Fish and some aquatic amphibians use their mechanosensory lateral-line system to localize objects and navigate by means of hydrodynamic cues. How a fish determines an object's position and shape only through the lateral-line system and the ensuing neuronal processing is still a challenging problem, handled here. This dissertation is composed of two major parts. The first is devoted to neuronal encoding, focusing on a model of perceiving a vibrating sphere, a dipole. It is extended to other stimuli such as translating spheres, ellipsoids, and even wakes (vortex rings). The theoretical model is fully verified by experiment. In the second part the process of neuronal decoding of stimuli is analyzed. Here two key questions are answered: How a fish can determine the position of an object in 3-dimensional space and how a somatotopic map can emerge in the Torus through an STDP learning rule with vision stemming the optic Tectum as a teacher.     «

Fish and some aquatic amphibians use their mechanosensory lateral-line system to localize objects and navigate by means of hydrodynamic cues. How a fish determines an object's position and shape only through the lateral-line system and the ensuing neuronal processing is still a challenging problem, handled here. This dissertation is composed of two major parts. The first is devoted to neuronal encoding, focusing on a model of perceiving a vibrating sphere, a dipole. It is extended to other stimu...     »

Die mechanosensorische Seitenlinie ist ein hydrodynamisches Rezeptorsystem, mit dessen Hilfe Fische schwache Wasserbewegungen, die z.B. von Artgenossen, Fressfeinden oder Beutetieren erzeugt werden, erkennen. Die rezeptiven Strukturen der Seitenlinie sind Neuromasten, die freiliegend auf der Körperoberfläche (Oberflächenneuromasten) und eingesenkt in Seitenlinienkanälen (Kanalneuromasten) vorkommen. Diese Dissertation ist in zwei Teile gegliedert. Der erste Teil befasst sich mit den physikalischen Aspekten der neuronalen Kodierung aquatischer Reize in den Rezeptorstrukturen von Kanal- und Oberflächen-Neuromasten. Im zweiten Teil löst sie Kernaspekte der Kodierungsfrage, insbesondere, inwiefern Fische Informationen über ihre Umwelt aus den Seitenlinien-Signalen erfassen können. Zwei Fragen stehen hier zentral: Wie Fische die Entfernung zu einem Objekt bestimmen und wie sich mittels STDP eine sensorische Karte bilden kann.      «

Die mechanosensorische Seitenlinie ist ein hydrodynamisches Rezeptorsystem, mit dessen Hilfe Fische schwache Wasserbewegungen, die z.B. von Artgenossen, Fressfeinden oder Beutetieren erzeugt werden, erkennen. Die rezeptiven Strukturen der Seitenlinie sind Neuromasten, die freiliegend auf der Körperoberfläche (Oberflächenneuromasten) und eingesenkt in Seitenlinienkanälen (Kanalneuromasten) vorkommen. Diese Dissertation ist in zwei Teile gegliedert. Der erste Teil befasst sich mit den physikalisch...     »