsel wordt lange termijn depressie (LTD) genoemd en is de biofysische basis van cerebellair leren. Er is slechts weinig geweten over het effect van LTD op het vuur-gedrag van de Purkinjecellen. Vermits Purkinjecellen de enige output vormen van de cerebellaire schors is het uitermate belangrijk om te weten hoe hun vuur- gedrag door cerebellair leren wordt beïnvloed. Klassieke theoretische studies voorspellen een verminderd vuren van Purkinje-cellen na inductie van LTD . In een beperkt aantal experimentele studies in vivo en in vitro werd echter het tegenovergestelde resultaat gevonden. Een mogelijke verklaring voor deze discrepantie is dat de vermelde theoretische studies de Purkinjecel als een simpel digitale eenheid beschouwen die zijn inputs optelt en aftrekt. Wanneer echter realistische fysiologische eigenschappen van de Purkinjecel in rekening worden gebracht kan LTD een veel complexer effect hebben. Hierbij werd het effect van LTD van de parallelvezelsynaps op de simpele piek output gesimuleerd in een complex model van de Purkinjecel. In dit model geeft LTD aanleiding tot toename van de output. Dit onderzoeksproject zal deze bevinding verder uitwerken. In tegenstelling tot de vorige studie waarbij het effect op één cel werd bestudeerd zal nu vooral het effect op populatie niveau onderzocht worden door middel van netwerksimulaties.

          Onderzoeker(s)

          Onderzoeksgroep(en)

            Project type(s)

            • Onderzoeksproject

            Een computationeel onderzoek van de Purkinjecellaag van de kleine hersenen. 01/10/2006 - 31/03/2007

            Abstract

            Onderzoeker(s)

            Onderzoeksgroep(en)

              Project type(s)

              • Onderzoeksproject

              Databasing the brain - Workshop. (DB workshop) 01/10/2005 - 31/03/2007

              Abstract

              Onderzoeker(s)

              Onderzoeksgroep(en)

                Project type(s)

                • Onderzoeksproject

                Experimental analysis of cerebellar coding. 01/01/2005 - 31/12/2007

                Abstract

                Onderzoeker(s)

                Onderzoeksgroep(en)

                  Project type(s)

                  • Onderzoeksproject

                  Een modelstudie van cerebellaire plasticiteit. 01/10/2004 - 30/09/2006

                  Abstract

                  De synaps van de parallelvezel op de Purkinjecel is zeer plastisch. Wanneer men gelijktijdig met of kort na een parallelvezel-stimulus de klimvezelsynaps activeert zal de sterkte van de geactiveerde parallelvezelsynapsen afnemen. Dit verschijnsel wordt lange termijn depressie (LTD) genoemd en is de biofysische basis van cerebellair leren. Er is slechts weinig geweten over het effect van LTD op het vuur-gedrag van de Purkinjecellen. Vermits Purkinjecellen de enige output vormen van de cerebellaire schors is het uitermate belangrijk om te weten hoe hun vuur- gedrag door cerebellair leren wordt beïnvloed. Klassieke theoretische studies voorspellen een verminderd vuren van Purkinje-cellen na inductie van LTD . In een beperkt aantal experimentele studies in vivo en in vitro werd echter het tegenovergestelde resultaat gevonden. Een mogelijke verklaring voor deze discrepantie is dat de vermelde theoretische studies de Purkinjecel als een simpel digitale eenheid beschouwen die zijn inputs optelt en aftrekt. Wanneer echter realistische fysiologische eigenschappen van de Purkinjecel in rekening worden gebracht kan LTD een veel complexer effect hebben. Hierbij werd het effect van LTD van de parallelvezelsynaps op de simpele piek output gesimuleerd in een complex model van de Purkinjecel. In dit model geeft LTD aanleiding tot toename van de output. Dit onderzoeksproject zal deze bevinding verder uitwerken. In tegenstelling tot de vorige studie waarbij het effect op één cel werd bestudeerd zal nu vooral het effect op populatie niveau onderzocht worden door middel van netwerksimulaties.

                  Onderzoeker(s)

                  Onderzoeksgroep(en)

                    Project type(s)

                    • Onderzoeksproject

                    Werking van het cerebellum en interactie met cortex : modellen en experimenten. 01/01/2004 - 31/12/2007

                    Abstract

                    Onderzoeker(s)

                    Onderzoeksgroep(en)

                      Project type(s)

                      • Onderzoeksproject

                      Exciteerbaarheid en connectiviteit van neurale circuits. 01/01/2004 - 31/12/2007

                      Abstract

                      Dit project gebruikt de gecombineerde technische expertise van de drie onderzoeksgroepen om drie onderzoekstopics te bestuderen: het cerebellum, het enterisch zenuwstelsel en kaliumkanalen. Specifiek worden de indeling van neuronen in korrelcellaag, kaliumkanalen in Purkinje-cellen en hun inhibitie van de diepe kernen onderzocht, alsook expressie van kaliumkanalen in viscerosensorische neuronen en veranderingen ervan onder invloed van inflammatorische mediatoren vrijgesteld door mestcellen en de expressie en functie van 5 nieuwe subeenheden van kaliumkanalen in de hersenen.

