Bernstein Zentren I

Öffentliche Bekanntmachung:	2003
Förderzeitraum:	2004 - 2013
Gesamtvolumen:	40 Mio. EURO
Vorhabenanzahl:	16

Bernstein-Zentrum für Computational Neuroscience Berlin

Bernstein-Zentrum für Computational Neuroscience Freiburg

Bernstein-Zentrum für Computational Neuroscience Göttingen

Bernstein-Zentrum für Computational Neuroscience München

1. Ziele der Fördermaßnahme

Bei der Aufklärung grundlegender neuronaler Prozesse sind in den letzten zehn Jahren entscheidende Fortschritte erzielt worden. Die Funktionsweise des menschlichen Gehirns zu erforschen bildet jedoch eine wissenschaftliche Herausforderung, die in ihrer Dimension selbst die Entschlüsselung des menschlichen Erbgutes übertrifft. Eine solch komplexe Aufgabe kann nur in interdisziplinären Kooperationen angegangen werden, die sich mit Nachhaltigkeit diesem Themenfeld widmen. Dies macht Strukturen notwendig, die in regional eine kritische Masse an experimenteller und theoretischer Expertise vereinigen und ihren wissenschaftlichen Ansatz auf ein Thema fokussieren, das internationale Tragfähigkeit besitzt. Dies ist das Wesen der Bernstein Zentren. Ihre Nachhaltigkeit wird durch die Besetzung von Professuren für Computational Neuroscience begründet sowie durch einen substanziellen Beitrag zur universitären Lehre. 

2. Stand der Fördermaßnahme

Im Rahmen des Förderschwerpunktes "Nationales Netzwerk Computational Neuroscience" hat das BMBF vier "Bernstein Zentren für Computational Neuroscience" gegründet. Für den Aufbau der Zentren werden in den Jahren 2005 bis 2013 rund 40 Millionen Euro zur Verfügung gestellt werden.

Gemeinsam bilden die vier Zentren den Kern des "Nationalen Netzwerks für Computational Neuroscience". Die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses und die Integration der Disziplin "Computational Neuroscience" in die universitäre Lehre sind wesentliche Bestandteile der Bernstein Zentren. Die jährlichen Bernstein Konferenzen, bei denen die wissenschaftlichen Fortschritte vorgestellt werden, sind ein Instrument der Vernetzung und auch der spezifischen Nachwuchsförderung (Retreats).

Weitere Informationen über die Bernstein-Zentren finden Sie hier.

3. Geförderte Vorhaben

a) Kurzbeschreibungen der laufenden Vorhaben

Bernstein-Zentrum für Computational Neuroscience Berlin

Koordinator:
Prof. Dr. Michael Brecht
Bernstein Zentrum für Computational Neuroscience
Humboldt-Universität zu Berlin
Philippstraße 13, Haus 6
10115 Berlin
Tel.: +49 30 2093-6772

6 Vorhaben: 01GQ0410 - 01GQ0415

Zentrum für Computational Neuroscience Berlin

Bernstein Zentrum für Computational Neuroscience Humboldt-Universität zu Berlin Philippstraße 13, Haus 6 10115 Berlin

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Michael Brecht 030 2093-6772 01GQ0410 6.897.151 EUR 01.09.2004 - 30.09.2011

Charité - Universitätsmedizin Berlin Campus Benjamin Franklin Klinik für Neurologie und Klinische Neurophysiologie 12200 Berlin

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Gabriel Curio 030 8445-4706 01GQ0411-412 2.035.233 EUR 01.09.2004 - 31.12.2011

Technische Universität Berlin Fakultät IV Institut für Softwaretechnik und Theoretische Informatik Fachgebiet Neuronale Informationsverarbeitung Franklinstr. 28/29, FR 2-1 10587 Berlin

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Klaus Obermayer 030 314-73120 01GQ0414 1.549.847 EUR 01.09.2004 - 31.03.2012

Ein Verständnis der Funktion des Gehirns aus seiner Struktur und neuronalen Dynamik heraus ist essentiell für die Prävention und Behandlung von Erkrankungen des Nervensystems, für ein verbessertes Verständnis biologischer Prozesse, für die Entwicklung neuartiger Computer und für effiziente Lehr- und Lernstrategien. Ein besonderer Erkenntnisfortschritt ist von der "Computational Neuroscience" (CNS) zu erwarten, die Experiment, Datenanalyse und Computersimulation auf der Grundlage wohldefinierter theoretischer Konzepte verbindet. Das "Zentrum für Computational Neuroscience Berlin" soll hierbei im Rahmen des Nationalen CNS Netzwerkes neue Forschungsimpulse induzieren - insbesondere zum Verhältnis zwischen zeitlich präziser Verarbeitung und neuronaler Variabilität - und die Basis für innovative und zukunftsträchtige Entwicklungen in anwendungsorientierten Fachdisziplinen schaffen. Zur langfristigen institutionellen Verankerung werden drei CNS Professuren und eine CNS Graduate School eingerichtet. Zudem wird ein eigenes Gebäude bereitgestellt, das zum Austausch innerhalb des Zentrums dient und darüber hinaus allen interessierten Wissenschaftlern zur Verfügung steht. In diesem Vorhaben werden die Teilprojekte A1, B4, B5, B7, C3 durchgeführt und die Professur "Systems Neurobiology and Neural Computation" und die Zentrumszentrale angesiedelt.

