Information processing in neurons and neuronal ensembles of the brain

Syllabus

1. Lokální kódování - diskuze o rozdílech mezi lokálním a distribuovaným kódováním, koncept ‘babiččina neuronu’, gnostické jednotky a nedávno objevený ‚neuron Halle Barry‘

2. Distribuované kódování - teoretické koncepty buněčných ansámblů (cell assemblies) a "synfire chains", experimentální data podporující tyto koncepty

3. Kódování prostorové informace - objevy abstraktních prostorových signálů v mozku, neurony místa, neurony směru hlavy a mřížkové neurony

4. Teoretické modely vzniku prostorových signálů v mozku - atraktorové sítě neuronů směru hlavy a mřížkových neuronů

5. Mozkové rytmy - gama a théta oscilace, pomalé vlny, spánková vřetena a jejich úloha v organizaci neuronové aktivity.

6. Organizace aktivity neuronů v čase a její význam pro zpracování informace

7. Koordinace různých reprezentací - problém vázání (binding problem), problém superpoziční katastrofy a jejich navrhovaná možná řešení

8. Koordinace různých reprezentací v hipokampu

9. Učení a neuronální plasticita

10. Zpracování informace během spánku - úloha spánku v udržování synaptické homeostázy a experimenty dokazující konsolidaci paměťových stop během spánku

11. Komunikace mezi různými oblastmi mozku

Annotation

How is information abot the world, experiences, and memories coded and processed in neurones of the brain and their interactions? This question remains unanswered and this i sone of the most interesting and extensively studied problems. This course will present research in the field of information processing in neuronal ensambles of the brain mozku as an exceptional dialogue encompassing theoretical considerations, mathematical models as well as experimental data.

A survey of both historic milestones and advanced pieces of knowledge will be part of the course. Students are supposed to have basic knowledge of neurobiology.