                      Onderzoeker(s)

                      Onderzoeksgroep(en)

                        Project type(s)

                        • Onderzoeksproject

                        Supercomputing cluster. 01/01/2004 - 31/12/2006

                        Abstract

                        Onderzoeker(s)

                        Onderzoeksgroep(en)

                          Project type(s)

                          • Onderzoeksproject

                          Realisatie van de administratief-logistieke component van een internationale knooppuntfunctie in het onderzoeksdomein neuro-informatica. 01/10/2003 - 30/11/2006

                          Abstract

                          Onderzoeker(s)

                          Onderzoeksgroep(en)

                            Project type(s)

                            • Onderzoeksproject

                            Een modelstudie van cerebellaire plasticiteit. 01/10/2003 - 30/09/2004

                            Abstract

                            De synaps van de parallelvezel op de Purkinjecel is zeer plastisch. Wanneer men gelijktijdig met of kort na een parallelvezel-stimulus de klimvezelsynaps activeert zal de sterkte van de geactiveerde parallelvezelsynapsen afnemen. Dit verschijnsel wordt lange termijn depressie (LTD) genoemd en is de biofysische basis van cerebellair leren. Er is slechts weinig geweten over het effect van LTD op het vuur-gedrag van de Purkinjecellen. Vermits Purkinjecellen de enige output vormen van de cerebellaire schors is het uitermate belangrijk om te weten hoe hun vuur- gedrag door cerebellair leren wordt beïnvloed. Klassieke theoretische studies voorspellen een verminderd vuren van Purkinje-cellen na inductie van LTD . In een beperkt aantal experimentele studies in vivo en in vitro werd echter het tegenovergestelde resultaat gevonden. Een mogelijke verklaring voor deze discrepantie is dat de vermelde theoretische studies de Purkinjecel als een simpel digitale eenheid beschouwen die zijn inputs optelt en aftrekt. Wanneer echter realistische fysiologische eigenschappen van de Purkinjecel in rekening worden gebracht kan LTD een veel complexer effect hebben. Hierbij werd het effect van LTD van de parallelvezelsynaps op de simpele piek output gesimuleerd in een complex model van de Purkinjecel. In dit model geeft LTD aanleiding tot toename van de output. Dit onderzoeksproject zal deze bevinding verder uitwerken. In tegenstelling tot de vorige studie waarbij het effect op één cel werd bestudeerd zal nu vooral het effect op populatie niveau onderzocht worden door middel van netwerksimulaties.

                            Onderzoeker(s)

                            Onderzoeksgroep(en)

                              Project type(s)

                              • Onderzoeksproject

                              Spatial gradients in coincidence detection underlying cerebellar long-term synaptic depression. 01/06/2003 - 31/05/2006

                              Abstract

                              Onderzoeker(s)

                              Onderzoeksgroep(en)

                                Project type(s)

                                • Onderzoeksproject

                                Multicompartmental modelling of cerebellar neurons. 08/02/2003 - 07/02/2005

                                Abstract

                                Onderzoeker(s)

                                Onderzoeksgroep(en)

                                  Project type(s)

                                  • Onderzoeksproject

                                  Activiteitsafhankelijke synaptische en niet-synaptische plasticiteit in het cerebellum. 01/01/2003 - 31/12/2007

                                  Abstract

                                  Onderzoeker(s)

                                  Onderzoeksgroep(en)

                                    Project type(s)

                                    • Onderzoeksproject

                                    Neuro-IT-Net Thematic network. (NEURO-IT-NET) 01/11/2002 - 31/12/2007

                                    Abstract

                                    Onderzoeker(s)

                                    Onderzoeksgroep(en)

                                      Project type(s)

                                      • Onderzoeksproject

                                      Dynamische sensoriële verwerking, leren en visuele cognitie. 01/01/2002 - 31/12/2006

                                      Abstract

                                      Dit project onderzoekt de bijdrage van het cerebellum aan cognitieve taken en leren. Daartoe zullen gecombineerde elektrofysiologische en simulatiestudies worden uitgevoerd. In zowel normale ratten en muizen als in transgene muizen zal de fysiologie van cerebellaire -neuronen bestudeerd worden alsook hun bijdrage aan een tactiele discriminatietaak. Met functionele beeldvorming zal de cerebellaire activatie tijdens visuele discriminatietaken bij de mens systematisch bestudeerd worden.

                                      Onderzoeker(s)

                                      Onderzoeksgroep(en)

                                        Project type(s)

                                        • Onderzoeksproject

                                        Experimentele analyse van het cerebellaire schors microcircuit. 01/01/2002 - 31/12/2004

                                        Abstract

                                        Dit onderzoek kadert in onze ambitie om de werking van het cerebellum te begrijpen. Er wordt gebruik gemaakt van een nauwe interactie tussen computer simulatie en experiment. In dit project zullen wij enerzijds de fysiologie en morfologie van grote interneuronen in de korrelcellaag onderzoeken in vitro en anderzijds de interactie tussen Golgicel en Purkinjecel activiteit meten in vivo.

