Bernstein Fokus "Neurotechnologie"

1. Ziele des Förderschwerpunktes

Ziel des „Bernstein Fokus: Neurotechnologie“ ist es, Brücken aus der neurowissenschaftlichen Forschung in die neurotechnologische Anwendung zu schlagen und den Abstand zu verkürzen, mit dem Forschungsergebnisse in marktfähige Produkte überführt werden. Dabei soll der Schwerpunkt der Forschungsarbeiten ein auf das bessere Verständnis der zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen und Dynamik ausgerichteter Ansatz, die Erarbeitung von Modellansätzen sowie die Einbindung einer quantitativen Analyse im Sinne der Computational Neuroscience sein. Wesentliche Elemente des Konzeptes „Bernstein Fokus: Neurotechnologie“sind insbesondere die Beteiligung von Industriepartnern sowie ein integriertes Technologietransferkonzept und ein Ausbildungsprogramm zur Verbesserung der interdisziplinären Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses. Projektbezogene Kooperationen mit Gruppen außerhalb der Zentren dienen dem Wissenstransfer über das Netzwerk hinweg. 

2. Stand der Fördermaßnahme

Die Fördermaßnahme „Bernstein Fokus: Neurotechnologie“ wurde im Jahr 2008 implementiert. Je ein Bernstein Fokus wurde an den Standorten
- Berlin
- Frankfurt
- Freiburg / Tübingen
- Göttingen

eingerichtet. Das BMBF beabsichtigt während der fünfjährigen Laufzeit (2009-1013) 34 Millionen Euro zur Verfügung zu stellen. Der “Bernstein Fokus: Neurotechnologie” ist in das Nationale Netzwerk für Computational Neuroscience integriert.

3. Geförderte Vorhaben

a) Kurzbeschreibungen der laufenden Vorhaben

Berlin - Nichtinvasive Neurotechnologie für Mensch-Maschine Interaktion

Koordinator:
Prof. Klaus-Robert Müller
Technische Universität Berlin
Fakultät IV Elektronik und Informatik
Institut für Softwaretechnik und Theoretische Informatik
Franklinstr. 28/29, Sekr. FR 6-9
10587 Berlin
Tel.: +49 30 314-76820

Teilprojekt B2

Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) Fachbereich Biosignale Abbestr. 2-12 10587 Berlin

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Dr. Martin Burghoff 030 3481-7238 01GQ0852 381.365 EUR 01.09.2008 - 31.08.2013

Teilprojekte A2, A4, B1, B3

Charité - Universitätsmedizin Berlin Charitéplatz 1 10117 Berlin

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. John-Dylan Haynes 030 2093 6762 01GQ0851 1.197.994 EUR 01.09.2008 - 31.08.2013

Teilprojekte A1, A3, A4, B4, W3, Zentrum

Technische Universität Berlin Fakultät IV Elektronik und Informatik Institut für Softwaretechnik und Theoretische Informatik Franklinstr. 28/29, Sekr. FR 6-9 10587 Berlin

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Klaus-Robert Müller 030 314-76820 01GQ0850 4.158.136 EUR 01.09.2008 - 31.08.2013

Das Berliner Verbundprojekt arbeitet an der Weiterentwicklung von nichtinvasiven Hirn-Computer Schnittstellen (Brain-Computer Interfaces) und damit verbundenen Mess- und Datenanalysetechniken. Ziel ist die Verbesserung der Mensch-Maschine-Interaktion in Alltagsanwendungen. Den Schwerpunkt für die TU Berlin bilden die theoretischen und datenanalytischen Aspekte der zu entwickelnden neurotechnologischen Anwendungen. Insbesondere werden spezifische Algorithmen zur Signalverarbeitung und des maschinellen Lernens unter Einbeziehung neurophysiologischen Wissens entwickelt. Die zu entwickelnde Neurotechnologie hat perspektivisch vielfältige marktrelevante Anwendungen. So könnte die Qualität der Sprachübertragung in Kommunikationssystemen bei gleichbleibender Bandbreite verbessert werden. Möglicherweise könnten neurobasierte Fahrerassistenzsysteme entwickelt werden, die zu erhöhter Verkehrssicherheit führen. Eine weitere denkbare Umsetzung ist ein neuartiges Verfahren zur Einschätzung der Gebrauchstauglichkeit informationstechnischer Systeme. An der Charité werden neue Ansätze für die Schnittstelle Gehirn-Maschine entwickelt, darunter eine neue rauscharme Vielkanal-Elektroenzephalographie und eine portable Methode, mit der das Gehirn mit Licht durchleuchtet und somit auch in Alltagssituationen untersucht werden kann.

