Verbund

Bernstein Zentrum für Computational Neuroscience Göttingen - "Kooperative Dynamiken und Adaptivität in neuronalen Systemen"

Koordinator:
Prof. Dr. Fred Wolf
Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation
Bunsenstraße 10
37073 Göttingen
Tel: +49 551 5176-400

Ziel des Göttinger Bernstein Zentrums ist es, die Rolle kooperativer Dynamik in adaptiven neuronalen Rechenvorgängen zu identifizieren, zu quantifizieren und zu modellieren. Um kooperative neuronale Prozesse auf verschiedenen Ebenen - von subzellulären molekularen Wechselwirkungen über sensorische Systeme bis zu Kognition und Verhaltenssteuerung - zu charakterisieren, wird das BCCN Göttingen wichtige Fragestellungen angehen, wie z. B.: Wie tragen supramolekulare Komplexe und interagierende intrazelluläre Strukturen zu adaptiven Rechenvorgängen einzelner Neurone bei? Wie steuert die Gesamtdynamik biologischer, neuronaler Netzwerke adaptive Kodierungs- und Lernprozesse? Wie vermitteln dynamische Interaktionen innerhalb von Gruppen von Gehirnregionen die flexible Nutzung neuronaler Verarbeitungsressourcen und Strategien? Wie kann die Interaktion zwischen neuronaler motorischer Kontrolle und hochdimensionaler Bewegungs-Kinematik weiche, präzise und effektive Hand- und Gliedmaßenbewegung erzeugen?
Die theoretische Analyse dieser Fragen wird das BCCN Göttingen mithilfe aktueller Methoden angehen, mit denen dynamische und statistische Gesetzmäßigkeiten interagierender Multikomponentensysteme quantitativ bestimmt werden können. Diese Methoden kombinieren hochentwickelte Datenanalyse mit biologisch detaillierten sowie abstrakten mathematischen Modellierungsansätzen. Experimentell wird das Zentrum diese Fragen in verschiedenen biologischen Modellsystemen analysieren – von in vitro-Präparationen neuronaler Zellen und Schaltkreise, über genetisch gut zugängliche sensorische Systeme, wie z. B. das auditorische System der Drosophila und Maus, bis zu experimentellen Assays der neokortikalen Funktion in Menschen und Primaten. Technologische und klinische Anwendungen der Ergebnisse werden in Kooperation mit den Industrie-, Klinik- und Rehabilitationspartnern des Bernstein Zentrums Göttingen verfolgt und mit dem Göttinger Bernstein Fokus: Neurotechnologie koordiniert.

Teilprojekte

Abgeschlossen

Teilprojekte A1, A2, A4, A5, B1, B2, B5, D1, D2, Nachwuchsforschergruppe und zentrale Mittel (zM)

Förderkennzeichen: 01GQ1005A
Gesamte Fördersumme: 3.283.502 EUR
Förderzeitraum: 2010 - 2017
Projektleitung: Prof. Dr. Theo Geisel
Adresse: Georg-August-Universität Göttingen, Fakultät für Physik Institut für Nichtlineare Dynamik
Bunsenstr. 10
37073 Göttingen

Teilprojekte A1, A2, A4, A5, B1, B2, B5, D1, D2, Nachwuchsforschergruppe und zentrale Mittel (zM)

Teilprojekte A3, A4, A5, B2, B3, B4, C1, D3 und zentrale Mittel (zM)

Förderkennzeichen: 01GQ1005B
Gesamte Fördersumme: 3.090.458 EUR
Förderzeitraum: 2010 - 2020
Projektleitung: Prof. Dr. Fred Wolf
Adresse: Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. (MPG), vertreten durch das Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation
Bunsenstr. 10
37073 Göttingen

Teilprojekte A3, A4, A5, B2, B3, B4, C1, D3 und zentrale Mittel (zM)