                                        Onderzoeker(s)

                                        Onderzoeksgroep(en)

                                          Project type(s)

                                          • Onderzoeksproject

                                          Computation and plasticity in the cerebellar system : experiments, modeling and database (CEREBELLUM). 01/12/2001 - 30/11/2004

                                          Abstract

                                          Het doel is om de werking van het cerebellum te begrijpen. Er wordt gebruik gemaakt van een nauwe interactie tussen computer simulatie en experiment. Het werk is opgedeeld in 5 vragen. Cerebellaire input: wat is de relatie tussen saggitaal georiënteerde microzones en de vlekkerige kaart van mosvezel projecties? Functionele organisatie van klimvezel projecties: volgen ze strikt de sagittale microzones en kan inhibitie vanuit de diepe kernen de olivaire neuronen los koppelen? Wat is de fysiologische betekenis van synaptische plasticiteit van de mosvezel naar korrelcel synaps? Wat is de functie van de glomerulus in de korrelcellaag? Hoe beïnvloedt plasticiteit van de parallelvezelsynaps het vuurgedrag van Purkinje cellen en wat is het belang ervan voor het leren van motorische taken?

                                          Onderzoeker(s)

                                          Onderzoeksgroep(en)

                                            Project type(s)

                                            • Onderzoeksproject

                                            Gedistribueerde databases voor biologische data. (FWO Vis.Fel. - Robert CANNON) 01/12/2001 - 30/11/2002

                                            Abstract

                                            Een probleem in neurowetenschappen is het delen van data en modellen. Algemeen wordt aangenomen dat databases deoplossing van dit probleem vormen maar technishe en praktische problemen staan een grote verspreiding hiervan in de weg. Wij zullen een nieuwe benadering gebaseerd op gedistribueerde databases ontwikkelen die tot doel heeft om het publiceren en zoeken op biologische data te vergemakkelijken. We gaan ervan uit dat top-down systemen waar centraal wordt beslist hoe data `correct' gerepresenteerd moeten worden niet werken wegens de grote heterogeniteit van de te publiceren informatie. Onze benadering zal de data eigenaar software middelen bezorgen om de data in machine leesbare vorm te documenteren en op het web te publiceren.

                                            Onderzoeker(s)

                                            Onderzoeksgroep(en)

                                              Project type(s)

                                              • Onderzoeksproject

                                              Cortical, cerebellar and spinal neuronal networks - Towards an interface of computational and experimental analysis (MICROCIRCUITS). 01/11/2001 - 30/10/2004

                                              Abstract

                                              Het zenuwstelsel is modulair, met vele verschillende netwerken betrokken in sensorische verwerking, geheugenfunctie en motor coördinatie. In slechts enkele gevallen is het mogelijk geweest om dergelijke netwerken belangrijk voor een specifiek gedrag of functie in vertebraten te begrijpen. Vijf verschillende microcircuits werden geselecteerd voor een complete analyse. In elk geval zal een gedetailleerde neurofysiologische, morfologische en farmacologische analyse gecombineerd worden met biofysisch realistische modellen. De betrokken microcircuits zijn: de neocorticale kolom; hippocampale circuits nodig voor gamma oscillaties; het cerebellair microcircuit rond de Golgi cel; hersenstam ' ruggenmerg netwerken verantwoordelijk voor locomotie in de lamprei; motorneuron ' interneuron interactie in schildpad ruggenmerg.

                                              Onderzoeker(s)

                                              Onderzoeksgroep(en)

                                                Project type(s)

                                                • Onderzoeksproject

                                                Onderzoek van de dynamiek van de cerebellaire schors met multi single unit registraties in verdoofde ratten. 01/10/2001 - 10/07/2004

                                                Abstract

                                                De dynamiek van de cerebellaire circuits wordt bestudeerd door simultane registratie van de activiteit van meerdere geïdentificeerde cellen in de verdoofde rat. Speciale aandacht gaat naar de Golgi-cellen waarbij hun onderlinge correlatie zal onderzocht worden afhankelijk van hun relatieve positie tijdens spontane en tactiel geëvokeerde activiteit, hun antwoord op elektrische stimulatie van afferente banen en hun relatie tot andere elementen van de cerebellaire schors, in bijzonder de Purkinje cellen en mosvezels

                                                Onderzoeker(s)

                                                Onderzoeksgroep(en)

                                                  Project type(s)

                                                  • Onderzoeksproject

                                                  Een computersimulatie studie van werking en functie van het cerebellum. 01/01/2001 - 31/12/2003

                                                  Abstract

                                                  Ondanks de eenvoudige en zeer regelmatige anatomische structuur van het cerebellum blijven de functie en werking ervan nog steeds onduidelijk. Dit project beoogt om door een combinatie van computersimulaties en experimenten in mens en proefdier de werking van het cerebellum beter te begrijpen. De computer simulaties betreffen de studie van de calcium dynamiek in Purkinje-cellen en van het vuurgedrag van netwerkmodellen van de cerebellaire schors.

                                                  Onderzoeker(s)

                                                  Onderzoeksgroep(en)

                                                    Project type(s)

                                                    • Onderzoeksproject

                                                    Ontwikkeling van een versatiel systeem voor geavanceerde neurale opnames met multisite microelectronica 01/01/2001 - 30/06/2003