Frankfurt Vision Initiative

Koordinatoren:
Prof. Dr. Christoph von der Malsburg
Prof. Dr. Jochen Triesch
Frankfurt Institute for Advanced Studies
Johann Wolfgang Goethe Universität
Ruth-Moufang-Straße 1
60438 Frankfurt am Main
Tel.: +49 69 798-47461
Tel.: +49 69 798-47531

Teilprojekte CORE, D2, D3, P7, P9, P10

Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main FB 12 Informatik und Mathematik Robert-Mayer-Str. 10 60325 Frankfurt am Main

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Rudolf Mester 069 798-22387 01GQ0841 4.339.441 EUR 01.09.2008 - 30.06.2015

Teilprojekte Core, D1, P1, P2, P4, P5, P6, P8, P10, P11

Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) Ruth-Moufang-Str. 1 60438 Frankfurt

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Christoph von der Malsburg 069 798 47621 01GQ0840 5.125.287 EUR 01.09.2008 - 31.08.2013

Der Bernstein Fokus für Neurotechnologie Frankfurt strebt die Entwicklung einer neuen Generation von künstlichen Sehsystemen an. Sie werden ein bis heute ungekanntes Maß an Robustheit und Flexibilität dadurch erlangen, dass sie eine Vielzahl von visuellen Funktionen in einer einheitlichen und durch die Informationsverarbeitung im Gehirn inspirierten Weise kombinieren. Angelehnt an die Entwicklung des Sehens beim Säugling werden sie dies weitgehend autonom durch die Interaktion mit ihrer Umwelt erlernen. Der Bernstein Fokus umfasst eine Vielzahl von Einzelprojekten, deren Thematik von neurobiologischer und entwicklungspsychologischer Grundlagenforschung bis hin zum Bau von drei technischen Demonstrationssystemen reicht. Diese Demonstratoren umfassen visuell gesteuerte mobile Roboter und Kameranetzwerke. Sie stellen einen ersten Schritt für die Verwertung der Forschungsergebnisse in technischen Anwendungsbereichen wie Robotik, Fahrerassistenzsystemen im Auto und Sicherheitstechnik in Gebäuden dar. Das Gesamtprojekt gliedert sich in: Kernprojekt: Integriertes System, drei Demonstratoren (D1 – D3), zwölf Teilprojekte (P1 – P12) und damit in wissenschaftlich oder in technisch ausgerichtete Teilprojekte. Die Strategie des Zentrums besteht darin, den wissenschaftlichen Teil durch technische Problemstellungen und Erkenntnisse zu strukturieren, und die Architektur im technischen Teil durch wissenschaftliche Erkenntnisse zu instruieren und zu motivieren. Die Verwertung der Forschungsergebnisse umfasst wissenschaftliche und industrielle Aspekte.

Freiburg/Tübingen - Hybrid Brain

Koordinator:
PD Dr. Ulrich Egert
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Fakultät für Angewandte Wissenschaften
Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK)
Georges-Köhler-Allee 102
79110 Freiburg
Tel.: +49 761 203-9527

Teilprojekt B1

NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut an der Universität Tübingen Markwiesenstr. 55 72770 Reutlingen

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Dr. Alfred Stett 07121 51530-70 01GQ0834 586.663 EUR 01.09.2008 - 31.08.2013

Teilprojekte B3, C5

inomed Medizintechnik GmbH Tullastr. 5 a 79331 Teningen

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Michael Altaner 07641 9414-54 01GQ0833 282.200 EUR 01.09.2008 - 31.08.2013

Teilprojekt B6

Multi Channel Systems MCS GmbH Aspenhaustr. 21 72770 Reutlingen

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Dipl.-Phys. Karl-Heinz Boven 07121 90925-20 01GQ0832 779.266 EUR 01.09.2008 - 31.08.2013

Teilprojekte A2-A3, C1-C3

Eberhard-Karls-Universität Tübingen Medizinische Fakultät Institut für Medizinische Psychologie und Verhaltensneurobiologie Gartenstr. 29 72074 Tübingen

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Niels Birbaumer 07071 29-74219 01GQ0831 3.085.908 EUR 01.09.2008 - 31.08.2013

Teilprojekte A1-A5, B1-B5, C4-C6

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Fakultät für Angewandte Wissenschaften Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) Georges-Köhler-Allee 102 79110 Freiburg

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

PD Dr. Ulrich Egert 0761 203-9527 01GQ0830 5.999.397 EUR 01.09.2008 - 31.08.2013

Ziel des Verbunds ist die Entwicklung bidirektionaler, hybrider neurotechnologischer Systeme für den Menschen. Dies wird in drei Projektgruppen mit jeweils gemeinsamer Zielsetzung realisiert:dem Verständnis der Grundlagen, der Entwicklung neuer Technologien, und der Verbesserung und Erweiterung klinischer Anwendung. Zentrale Themen sind die grundlegenden Fragen zur Ankopplung neuronaler Netze an technische Geräte, Aktuatoren und Echtzeit-Feedback System, über stabile und reproduzierbare Ableitsysteme und die Interpretation neuronaler Signale, bis zu klinischen Tests und Anwendungen. Dies wird durch ein integriertes, gemeinsames, interdisziplinäres Lehr- und Trainingsprogramm für Neurotechnologie ergänzt. Zusammen mit industriellen und klinischen Partnern sowie Instituten für angewandte Wissenschaft werden neuroprothetische Geräte für biomedizinische Anwendungen entwickelt werden.

