The role of noise in neuronal information processing
Project goals
Theoretical and computational approaches will be applied to contribute to better understanding of the role of noise in information processes performed by neurons and neuronal nets. The primary tool will be the theory of stochastic processes and differential equations, supplemented by computer simulations and comparison with the experimental findings. There is an increasing evidence that the computational algorithms used by nervous systems are stochastic, influenced by noise, and thus at risk of marginaldecrease of reliability they are far more efficient than the deterministic ones. We will study these stochastic principles of information coding in nervous system, mainly olfactory and other sensory systems, and on the basis of the achieved results it can be expected that the computational processes in living systems could be influenced. In addition, an inspiration for a change of the computational algorithms used in artificial systems, which are currently deterministic, can be deduced.
Keywords
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 14 (SGA02011GA-ST)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
P103-11-0282
Alternative language
Project name in Czech
Úloha šumu při zpracování informace v neuronech
Annotation in Czech
Budou použity teoretické a početní přístupy k řešení otázky, jaká je úloha šumu v informačních procesech probíhajících na neuronech a neuronových sítích. Primárním nástrojem bude teorie náhodných procesů a diferenciálních rovnic, doplněná o počítačové simulace a porovnání s experimentálními daty. Existují experimentální doklady o tom, že algoritmy zpracování informace, které jsou využívány v nervovém systému jsou stochastické, tedy zatížené šumem, čímž při malém zvýšení rizika chyby se nesmírně zvýší výpočetní efektivita. Pomocí uvedených teoretických postupů budeme studovat principy stochastického kódování informace v nervovém systému, zejména olfaktorní a další senzorické soustavy, a na tomto základě uvažovat možnosti ovlivňování informačních procesův živých systémech. Současně budeme hledat inspiraci pro modifikaci početních algoritmů používaných v umělých systémech, které jsou dosud v převážné většině deterministické s cílem absolutní spolehlivosti. Tím by v budoucnu bylo možné navrhnout nové početní algoritmy pro umělé systémy, například počítače nebo umělé senzory.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
JD - Use of computers, robotics and its application
CEP - secondary branch
FH - Neurology, neuro-surgery, nuero-sciences
CEP - another secondary branch
—
20204 - Robotics and automatic control
20205 - Automation and control systems
30103 - Neurosciences (including psychophysiology)
30210 - Clinical neurology
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
The project studied the role of noise in the information transfer within the neural system. The results are mainly theoretical. The number of published journal papers - 19 - is impressive, even more so if the fairly small budget of the project is considered. The project clearly benefited from extensive international collaboration.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2011
Realization period - end
Dec 31, 2013
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Jun 6, 2013
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP14-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Jul 1, 2014
Finance
Total approved costs
3,592 thou. CZK
Public financial support
3,592 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
3 592 CZK thou.
Public support
3 592 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JD - Use of computers, robotics and its application
Solution period
01. 01. 2011 - 31. 12. 2013