Neurocomputational mechanisms of memory – Hebbian plasticity across short and long timescales
Tid: Må 2025-06-09 kl 10.00
Plats: F2, Lindstedtsvägen 26 & 28, Stockholm
Språk: Engelska
Ämnesområde: Datalogi
Respondent: Doctoral student Nikolaos Chrysanthidis , Beräkningsvetenskap och beräkningsteknik (CST)
Opponent: Professor Claudia Clopath, Imperial College London, London, UK
Handledare: Associate Professor Pawel Herman, Beräkningsvetenskap och beräkningsteknik (CST); Professor Anders Lansner, Beräkningsvetenskap och beräkningsteknik (CST)
QC 20250509
Abstract
Däggdjurshjärnan är en komplex struktur, kapabel att bearbeta sensoriska stimuli genom linsen av tidigare kunskap och erfarenheter och därigenom styra beteende och beslutsfattande. Denna process bygger på intrikat neural dynamik, synaptiska plasticitetsmekanismer och interaktioner mellan hjärnans olika nätverk. Trots hjärnans anmärkningsvärda förmåga att lagra information kan även till synes stabila minnen förändras av nya erfarenheter eller glömmas bort över tid.
I detta arbete använder vi oss av beräkningsmodeller för att undersöka de mekanismer som ligger till grund för olika minnesfunktioner, med fokus på hur hjärnan stödjer minnesprocesser pa lang och kort sikt. Vår forskning belyser fenomen kopplade till episodiskt, semantiskt och arbetsminne genom att använda kortikala minnesmodeller som integrerar neural dynamik, Bayesiansk-Hebbsk synaptisk plasticitet över både korta och långa tidsskalor tillsammans med kortsiktiga icke-Hebbska mekanismer. Inspirerade av olika minnesexperiment och och fynd från dessa undersöker vi processer såsom semantisering av minnet — där associerade episodiska minnen gradvis frikopplas, vilket möjliggör extrahering av abstrakt semantisk innebörd. Vi undersöker också och föreslår hypotetiska underliggande neuroberäkningsmekanismer för verbala utelämnanden (glömning) i luktidentifieringsuppgifter. Dessutom analyserar vi samspelet mellan episodiskt minne och s k recency-effekter i omedelbart minnesåterkallande. Genom att utvidga vår modell till arbetsminnet undersöker vi hur olika plasticitetsmekanismer samverkar för att möjliggöra både stabilitet och flexibilitet i minneslagring.
Genom att förena beräkningsmodeller med kognitiv neurovetenskap bidrar denna forskning med nya insikter om de neurala och synaptiska grunderna för våra minnesprocesser.