Hoewel theoretische modellen steeds vaker gebruikmaken van Bayesiaanse kaders om neurale verwerking te verklaren, begrijpen we nog steeds niet goed hoe neuromodulatoren zoals serotonine deze computationele principes biologisch implementeren. Dit proefschrift stelt dat serotonine dient als een biologisch mechanisme voor precisiemodulatie in voorspellende verwerking, getest door middel van experimenten met verkennend gedrag en door psychedelica veranderde toestanden, en uitgebreid met perceptuele illusiemodellen. Onderzoek naar serotonergische modulatie in het whisking-gedrag van knaagdieren onthult hoe precisieweging sensorische verwerking en actieve waarneming beïnvloedt. Met behulp van actieve inferentie toont het onderzoek aan dat serotonine de precisie van sensorische inputs en eerdere gewoonten moduleert, waardoor verkennend gedrag wordt gereguleerd. Robotica vertaalt deze inzichten naar kunstmatige systemen en implementeert precisiegewogen verwerking in een humanoïde robot om adaptieve sensomotorische controle mogelijk te maken. Wiskundige modellering van de rubberen-handillusie laat zien hoe de hersenen tussen concurrerende sensorische modellen arbitreren via precisiegewogen inferentie, wat ervaringen van lichaamseigendom verklaart. Analyse van de neurale effecten van psilocybine toont aan dat deze serotonergische stof chaotische hersenreacties versterkt en de overgangssnelheid tussen hersentoestanden verhoogt, wat suggereert dat psychedelica de precisie in hiërarchische neurale communicatie verminderen. De thesis sluit af met een onderzoek naar hoe het serotonergische systeem de proprioceptieve integratie en het lichaamsgevoel beïnvloedt, waarbij alternatieve computationele kaders worden geëvalueerd om de serotonergische functie in neurale en gedragsdomeinen te begrijpen.
Filip Novický, geboren in Tsjechië, voltooide in 2020 zijn bachelor in psychologie aan de Masaryk Universiteit. Een uitwisseling aan de Bilkent University in 2019 wekte zijn interesse in neurowetenschappen, wat hem ertoe bracht een master in cognitieve neurowetenschappen te volgen aan de Universiteit Maastricht (2021). Tijdens zijn masterstage liep hij stage bij het University College London in het laboratorium van Karl Friston, waar hij een bistabiel perceptiemodel ontwikkelde met behulp van actieve inferentie. Filip is momenteel promovendus in computationele neurowetenschappen aan het Donders Instituut van de Radboud Universiteit. Zijn onderzoek wordt ondersteund door het Marie Curie Serotonin & Beyond-programma. Onder begeleiding van Fleur Zeldenrust, Judith Homberg, Pablo Lanillos en Thomas Parr richt hij zich op Bayesiaanse modellering van hersendynamica en neuroimaginganalyses. Zijn onderzoeksinteresses omvatten computationele modellering, neurobiologie en robotica, met expertise in precisiegewogen Bayesiaanse inferentie. Filip heeft onderzoeksstages gelopen aan de Universiteit van Florence (2023), waar hij ruimtelijk-temporele hersenactiviteitspatronen bij muizen bestudeerde, en aan de Monash University (2024), waar hij de effecten van psychedelica op de hersendynamica onderzocht. Hij heeft als eerste auteur artikelen gepubliceerd in Frontiers in Neurorobotics en Cerebral Cortex.