                                                    Abstract

                                                    Onze kennis van de werking van de hersenen is nog grotendeels gebaseerd op talrijke observaties van de activiteit van slechts één enkele zenuwcel onder invloed van een externe stimulus of tijdens een bepaald gedrag. Nochtans weten we dat de hersenen bestaan uit geconnecteerde netwerken en dat hierin de informatie grotendeels wordt gecodeerd door de populatie activiteit van honderden zenuwcellen. Bijgevolg is het zeer belangrijk om technieken te ontwikkelen voor de gelijktijdige registratie van de activiteit van tientallen tot honderdtallen zenuwcellen. Het doel van dit samenwerkingsproject is om een nieuw systeem te ontwikkelen dat gelijktijdige registratie van tientallen zenuwcellen toelaat en om dit systeem uit te testen in experimentele laboratoria. Het systeem is gebaseerd op silicon microelektrode array technologie en kan worden gebruikt om signalen van zenuwcellen te meten in vivo en in vitro. Er wordt gebruik gemaakt van innoverende micro structurele technieken om kamvormige elektrodes te maken met een stijgend aantal opnameplaatsen: eerst 32, dan 64 en uiteindelijk, indien tweezijdige etching mogelijk is, 128 plaatsen. De rol van de UIA is in het testen van de praktische toepasbaarheid van het systeem. Wij zullen de microelectrodes implanteren in het cerebellum van eerst verdoofde en later van wakkere ratten om aldus de correlatie in activiteit tussen Purkinje-cellen onderling en met Golgi-cellen te bestuderen. Eveneens worden computermodellen van het cerebellaire netwerk gebruikt om de data te analyseren en om de compressietechnieken toegepast in het dataverwerkingsysteem te valideren.

                                                    Onderzoeker(s)

                                                    Onderzoeksgroep(en)

                                                      Project type(s)

                                                      • Onderzoeksproject

                                                      Een fysiologische, op modellen gebaseerde, analyse van de werking van het cerebellum. 01/10/2000 - 31/03/2007

                                                      Abstract

                                                      Ondanks de eenvoudige en zeer regelmatige anatomische structuur van het cerebellum, blijven de functie en werking ervan nog steeds onduidelijk. Mijn onderzoeksgroep zal in nauwe samenwerking met buitenlandse experimentele groepen de werking van het cerebellum volledig herevalueren om aldus te pogen nieuwe theorieÙn te ontwikkelen. Hierbij worden vier onderzoekslijnen gevolgd: (1) gedetailleerde modellen van calciumdynamiek en synaptische integratie in de Purkinje cel (2) een realistisch neuraal netwerk model van het cerebellum (3) experimentele fysiologie: multi single-unit onderzoek van het cerebellum in vivo (4) ontwikkeling en verspreiding van simulatie software en technieken.

                                                      Onderzoeker(s)

                                                      Onderzoeksgroep(en)

                                                        Project type(s)

                                                        • Onderzoeksproject

                                                        Electrofysiologische studie van de dynamische interactie tussen cerebellaire neuronen. 01/05/2000 - 30/04/2002

                                                        Abstract

                                                        De dynamiek van de cerebellaire circuits wordt bestudeerd door simultane registratie van de activiteit van meerdere geïdentificeerde cellen in de verdoofde rat. Speciale aandacht gaat naar de Golgi-cellen waarbij hun onderlinge correlatie zal onderzocht worden afhankelijk van hun relatieve positie tijdens spontane en tactiel geëvokeerde activiteit, hun antwoord op elektrische stimulatie van afferente banen en hun relatie tot andere elementen van de cerebellaire schors, in bijzonder de Purkinje cellen en mosvezels.

                                                        Onderzoeker(s)

                                                        Onderzoeksgroep(en)

                                                          Project type(s)

                                                          • Onderzoeksproject

                                                          Wetenschappelijke onderzoeksgemeenschap neurowetenschappen. 01/01/2000 - 31/12/2009

                                                          Abstract

                                                          Neurowetenschappen omvat experimentele en theoretische studies van de structuur en functie van de hersenen. The complexiteit van de hersenen vereist een interdisciplinaire aanpak op meerdere niveau's van integratie. Deze internationale samenwerking zal functionele netwerken in mens en proefdier beschrijven, de neuronale werking in deze netwerken bestuderen en de moleculaire basis van plasticiteit onderzoeken.

                                                          Onderzoeker(s)

                                                          Onderzoeksgroep(en)

                                                            Project type(s)

                                                            • Onderzoeksproject

                                                            Thematisch netwerk computationle neurowetenschappen en neuroinformatica. 01/01/2000 - 31/12/2003

                                                            Abstract

                                                            Een Europees thematisch netwerk computationle neurowetenschappen en neuroinformatica wordt opgericht. Dit zijn nieuwe onderzoeksdomeinen die essentieel zullen zijn om tot een beter begrip van de werking van de hersenen te komen. Het thematisch netwerk verbindt verscheidene belangrijke Europese onderzoekscenra in de vakgebieden computationle neurowetenschappen en neuroinformatica. De groei van een Europese neuroinformatica gemeenschap zal bevorderd worden door een programma van beurzen en de organisatie van gespecialiseerde workshops. Eveneens zal een gespecialiseerde website opgezet worden.

                                                            Onderzoeker(s)

                                                            Onderzoeksgroep(en)

                                                              Project type(s)

                                                              • Onderzoeksproject

                                                              Een geïntegreerde computersimulatie en experimentele studie van werking en functie van het cerebellum. 01/01/2000 - 31/12/2003

                                                              Abstract

                                                              Ondanks de eenvoudige en zeer regelmatige anatomische structuur van het cerebellum blijven de functie en werking ervan nog steeds onduidelijk. Dit project beoogt om door een combinatie van computersimulaties en experimenten in mens en proefdier de werking van het cerebellum beter te begrijpen. De computer simulaties betreffen de studie van de calcium dynamiek in Purkinje-cellen en van het vuurgedrag van netwerkmodellen van de cerebellaire schors. De experimentele studies hebben betrekking op morfologie van Golgi-cellen, studies van het vuurgedrag van Golgi- en Purkinje-cellen in verdoofde en wakkere ratten en functionele beeldvorming van cerebellaire activaties bij de mens en bij de rat.

