We propose that long-term instability in retinal dopamine disrupts early visual processing, cascading through the visual pathway to drive the neurodevelopmental onset of schizophrenia. Our research spans human studies, animal models, computational simulations, and cellular biology. Navrhujeme, že dlouhodobá nestabilita retinálního dopaminu narušuje rané vizuální zpracování a kaskádovitě se šíří vizuální dráhou, čímž přispívá k neurovývojovému vzniku schizofrenie. Náš výzkum zahrnuje humánní studie, animální modely, výpočetní simulace a buněčnou biologii.
The Perceptual Theory of Schizophrenia proposes a fundamentally new causal model for the development of the disorder. Unlike traditional hypotheses that focus primarily on cortical or striatal dopamine, our framework places the origin at the very beginning of the visual pathway - the retina.
We argue that long-term instability in retinal dopamine levels causes fluctuations in the sensitivity of retinal receptive fields to spatial frequencies. This produces an unstable, noisy sensory signal that is transmitted through the precortical circuit (retina → LGN) to the visual cortex and higher cortical regions.
In the prefrontal cortex, the brain attempts to form stable predictions from this unreliable input. Over time - particularly during the critical period of adolescent synaptic pruning - this continuous adaptation to noisy signals leads to neurotoxic processes, reduced synaptic connectivity, and grey matter loss, mirroring the neuropathology consistently documented in schizophrenia patients.
The theory was first published in Schizophrenia (Adámek et al., 2022), expanded in a follow-up (2024), and is currently under review in Trends in Cognitive Sciences (2026).
Percepční teorie schizofrenie představuje zásadně nový kauzální model vzniku onemocnění. Na rozdíl od tradičních hypotéz zaměřených na kortikální či striatální dopamin náš rámec klade počátek na samý začátek vizuální dráhy - do sítnice.
Tvrdíme, že dlouhodobá nestabilita hladin retinálního dopaminu způsobuje fluktuace v citlivosti receptivních polí sítnice na prostorové frekvence. To vytváří nestabilní, zašuměný senzorický signál, který je přenášen přes prekortikální okruh (retina → LGN) do vizuálního kortexu a vyšších kortikálních oblastí.
V prefrontálním kortexu se mozek pokouší vytvořit stabilní predikce z tohoto nespolehlivého vstupu. V průběhu času - zejména během kritického období adolescentního synaptického pruningu - vede tato adaptace na zašuměný signál k neurotoxickým procesům, snížené synaptické konektivitě a úbytku šedé hmoty, což odpovídá neuropatologii dokumentované u pacientů se schizofrenií.
Teorie byla poprvé publikována v Schizophrenia (Adámek et al., 2022), rozšířena v navazující práci (2024) a aktuálně je v recenzním řízení v Trends in Cognitive Sciences (2026).
We test the Perceptual Theory across complementary methodological domains - from human clinical studies to animal models, computational simulations, and cellular biology - building a comprehensive evidence base.Percepční teorii testujeme napříč komplementárními metodologickými doménami - od humánních klinických studií přes animální modely a výpočetní simulace po buněčnou biologii.
Non-invasive assessment of retinal dopamine levels using flash electroretinography (fERG) combined with vitreous fluid analysis. We are establishing population norms for healthy controls, SCHZ, and high-risk populations.Neinvazivní hodnocení hladin retinálního dopaminu pomocí bleskové elektroretinografie (fERG) v kombinaci s analýzou sklivcové tekutiny. Stanovujeme populační normy pro zdravé kontroly a pacienty se schizofrenií.
A novel animal model using DREADD-transfected TH-Cre rats to induce retinal dopaminergic noise during adolescence. We simulate long-term sensory instability at the retinal level and test for schizophrenia-like changes.Nový animální model využívající DREADD-transfekované TH-Cre potkany k indukci retinálního dopaminergního šumu během adolescence. Simulujeme senzorickou nestabilitu na úrovni sítnice.
A large-scale, biologically detailed spiking model of the early visual pathway (retina, LGN, V1) simulating how dopaminergic and serotonergic dysregulation generates sensory noise, disrupts predictive coding, and gives rise to visual hallucinations in schizophrenia.Rozsáhlý, biologicky detailní spikingový model časné vizuální dráhy (retina, LGN, V1) simulující, jak dopaminergní a serotonergní dysregulace generuje senzorický šum, narušuje prediktivní kódování a dává vzniknout vizuálním halucinacím u schizofrenie.
Establishing methodology for cultivating human retinal organoids from iPSC to study horizontal cell receptive fields and their reactivity to dopamine modulation.Etablování metodologie kultivace lidských retinálních organoidů z iPSC pro studium receptivních polí horizontálních buněk a jejich reaktivity na modulaci dopaminem.
PeThrs Lab is a young research group - all three founding members completed their doctoral studies within the last two years. We emerged from the Prof. Jiří Horáček's Center for Advanced Studies of Brain and Consciousness at NIMH, where Prof. Horáček continues to serve as our mentor and the director of the institute. PeThrs Lab je mladá výzkumná skupina - všichni tři zakládající členové dokončili doktorské studium v posledních dvou letech. Vzešli jsme z Centra pokročilých studií mozku a vědomí prof. Jiřího Horáčka na NUDZ, kde prof. Horáček nadále působí jako náš mentor a ředitel ústavu.

