Dem Gehirn bei der Arbeit zusehen
BMBF fördert Forschung in "Computational Neuroscience"
In jeder Millisekunde sind im Gehirn Millionen von Nervenzellen aktiv, um den fortwährenden Informationsstrom aus der Außenwelt über Sensoren mit Prozessen der neuronalen Innenwelt zu verbinden. Wie diese hochdynamischen Prozesse ablaufen und funktionieren, untersuchen die Bochumer Neurowissenschaftler Professor Gregor Schöner, Juniorprofessor Dirk Jancke und Juniorprofessor Christian Igel. Seit März fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) dieses Projekt als "Bernstein-Gruppe" mit rund 1 Million Euro für zunächst drei Jahre. Die Bochumer Forscher sind damit Teil des nationalen Netzwerkes "Computational Neuroscience".
Ziel des Netzwerkes ist es, die fachübergreifende Forschungsrichtung "Computational Neuroscience" in Deutschland zu stärken, um die neuronalen Grundlagen von Hirnleistungen zu verstehen - von der Verarbeitung von Sinnesreizen über Lernen bis zur kognitiven Verhaltensplanung. Die Bochumer Bernstein-Gruppe nutzt die gestiegenen technischen Möglichkeiten, um komplexe Netzwerkdynamiken zu simulieren, und verbindet dies mit neuen bildgebenden Verfahren zur Darstellung von Gehirnaktivität. In den nächsten Jahren wollen die Forscher sowohl theoretische Modelle als auch experimentelle Ansätze zum Verständnis des Gehirns entwickeln.
Langfristig setzt sich die Bernstein-Gruppe zum Ziel, durch ein eng verzahntes theoretisches und experimentelles Forschungsprogramm die Entstehung höherer Hirnfunktionen zu verstehen. Sie resultieren aus der kontinuierlichen neuronalen Dynamik von Nervennetzen, die Sensorik und Motorik verknüpfen und sich erfahrungsabhängig ändern. Die neuronalen Aktivitäten verlaufen innerhalb komplexer Architekturen, in denen Nervenzellen hochgradig vernetzt sind. Wie das Gehirn die Verarbeitungsprozesse autonom und stabil bewerkstelligt, ist eines der großen Rätsel neurobiologischer Forschung. Jun. Professor Jancke nutzt zur Visualisierung sich rasch ändernder Aktivitätsmuster im Gehirn ein neues optisches Verfahren. Mit Hilfe fluoreszenter Farbstoffe, deren Moleküle sich in die Membranen von Nervenzellen verankern, werden Aktivitätsänderungen durch Lichtsignale sichtbar. Die optische Messapparatur gestattet dabei den gleichzeitigen Blick auf größere Gehirnflächen. So lassen sich in Echtzeit neuronale Prozesse über weitreichende Netzwerkstrukturen erfassen.
Das Rektorat der Ruhr-Universität plant, die interdisziplinär arbeitende Forschungsgruppe langfristig am Institut für Neuroinformatik zu etablieren, und hat durch diese Entscheidung im Vorfeld den Weg geebnet, um dauerhaft die enge Verzahnung zwischen theoretischen und experimentellen Neurowissenschaften an der RUB zu fördern.
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