                                                              Onderzoeker(s)

                                                              Onderzoeksgroep(en)

                                                                Project type(s)

                                                                • Onderzoeksproject

                                                                Ontwikkeling van een versatiel systeem voor geavanceerde neurale opnames met multisite microelectronica. (VSAMUEL) 01/01/2000 - 30/06/2003

                                                                Abstract

                                                                Onze kennis van de werking van de hersenen is nog grotendeels gebaseerd op talrijke observaties van de activiteit van slechts één enkele zenuwcel onder invloed van een externe stimulus of tijdens een bepaald gedrag. Nochtans weten we dat de hersenen bestaan uit geconnecteerde netwerken en dat hierin de informatie grotendeels wordt gecodeerd door de populatie activiteit van honderden zenuwcellen. Bijgevolg is het zeer belangrijk om technieken te ontwikkelen voor de gelijktijdige registratie van de activiteit van tientallen tot honderdtallen zenuwcellen. Het doel van dit samenwerkingsproject is om een nieuw systeem te ontwikkelen dat gelijktijdige registratie van tientallen zenuwcellen toelaat en om dit systeem uit te testen in experimentele laboratoria. Het systeem is gebaseerd op silicon microelektrode array technologie en kan worden gebruikt om signalen van zenuwcellen te meten in vivo en in vitro. Er wordt gebruik gemaakt van innoverende micro structurele technieken om kamvormige elektrodes te maken met een stijgend aantal opnameplaatsen: eerst 32, dan 64 en uiteindelijk, indien tweezijdige etching mogelijk is, 128 plaatsen. De rol van de UIA is in het testen van de praktische toepasbaarheid van het systeem. Wij zullen de microelectrodes implanteren in het cerebellum van eerst verdoofde en later van wakkere ratten om aldus de correlatie in activiteit tussen Purkinje-cellen onderling en met Golgi-cellen te bestuderen. Eveneens worden computermodellen van het cerebellaire netwerk gebruikt om de data te analyseren en om de compressietechnieken toegepast in het dataverwerkingsysteem te valideren.

                                                                Onderzoeker(s)

                                                                Onderzoeksgroep(en)

                                                                  Project type(s)

                                                                  • Onderzoeksproject

                                                                  De rol van het olivocerebellair systeem in de controle van timing en aanleren van motoriek. 01/12/1999 - 30/11/2002

                                                                  Abstract

                                                                  De rol van het olivocerebellaire systeem in de controle van motorisch gedrag zal onderzocht worden door het manipuleren van specifieke parameters met een genetische techniek. We zullen twee hypotheses over de rol van het cerebellum onderzoeken door gebruik te maken van muizenmutanten. Hierbij zullen de problemen eigen aan globale knock outs vermeden worden door specifieke, conditionele mutanten te creëren en te testen. De analyse zal twee delen van het cerebellum onderzoeken: I. De rol van het vestibulocerebellum (archicerebellum) in de controle van compensatoire oogbewegingen en II. De rol van de hemisferen (neocerebellum) in de somatosensorische en motorische integratie gedurende beweging van de snorharen. Op basis van de bekomen elektrofysiologische en gedragsmatige data zal een netwerk model van zowel het archi- als het neocerebellum ontworpen worden om hun bijdrage tot timing en leren beter te doorgronden.

                                                                  Onderzoeker(s)

                                                                  Onderzoeksgroep(en)

                                                                    Project type(s)

                                                                    • Onderzoeksproject

                                                                    Onderzoek van de dynamiek van de cerebellaire schors met multi single unit registraties in verdoofde ratten. 01/10/1999 - 30/09/2001

                                                                    Abstract

                                                                    De dynamiek van de cerebellaire circuits wordt bestudeerd door simultane registratie van de activiteit van meerdere geïdentificeerde cellen in de verdoofde rat. Speciale aandacht gaat naar de Golgi-cellen waarbij hun onderlinge correlatie zal onderzocht worden afhankelijk van hun relatieve positie tijdens spontane en tactiel geëvokeerde activiteit, hun antwoord op elektrische stimulatie van afferente banen en hun relatie tot andere elementen van de cerebellaire schors, in bijzonder de Purkinje cellen en mosvezels

                                                                    Onderzoeker(s)

                                                                    Onderzoeksgroep(en)

                                                                      Project type(s)

                                                                      • Onderzoeksproject

                                                                      De correlatie tussen morfologie en fysiologie van neuronen. 01/01/1999 - 31/12/2002

                                                                      Abstract

                                                                      In dit project wordt de relatie tussen morfologie en fysiologie van het neuron op drie niveaus en in twee neuronale systemen (cerebellum en enterisch systeem) bestudeerd. Wij zullen onderzoeken wat het belang van de morfologie van cellen is voor de classificatie van verschillende neuronen en wat het effect ervan is op het metabolisme van second messengers, op het vuurgedrag van neuronen en op het gedrag van netwerken. De reconstructie van morfologieën gebeurt in samenwerking tussen de twee onderzoeksgroepen, terwijl de te bestuderen neurale systemen de fysiologische methodes bepalen.