Göttingen - Neurobionische Kontrollsysteme

Koordinator:
Prof. Florentin Wörgötter
Georg-August-Universität Göttingen
Institut für Informatik
Lotzestr. 16 - 18
37083 Göttingen
Tel.: +49 551 5176-528

Teilprojekt 3d

Thomas RECORDING GmbH Winchester Str. 8 35394 Gießen

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Uwe Thomas 0641 94414-0 01GQ0820 810.286 EUR 01.10.2008 - 30.09.2013

Teilprojekt 1a

Med-El Elektromedizinische Geräte Deutschland GmbH Moosstr. 7 82319 Starnberg

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Lutz Ressel 08151 7703-0 01GQ0818 319.960 EUR 01.10.2008 - 30.09.2013

Teilprojekt 3a, Teilprojekt 3b

Otto Bock HealthCare GmbH Max-Naeder-Str. 15 37115 Duderstadt

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Olaf Kroll-Orywahl 05527 848-1621 01GQ0817 639.600 EUR 01.10.2008 - 30.09.2013

Teilprojekt 1c

Medizinische Hochschule Hannover Abt. für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde Carl-Neuberg-Str. 1 30625 Hannover

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Thomas Lenarz 0511 532-6565 01GQ0816 356.835 EUR 01.10.2008 - 30.09.2013

Teilprojekt 1b

Max-Planck-Institut für Biophysik Max-von-Laue-Str. 3 60438 Frankfurt am Main

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Ernst Bamberg 069 6303-2000 01GQ0815 125.528 EUR 01.10.2008 - 30.09.2013

Teilprojekt 3d

Deutsches Primatenzentrum GmbH Leibniz-Institut für Primatenforschung Abt. Kognitive Neurowissenschaften Kellnerweg 4 37077 Göttingen

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Dr. Alexander Gail 0551 3851-358 01GQ0814 393.297 EUR 01.10.2008 - 30.09.2013

Teilprojekt 1b

Max-Planck-Institut für experimentelle Medizin Abt. Neurogenetik Hermann-Rein-Str. 3 37075 Göttingen

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Walter Stühmer 0551 3899-646 01GQ0813 120.000 EUR 01.10.2008 - 30.09.2013

Teilprojekt 2d

Biomedizinische NMR Forschungs GmbH am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie Am Fassberg 11 37077 Göttingen

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Jens Frahm 0551 201-1720 01GQ0812 271.764 EUR 01.10.2008 - 30.09.2013

Teilprojekte: 1b, 1c, 1d, 2c, 3b, zM

Max-Planck-Gesellschaft (MPG), vertreten durch das Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation Bunsenstr. 10 37073 Göttingen

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Theo Geisel 0551 5176-400 01GQ0811 1.193.561 EUR 01.10.2008 - 30.09.2013

Teilprojekte: 1a, 1d, 2b, 2c, 3a, W3-Systemische Neurobiologie, W3-Neuroinformatik, zM

Georg-August-Universität Göttingen Institut für Informatik Lotzestr. 16 - 18 37083 Göttingen

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Florentin Wörgötter 0551 5176-528 01GQ0810 5.434.051 EUR 01.10.2008 - 31.10.2015

Ziel des Göttinger BFNT Zentrums für Neurobionische Kontrollsysteme ist es Forschung und Entwicklung in drei Kernbereichen zu fördern und zu integrieren: 1) Neuronale Stimulation 2) Neuronale Registrierung und 3) Neuronale Kontrolle. Es sollen Systeme entwickelt werden, in denen diese drei Komponenten in einer geschlossenen (Regel-) Schleife zusammenarbeiten. Dies definiert ein Neurobionisches Kontrollsystem. Zentrale Anwendungsfelder solcher Systeme umfassen Diagnose, Therapie und Rehabilitation sensorischer, zentraler sowie peripherer Defizite aber auch neuartige Mess- und Auswertetechnologien für die Grundlagenforschung. Spezifisch wird das BFNT tätig sein im Bereich Technologieentwicklung für die optische und elektrische Stimulation, Bildgebung sowie Prothetik. Die BFNT Arbeiten werden dabei zentral unterstützt durch die beiden neu zu berufenden W3-Professuren im Bereich „Neuronale Bildgebung“ sowie „Funktionelle Datenanalyse und neuronale Stimulation in der adaptiven, biomechanischen Regeltechnik“.  Zentrale Anbindung an wirtschaftlich relevante Technologieentwicklung besteht für das BFNT auch durch die beteiligten Industriepartner. Dies wird weiter unterstützt durch die zentralen Dienstleistungen des BFNTs für alle Gruppen des Zentrums, z. B. die Durchführung von Workshops, Betreuung des Gästeprogramms und Koordination.