Eingehende Sinnesreize werden in komplexen Netzwerken verarbeitet, um Wahrnehmung zu erzeugen. Diese Netzwerke geben ihre Eingaben nicht einfach nur wieder, sondern ihr Verhalten hängt stark vom Zusammenspiel zwischen eintreffenden Signalen (dem Input in das Netzwerk) und lateralen, also seitlichen, Verbindungen ab. Theoretische Arbeiten zeigen seit Langem, dass solche lateralen Verbindungen entscheidend bestimmen, wie Netzwerke Informationen verarbeiten. Dennoch ist es bis heute schwierig, ihre genaue Struktur und Funktion im lebenden Gehirn direkt zu untersuchen. Um die Rolle der lateralen Verbindungen besser zu verstehen, widmet sich das Projekt den folgenden zentralen Forschungsfragen: Wie verarbeiten die kortikalen Netzwerke ihre Eingangssignale (Input)? Welche Struktur der lateralen Verbindungen liegt dieser Verarbeitung zugrunde? Und ist diese Struktur ähnlich in verschiedenen Hirnarealen? Geleitet von diesen Fragen, wird im Projekt untersucht, wie lokale laterale Verbindungen in kortikalen Netzwerken während der frühen Entwicklung aufgebaut sind – also in jener Phase, in der großräumige Aktivitätsmuster erstmals entstehen und noch keine weitreichenden Verbindungen existieren. Anschließend soll analysiert werden, wie diese lokalen Schaltkreise großflächige Eingangssignale in spezifische Aktivitätsmuster umwandeln. Darauf basierende Computermodelle werden entwickelt, um beide Ebenen miteinander zu verknüpfen. Schließlich soll geprüft werden, ob diese Strukturen ein allgemeines Organisationsprinzip des Kortex darstellen, das in verschiedenen Hirnarealen wiederzufinden ist. Durch die Verbindung von Experiment und Modellierung sollen grundlegende Prinzipien aufgedeckt werden, wie kortikale Netzwerke Informationen verarbeiten und die Aktivitätsmuster erzeugen, die komplexen Gehirnfunktionen zugrunde liegen.