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Das Gehirn ist konstant einer Flut von Reizen ausgesetzt. Eine der grössten Herausforderungen ist es, aus diesem Strom wichtige Stimuli zu extrahieren. Während sich wiederholende Reize im Hintergrund nicht mehr wahrgenommen werden (z.B. Blätterrauschen im Wald) sind abweichende Reize, die sich vom Hintergrund abheben (z.B. ein knackender Ast) besonders relevant und lösen eine Verschiebung der Aufmerksamkeit in Richtung des neuen Ereignisses aus. Parallel zu dieser bevorzugten Wahrnehmung lösen abweichende Reize auch ein charakteristisches neuronales Aktivitätsmuster aus. Dieses Signal reflektiert eine elementare Eigenschaft des Gehirns, welche es erst ermöglicht, die Umwelt zu strukturieren und so eine Überflutung der Verarbeitungskapazitäten verhindert. Zugleich ist dieses Signal ein wichtiges Instrument, um grundlegende zentralnervöse Verarbeitung zu untersuchen, sowohl in gesunden Subjekten als auch bei bestimmten Erkrankungen.Das Projekt hat zum Ziel, den neuronalen Schaltkreis zu identifizieren, der sensorische Abweichungen detektiert und zu untersuchen, wie entsprechende Abweichungssignale generiert werden. Der untersuchte Schaltkreis ist die Schleife, die Thalamus und Grosshirnrinde reziprok verbindet. Dabei werden in Mäusen einzelne Nervenzellen sowohl gemessen und als auch mit neuen optischen Methoden gezielt manipuliert. Gleichzeitig müssen diese Tiere dabei eine sensorische Abweichung detektieren.In diesem Projekt wird eine fundamentale Eigenschaft der Grosshirnrinde untersucht, die beim Menschen ausgesprochen intensiv erforscht wird. Mit den geplanten Versuchen im Tiermodell wird der zu Grunde liegende Mechanismus identifiziert, was letztendlich auch zu einem besseren Verständnis der neuronalen Informationsverarbeitung im menschlichen Gehirn führt. Eine besondere Bedeutung werden die neu gewonnen Erkenntnisse für das Verständnis bestimmter Pathologien haben und möglicherweise neue diagnostische und therapeutische Ansätze aufweisen.