 

Bernstein-Zentrum für Computational Neuroscience Freiburg

Koordinator:
Prof. Dr. Ad Aertsen
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Institut for Biologie III
Schänzlestraße 1
79104 Freiburg
Tel: +49 761 203-2718

2 Vorhaben: 01GQ0420 - 01GQ0421

Zentrum für Neural Dynamics Freiburg

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg Fakultät für Biologie Institut für Biologie III Schaenzlestr. 1 79104 Freiburg

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Ad Aertsen 0761 203-2718 01GQ0420 8.510.647 EUR 01.09.2004 - 31.03.2013

Am "Zentrum für Neural Dynamics Freiburg" wird Computational Neuroscience als neuer Schwerpunkt in Forschung und Lehre etabliert. CN ist ein sich rasch entwickelndes Teilgebiet der Neurowissenschaften mit hohem Innovationspotential. Ziel der Forschung sind methodische Grundlagen und neue Konzepte einer disziplinübergreifenden Interaktion von Theorie und Experiment in der biologischen Hirnforschung. In einem 15 Einzelprojekte umfassenden Forschungsprogramm wird CN in Freiburg stark ausgebaut. Ein Netzwerk ausgewählter neurowissenschaftlicher Labors, unterstützt durch die Infrastruktur des neuen Zentrums, verfolgt neue Forschung in den Bereichen "Dynamik neuronaler Prozesse", "Strukturelle Grundlagen und Plastizität neuronaler Dynamik" und "Biologische Funktion und Dynamik". Die multidisziplinären Grundlagen und Techniken der CN werden begleitend in neuen Studien- und Weiterbildungsprogrammen vermittelt (MSc, PhD, PostDoc). Die neu geschaffenen Strukturen garantieren eine nachhaltige Wirkung über die Projektlaufzeit hinaus. Die Beteiligung industrieller Forschung sowie Anwendungen in der Biomedizin und Neurotechnologie sind wesentlicher Bestandteil des Konzeptes.

 

Bernstein-Zentrum für Computational Neuroscience Göttingen

Koordinator:
Prof. Dr. Theo Geisel
Max-Planck-Institut für Dynamic und Selbstorganisation
Bunsenstraße 10
37073 Göttingen
Tel: +49 551 5176-400

4 Vorhaben: 01GQ0430 - 01GQ0433 

Deutsches Primatenzentrum GmbH Abt. Kognitive Neurowissenschaften Kellnerweg 4 37077 Göttingen

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Stefan Treue 0551 3851-115 01GQ0433 2.603.759 EUR 01.02.2005 - 31.12.2011

Das Vorhaben ist Teil des Bernstein-Zentrums für Computational Neuroscience Göttingen und enthält Teile der Teilprojeke B3, C1, C2, D1, D2 und der Zentrumskoordination. Ziele des Vorhabens sind die Messung von Aufmerksamkeitseffekten in visuellen cortikalen Arealen von Primaten (C1) und Menschen (C2), die Untersuchung der motorischen Kontrolle und ihrer internen Modellbildung (D1), die Signalverarbeitung als Basis für myoelektrische Prothesen (D2) und der Einfluss transkranialer Stimulation auf die Fokussierung der Aufmerksamkeit (B3). Dabei werden elektrophysiologische Ableitungen mit MEAs eingesetzt (C1) sowie funktionelle Kernspintomografie (C2), Psychophysik und Computermodellierung (D1), Ableitung von EMG-Signalen (D2) und transkraniale direkte Stromstimulation (B3). Die primäre Ergebnisverwertung besteht in der Publikation wissenschaftlicher Artikel und Beiträge auf Fachkongressen.

Bernstein-Zentrum für Computational Neuroscience München

Koordinator:
Prof. Dr. Andreas Herz
Ludwig-Maximilians-Universität München
Institut für Biologie II
Großhaderner Str. 2
82152 Planegg
Tel.: +49 89 2180 74801

4 Vorhaben: 01GQ0440 - 01GQ0441

Neuronale Repräsentation von Raum-Zeit  

Ludwig-Maximilians-Universität München Klinikum Großhadern Neurologische Klinik und Poliklinik Marchioninistr. 15 81377 München

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Andreas Herz 089 2180-74801 01GQ0440 5.484.692 EUR 01.02.2005 - 30.11.2011

Technische Universität München Lehrstuhl für Realtime-Computersysteme Arcisstr. 21 80333 München

Leiter: Tel.: FKZ: Betrag: Laufzeit:

Prof. Dr. Martin Buss 089 289-28395 01GQ0441 1.826.365 EUR 01.02.2005 - 30.11.2011

Das Vorhaben ist Teil des Verbundes "Bernstein-Zentrum für Computational Neuroscience München". Die Repräsentation der Umwelt im Gehirn hängt nicht nur von Informationen zu räumlichen, sondern auch zu zeitlichen Aspekten ab. Fundamentale Fragen der neuronalen Repräsentation von Raum-Zeit sollen im vorliegenden Vorhaben bearbeitet werden. Gemeinsame Basis der Forschungsaktivitäten ist die hohe zeitliche Auflösung spikender Neurone. Ein kombinierter Ansatz aus Experiment und Modellierung kommt zum Einsatz. Unterschiedliche Sinnesmodalitäten (visuell, akustisch, vestibulär) und ihre Repräsentation sowie Verarbeitung in verschiedenen Hirnarealen stehen im Zentrum der Forschung. Das Spektrum der zum Einsatz kommenden methodischen Ansätze reicht im experimentellen Bereich über akute Hirnschnitte, Einzel- und Mehrzellregistrierung und funktioneller Bildgebung bis zur Psychophysik. Im Bereich der theoretischen Ansätze erstrecken sich die Ansätze von Kompartimentmodellen (Einzelzellebene) über Netzwerkmodelle für spikende neuronale Netzwerke bis zu Modellierungen auf Systemebene. Ein Ausbildungsprogramm für Studenten, Doktoranden und Postdoktoranden soll die Forschung begleiten und zu einer langfristigen Verankerung der Computational Neuroscience am Forschungsstandort führen.

b) Abgeschlossene Vorhaben