                                                                      Onderzoeker(s)

                                                                      Onderzoeksgroep(en)

                                                                        Project type(s)

                                                                        • Onderzoeksproject

                                                                        Onderzoek van de dynamiek van de cerebellaire schors met multi single unit registraties in verdoofde ratten. 01/10/1998 - 30/09/1999

                                                                        Abstract

                                                                        De dynamiek van de cerebellaire circuits wordt bestudeerd door simultane registratie van de activiteit van meerdere geïdentificeerde cellen in de verdoofde rat. Speciale aandacht gaat naar de Golgi-cellen waarbij hun onderlinge correlatie zal onderzocht worden afhankelijk van hun relatieve positie tijdens spontane en tactiel geëvokeerde activiteit, hun antwoord op elektrische stimulatie van afferente banen en hun relatie tot andere elementen van de cerebellaire schors, in bijzonder de Purkinje cellen en mosvezels

                                                                        Onderzoeker(s)

                                                                        Onderzoeksgroep(en)

                                                                          Project type(s)

                                                                          • Onderzoeksproject

                                                                          Pavloviaanse conditionering van neuronale responsen in het cerebellum. 01/10/1998 - 25/08/1999

                                                                          Abstract

                                                                          In het project trachten we meer directe neurofysiologische evidentie te vinden voor de stelling dat het cerebellum (de Kleine Hersenen) de kritische hersenstructuur is voor de klassieke conditionering van gedragsresponsen. Er zal worden onderzocht of dezelfde voorwaarden die gelden voor de klassieke conditionering van gedragsresponsen ook gelden voor de conditionering van neuronale responsen in het cerebellum. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een multi-electroden registratie-systeem dat chronisch geïmplanteerd wordt in het cerebellum van ratten die aan eenvoudige Pavloviaanse leerprocedures worden blootgesteld. Meer specifiek is het de bedoeling na te gaan of de graad van cerebellaire conditionering eveneens en op dezelfde manier gevoelig is voor prikkelcontiguiteit en prikkelsalientie, als de conditionering van gedragsresponsen.

                                                                          Onderzoeker(s)

                                                                          Onderzoeksgroep(en)

                                                                            Project type(s)

                                                                            • Onderzoeksproject

                                                                            Informatie doorgeven in de cerebellar cortex. Een analyse. 01/09/1998 - 31/01/2001

                                                                            Abstract

                                                                            Wij wensen met een multidisciplinair team te onderzoeken hoe de cerebellaire cortex werkt. Dit houdt volgende zaken in: quantitatieve anatomische methodes, intra- en extracellulaire electrische opnames, voltage en calcium beeldvorming van individuele cellen en van netwerk activiteit en computer modeling om de transformatie van pontine mosvezel input in de Purkinje cell activiteit te bestuderen. Belangrijke doelstellingen zijn het bestuderen van mosvezel input in de korrelcellen, kenmerken van cerebellaire interneuronen, integratie van parallelle vezel input door de Purkinje cell dendriet en simulatie van de interactie tussen al deze componenten van het cerebellum. De resultaten zullen op meetings en in journals gerapporteerd worden, maar ook ter beschikking worden gesteld in een on-line neuroinformatics gegevensbank.

                                                                            Onderzoeker(s)

                                                                            Onderzoeksgroep(en)

                                                                              Project type(s)

                                                                              • Onderzoeksproject

                                                                              Een fysiologische en morfologisch realistisch, grootschalig neuraal netwerk model van de cerebellaire schors. 01/01/1998 - 31/12/1998

                                                                              Abstract

                                                                              Dit project zal bijdragen aan onze kennis over hoe de cerebellaire cortex mosvezel inputs omzet in Purkinje cel output. Ik ga een combinatie van een gedetailleerd compartimenteel model van de Purkinjecel en een realistisch neuraal netwerk simuleren. Het netwerk model zal gebaseerd zijn op de gekende anatomie en fysiologie van de cerebellaire cortex en zal gebruikt worden om de integratie van parallelle vezel inputs door de Purkinje cel te onderzoeken.

                                                                              Onderzoeker(s)

                                                                              Onderzoeksgroep(en)

                                                                                Project type(s)

                                                                                • Onderzoeksproject

                                                                                Categorizatie van visuele stimuli. 01/12/1997 - 10/03/2001

                                                                                Abstract

                                                                                The neurale structuren die de categorizatie van visual stimuli, d.w.z. de klassering volgens object klasse (bijv. auto's, bomen), ondersteunen zal worden bestudeerd in mensen en apen. Gedurende initiële studies wordt functionele brein mapping bij de mens (door de KUL groep) en klinische onderzoek van patiënten met corticale en cerebellair lezies (de UIA groep en de Hongaarse groep) gebruikt om de geactiveerde locaties in temporale en frontale cortex en mogelijk ook in het cerebellum te bepalen. Vervolgens worden lesies gemaakt in de overeenkomstige locaties in rhesusapen om de repectieve contributie van verschillende locaties te bepalen. Deze resultaten worden ook verwerkt in een neuraal netwerk model.