Author of the Perceptual Theory of Schizophrenia. Neuroscience PhD from Charles University (3rd Faculty of Medicine). Background in eye-tracking, visual perception, and fMRI. Currently Fulbright-Masaryk Research Fellow at Massachusetts General Hospital / Harvard Medical School, studying dopaminergic modulation of retinal receptive fields in organoid cultures.Autor Percepční teorie schizofrenie. PhD v neurovědách z Univerzity Karlovy (3. LF). Zaměření na eye-tracking, vizuální percepci a fMRI. Aktuálně Fulbright-Masaryk Research Fellow na Massachusetts General Hospital / Harvard Medical School, kde studuje dopaminergní modulaci receptivních polí sítnice v organoidových kulturách.

PI of the AZV animal model grant. Studied animal physiology with a focus on neurobiology at Charles University. Research focuses on time perception, memory, and pathological brain changes in neuropsychiatric and neurodegenerative diseases. Expert in chemogenetics, behavioral testing, and tissue histology. Based at the Institute of Physiology, Czech Academy of Sciences.PI grantu AZV pro animální model. Vystudovala fyziologii živočichů se zaměřením na neurobiologii na Přírodovědecké fakultě UK. Výzkum se zaměřuje na časovou percepci, paměť a patologické změny mozku u neuropsychiatrických a neurodegenerativních onemocnění. Expertka na chemogenetiku, behaviorální testování a tkáňovou histologii. Působí v Ústavu fyziologie AV ČR.

Studied at the Faculty of Science, Charles University, focusing on rodent ethology - exploration, personality, subjectively perceived stress. Key areas of research in this line of research: selection of appropriate behavioural tasks, their analysis and interpretation. Experienced with laboratory rats and wild rodent species (Rattus rattus, Acomys spp.).Vystudovala Přírodovědeckou fakultu UK se zaměřením na etologii hlodavců - explorace, personalita, subjektivně vnímaný stres. Klíčové oblasti výzkumu v této linii: výběr vhodných behaviorálních testů, jejich analýza a interpretace. Pracovala s laboratorními potkany i divokými druhy hlodavců (Rattus rattus, Acomys spp.).
PeThrs Lab
National Institute of Mental Health (NIMH)Národní ústav duševního zdraví (NUDZ)
Topolová 748
250 67 Klecany, Czech Republic
Petr Adámek, Ph.D.
Principal Investigator
petr.adamek [at] nudz.cz
Currently at:Aktuálně:
Center for Genomic Medicine
Massachusetts General Hospital
Boston, MA, USA
We are looking for motivated students and researchers interested in visual perception, schizophrenia, computational neuroscience, retinal biology, or behavioral neuroscience. If our work resonates with you, reach out - we welcome collaborators at all career stages.Hledáme motivované studenty a výzkumníky se zájmem o vizuální percepci, schizofrenii, komputační neurovědy, biologii sítnice nebo behaviorální neurovědy. Pokud vás naše práce osloví, ozvěte se - vítáme spolupracovníky na všech úrovních kariéry.