Investigation of the functional role of adult hippocampal neurogenesis in a neural network model

• Applicant: Professor Dr. Laurenz Wiskott
• Subject Area: Cognitive, Systems and Behavioural Neurobiology
• Term: from 2008 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 71001652

• Final Report Year: 2011

Final Report Abstract

Wir haben wir zwei Modelle, eines zur Funktion und eines zur Dynamik adulter Neurogenese, zum Abschluss bringen konnen. Wesentliche Ergebnisse der funktionellen Modellierung sind: (i) Optimal im Sinne eine Anpassung an wechselnde Umgebungen ohne katastrophale Interferenz fur gespeicherte Muster ist eine Kombination aus additiver und ersetzender Neurogenese und Plastizitat. (ii) Wie wir auch früher in einem anderen Modell zeigen konnten, konnen Zellen mit Ortszell-Charakteristik aus Gitterzell-Eingangssignalen einfach durch Verspärlichung entstehen. (iii) Das zeitliche Profil der Neurogenese sollte Spitzen zeigen, wenn eine neue Umgebung aufgesucht wird, und sollte im Laufe des Lebens abnehmen, was beides konsistent mit experimentellen Ergebnissen ist. Wesentliches Ergebnis der dynamischen Modellierung ist, dass eine Reihe von Teilungs- und Übergangsraten bestimmt werden konnen, die experimentell direkt nur sehr schwer zugänglich sind. So trägt dieses Modell wesentlich zum Verständnis der Dynamik adulter Neurogenese bei. Eine abschließende Interpretation der Ergebnisse steht jedoch noch aus, da die experimentellen Daten noch vorläufig sind.

Publications

• (August 2008). Additive Neurogenesis in the Dentate Gyrus, University of Leeds, Leeds, UK
  Appleby, P.
  
• (Februar 2008). Additive Neurogenesis in a Simplified Hippocampal Memory Model, SISSA, Trieste, Italy
  Appleby, P.
  
• (2009). Quantitative modeling of the dynamics of adult hippocampal neurogenesis in mice. In Proc. 18th Annual Computational Neuroscience Meeting (CNS’09), July 18–23, Berlin, Germany. Special issue of BMC Neuroscience 10(Suppl 1):P335
  Lezius, S., Kirste, I., Bandt, C., Kempermann, G., and Wiskott, L.
  
• (2009). Self-organization of place cells with slowness, sparseness, and neurogenesis. In Proc. 41st European Brain and Behaviour Society Meeting (EBBS), Sep. 13–18, Rhodes Island, Greece. Special issue of Frontiers in Behavioral Neuroscience
  Wiskott, L., Franzius, M., Sprekeler, H., and Appleby, P.
  (See online at https://doi.org/10.3389/conf.neuro.08.2009.09.062)
• (2010). The role of neurogenesis in the hippocampus. In Adult Neurogenesis: Structure and Function, June, Frauenchiemsee, Germany
  Appleby, P., Kempermann, G., and Wiskott, L.
  
• (2011). The role of additive neurogenesis and synaptic plasticity in a hippocampal memory model with grid-cell like input. PLoS Comput Biol, 7(1):e1001063
  Appleby, P. A., Kempermann, G., and Wiskott, L.