                                                                                Onderzoeker(s)

                                                                                Onderzoeksgroep(en)

                                                                                  Project type(s)

                                                                                  • Onderzoeksproject

                                                                                  Monte Carlo simulatie van diffusie-reactie vergelijkingen in neuronen. 01/10/1997 - 30/09/1999

                                                                                  Abstract

                                                                                  Er is behoefte aan niewe efficiÙnt simulatiemethodes om de 3-dimensionale diffusie van calcium en andere second messengers in neuronale dendrieten te berekenen. We ontwikkelen een Green's Function Monte Carlo methode in de contekst van de GENESIS neurale simulator. De GFMC methode wordt gebruikt om verscheidene uncaging experimenten in Purkinje-cel dendrieten accuraat te simuleren. Deze simulaties bezorgen ons inzicht in gebufferde diffusiemechanismen in dendrietbomen en in de eigenschappen van calcium vrijstelling door inositol triphosphate in Purkinje-cellen.

                                                                                  Onderzoeker(s)

                                                                                  Onderzoeksgroep(en)

                                                                                    Project type(s)

                                                                                    • Onderzoeksproject

                                                                                    Gezicht : dynamische verwerking, plasticiteit en geheugen. 01/01/1997 - 31/12/2001

                                                                                    Abstract

                                                                                    De ULO groep zal enerzijds de activiteit van tientallen zenuwcellen in het cerebellum (kleine hersenen) van de rat registreren en anderzijds methodes ontwikkelen en implementeren om dergelijke gegevens efficiÙnt te analyseren. De studie van de neurale activiteit in het cerebellum past in het kader van het onderzoek binnen het laboratorium theoretische neurobiologie (Prof. De Schutter) naar de werking van de kleine hersenen en is complementair aan de neurale netwerkmodellen die ontwikkeld worden. Het laboratorium theoretische neurobiologie staat ook in voor de analyse van de multi-unit gegevens bekomen in de visuele schors van de aap (Prof. Orban, KUL).

                                                                                    Onderzoeker(s)

                                                                                    Onderzoeksgroep(en)

                                                                                      Project type(s)

                                                                                      • Onderzoeksproject

                                                                                      Een fysiologische, op modellen gebaseerde, analyse van de werking van het cerebellum. 01/10/1996 - 30/09/2000

                                                                                      Abstract

                                                                                      Ondanks de eenvoudige en zeer regelmatige anatomische structuur van het cerebellum, blijven de functie en werking ervan nog steeds onduidelijk. Mijn onderzoeksgroep zal in nauwe samenwerking met buitenlandse experimentele groepen de werking van het cerebellum volledig herevalueren om aldus te pogen nieuwe theorieÙn te ontwikkelen. Hierbij worden vier onderzoekslijnen gevolgd: (1) gedetailleerde modellen van calciumdynamiek en synaptische integratie in de Purkinje cel (2) een realistisch neuraal netwerk model van het cerebellum (3) experimentele fysiologie: multi single-unit onderzoek van het cerebellum in vivo (4) ontwikkeling en verspreiding van simulatie software en technieken.

                                                                                      Onderzoeker(s)

                                                                                      Onderzoeksgroep(en)

                                                                                        Project type(s)

                                                                                        • Onderzoeksproject

                                                                                        Een grootschalig realistisch neuraal netwerkmodel van de cerebelaire cortex. 01/10/1996 - 31/12/1997

                                                                                        Abstract

                                                                                        Dit project zal bijdragen aan onze kennis over hoe de cerebellaire cortex mosvezel inputs omzet in Purkinje cel output. Ik ga een combinatie van een gedetailleerd compartimenteel model van de Purkinje cel en een realistisch neuraal netwerk simuleren. Het netwerk model zal gebaseerd zijn op de gekende anatomie en fysiologie van de cerebellaire cortex en zal gebruikt worden om de integratie van parallelle vezel inputs door de Purkinje cel te onderzoeken.

                                                                                        Onderzoeker(s)

                                                                                        Onderzoeksgroep(en)

                                                                                          Project type(s)

                                                                                          • Onderzoeksproject

                                                                                          De rol van de synaptische plasticiteit in het cerebellum. 01/10/1996 - 31/12/1996

                                                                                          Abstract

                                                                                          Onderzoeker(s)

                                                                                          Onderzoeksgroep(en)

                                                                                            Project type(s)

                                                                                            • Onderzoeksproject

                                                                                            Evaluatie van de klinische relevantie van het onderzoek van het driedimensionale vestibulo-oculaire reflex in specifieke neurologische letsels en in het genetisch onderzoek van doofheid. 01/01/1996 - 31/12/1999

                                                                                            Abstract

                                                                                            Het horizontaal, vertikaal en torsioneel vestibulo oculaire reflex (3D VOR) wordt gemedieerd door verschillende centraal neurologisch vestibulaire banen. Video informatica systemen laten toe de 3-D oogbeweging kwantitatief te registreren on line en simultaan. Correlatie van deze gegevens met specifieke neurologische letsels zal toelaten de klinische waarde van 3-D video-oculografie te beoordelen Daarenboven zal nagegaan worden of er een bijkomende waarde bestaat van deze techniek bij het onderzoek in genetische doofheid met het oog op preciesere linkage analysis.

