Vogels Group

Computational Neuroscience und Neurotheorie

Die Vogels-Gruppe erstellt Computermodelle von Neuronen und neuronalen Netzwerken, die Nervensysteme auf mechanistischer Ebene mathematisch darstellen. Insbesondere interessiert sich die Gruppe für das Zusammenspiel von exzitatorischer und inhibitorischer Aktivität im Kortex und wie daraus zuverlässige sensorische Wahrnehmungen, stabile Erinnerungen und motorische Leistungen entsteht.


Die Arbeit der Vogels-Gruppe teilt sich in drei Hauptbereiche:


1) Plastizität


Die Vogels-Gruppe ist daran interessiert, herauszufinden wie das Gehirn seine synaptischen Verbindungen ändert, um von Erlebnissen zu lernen und sich einer verändernden Welt anzupassen.


In Zusammenarbeit mit ExperimentalwissenschafterInnen, die an so verschiedenen Systemen wie Fruchtfliegen und Mensch arbeiten, erstellt die Vogels-Gruppe mechanistische Modelle der synaptischen Plastizität, die versuchen zu erklären (i) wie sich Plastizität in kortikalen Netzwerken zwischen verschiedenen Zelltypen unterscheidet, (ii) wie das Lernen von neuromodulatorischen Signalen koordiniert wird, (iii) wie sich das Lernen im Laufe der Lebenszeit ändert und (iv) wie Veränderungen in synaptischen Verbindungen die resultierenden Netzwerkdynamiken von Berechnungen beeinflussen.


2) Netzwerkdynamik und Berechnungen


Die Vogels-Gruppe möchte verstehen, wie neuronale Netzwerke sensorische Daten verarbeiten, Erinnerungen speichern und beeinflussen sowie Motorbefehle aussenden. Durch Aufbau und Analyse von abstrakten oder auch detailgetreuen Modellen untersucht die Gruppe die Rolle von Inhibition im exzitatorische-inhibitorische Gleichgewicht. Insbesondere in Bezug auf die Frage, wie Kontext- und Verstärkungssignale Netzwerkeigenschaften modifizieren.


3) Ionenkanäle und Einzelneuronen-Biophysik


Die Forschungsgruppe arbeitet mit detaillierten biophysikalischen Modellen einzelner Neuronen, um die komplexen Input-Output-Beziehungen auf der Ebene der einzelnen Neuronen und ihrer dendritischen Zweige zu verstehen. Zusammen mit ForscherInnen des EPFL (Lausanne) und des CNCB (Oxford) verwaltet die Gruppe eine umfangreiche Datenbank für Ionenkanalmodelle (https://ionchannelmodels.org), um eine bessere experimentell beschränkte Modellierung zu ermöglichen.


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Team


Laufende Projekte


Publikationen

Bozelos P, Vogels TP. 2020. Talking science, online. Nature Reviews Neuroscience. View

Gonçalves PJ, Lueckmann J-M, Deistler M, Nonnenmacher M, Öcal K, Bassetto G, Chintaluri C, Podlaski WF, Haddad SA, Vogels TP, Greenberg DS, Macke JH. 2020. Training deep neural density estimators to identify mechanistic models of neural dynamics. eLife. 9. View

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Karriere

Seit 2020 Professor, IST Austria
2016 – 2020 Associate Professor, University of Oxford
2013 – 2018 Sir Henry Dale Wellcome Trust & Royal Society Research Fellow, University of Oxford
2014 – 2018 Kavli-FENS Scholar, European Network of Excellence in Neuroscience
2014 – 2017 Hayward Junior Research Fellow, Oriel College, University of Oxford
2010 – 2013 Marie Curie Postdoctoral Fellow, Gerstner Lab, École Polytechnique Fédérale de Lausanne
2007 – 2010 Patterson Trust Postdoctoral Fellow, Yuste Lab Columbia University of New York City
2007 PhD, Neuroscience, Abbott Lab, Brandeis University, USA
2001 ‘Vordiplom’, Physics, Technische Universität Berlin, Germany


Ausgewählte Auszeichnungen

2014 Kavli FENS Fellowship
2012 Bernstein Award for Computational Neuroscience
2003 Pulin Sampat Teaching Award
2001 Fulbright Scholarship


Zusätzliche Informationen

Tim Vogels Website



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