                                                                                            Onderzoeker(s)

                                                                                            Onderzoeksgroep(en)

                                                                                              Project type(s)

                                                                                              • Onderzoeksproject

                                                                                              Een fysiologisch en morfologisch realistisch grootschalig neuraal netwerk model van de cerebellaire schors. 01/01/1996 - 31/12/1999

                                                                                              Abstract

                                                                                              Dit project zal bijdragen aan onze kennis over hoe de cerebellaire cortex mosvezel inputs omzet in Purkinje cel output. Ik ga een combinatie van een gedetailleerd compartimenteel model van de Purkinje cel en een realistisch neuraal netwerk simuleren. Het netwerk model zal gebaseerd zijn op de gekende anatomie en fysiologie van de cerebellaire cortex en zal gebruikt worden om de integratie van parallelle vezel inputs door de Purkinje cel te onderzoeken.

                                                                                              Onderzoeker(s)

                                                                                              Onderzoeksgroep(en)

                                                                                                Project type(s)

                                                                                                • Onderzoeksproject

                                                                                                Een morfologisch realistisch neuraal netwerk model van de cerebellaire cortex. 01/01/1996 - 31/12/1997

                                                                                                Abstract

                                                                                                Dit project zal bijdragen aan onze kennis over hoe de cerebellaire cortex mosvezel inputs omzet in Purkinje cel output. Ik ga een combinatie van een gedetaileerd compartimenteel model van de Purkinjecel en een realistisch neuraal netwerk simuleren. Het netwerk model zal gebaseerd zijn op de gekende anatomie en fysiologie van de cerebellaire cortex en zal gebruikt worden om de integratie van parallelle vezel inputs door de Purkinje cel te onderzoeken.

                                                                                                Onderzoeker(s)

                                                                                                Onderzoeksgroep(en)

                                                                                                  Project type(s)

                                                                                                  • Onderzoeksproject

                                                                                                  Samenwerking van laboratoria op het vlak van Neurowetenschappen. 01/01/1995 - 31/12/1999

                                                                                                  Abstract

                                                                                                  Neurowetenschappen omvat alle experimentele en theoretische disciplines die de structuur en de functie van de hersenen bestuderen. De complexiteit van de hersenen vereist interdisciplinair onderzoek op verschillende vlakken. Bij dit project worden drie principes die de werking van de hersenen sturen onderzocht : distributie processen, synaptische integratie en plasticiteit.

                                                                                                  Onderzoeker(s)

                                                                                                  Onderzoeksgroep(en)

                                                                                                    Project type(s)

                                                                                                    • Onderzoeksproject

                                                                                                    Een grootschalig realistisch neuraal netwerkmodel van de cerebellaire cortex. 01/01/1995 - 31/12/1996

                                                                                                    Abstract

                                                                                                    Dit project zal bijdragen aan onze kennis over hoe de cerebellaire cortex mosvezel inputs omzet in Purkinje cel output. Ik ga een combinatie van een gedetailleerd compartimenteel model van de Purkinje cel en een realistisch neuraal netwerk simuleren. Het netwerk model zal gebaseerd zijn op de gekende anatomie en fysiologie van de cerebellaire cortex en zal gebruikt worden om de integratie van parallelle vezel inputs door de Purkinje cel te onderzoeken.

                                                                                                    Onderzoeker(s)

                                                                                                    Onderzoeksgroep(en)

                                                                                                      Project type(s)

                                                                                                      • Onderzoeksproject

                                                                                                      Een grootschalig realistisch neuraal netwerk model van de cerebellaire cortex. 01/10/1994 - 31/12/1995

                                                                                                      Abstract

                                                                                                      Dit project zal bijdragen aan onze kennis over hoe de cerebellaire cortex mosvezel inputs omzet in Purkinje cel output. Ik ga een combinatie van een gedetailleerd compartimenteel model van de Purkinje cel en een realistisch neuraal netwerk simuleren. Het netwerk model zal gebaseerd zijn op de gekende anatomie en fysiologie van de cerebellaire cortex en zal gebruikt worden om de integratie van parallelle vezel inputs door de Purkinje cel te onderzoeken.

                                                                                                      Onderzoeker(s)

                                                                                                      Onderzoeksgroep(en)

                                                                                                        Project type(s)

                                                                                                        • Onderzoeksproject

                                                                                                        Model van calciumvrijstelling uit opslag in Purkinje cellen 01/09/1994 - 31/08/1997

                                                                                                        Abstract

                                                                                                        In een bestaand model van Purkinje cellen zullen we de dynamiek van calcium implementeren. Calciumvrijstelling uit opslag in Purkinje cellen zal nader onderzocht worden.

                                                                                                        Onderzoeker(s)

                                                                                                        Onderzoeksgroep(en)

                                                                                                          Project type(s)

                                                                                                          • Onderzoeksproject

                                                                                                          Een grootschalig realistisch netwerkmodel van de cerebellaire cortex. 01/10/1993 - 30/09/1996

                                                                                                          Abstract

                                                                                                          Dit project zal bijdragen aan onze kennis over hoe de cerebellaire cortex mosvezel inputs omzet in Purkinje cel output. Ik ga een combinatie van een gedetailleerd comparitimenteel model van de Purkinje cel en een realistisch neuraal netwerk stimuleren. Het netwerk model zal gebaseerd zijn op de gekende anatomie en fysiologie van de cerebellaire cortex en zal gebruikt worden om de integratie van parallelle vezel inputs door de Purkinje cel te onderzoeken.

                                                                                                          Onderzoeker(s)

                                                                                                          Onderzoeksgroep(en)

                                                                                                            Project type(s)

                                                                                                            • Onderzoeksproject