Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

Nationales Netzwerk Computational Neuroscience

Der Hirnforscher Hennig Sprekeler von der Humboldt-Universität Berlin erhält für seine Forschung zum Gedächtnis und zum Lernen den diesjährigen Bernstein-Preis in Höhe von 1,25 Millionen Euro. Sprekeler untersucht, wie das Gehirn einerseits Erinnerungen behalten und sich dennoch durch Lernvorgänge verändern kann. Seit 2006 vergibt das Bundesministerium für Bildung und Forschung den "Bernstein-Preis für Computational Neuroscience", der weltweit zu den höchstdotierten Förderpreisen zählt. Der Bernstein-Preis soll herausragenden Nachwuchswissenschaftlern optimale Bedingungen für den Aufbau einer eigenen Arbeitsgruppe an einer deutschen Forschungseinrichtung bieten.

Das Denken zu verstehen ist kompliziert. Erkenntnisse über die Vorgänge im Gehirn können Innovationen in der Medizin oder bei technischen Prozessen hervorbringen.

Bernstein Zentren für Computational Neuroscience

Zwei neue Bernstein Zentren für Computational Neuroscience in Heidelberg/Mannheim und Tübingen untersuchen, welchen Einfluss genetische Faktoren auf psychiatrische Erkrankungen haben oder wie es dem Gehirn gelingt, die aktuellen Informationen der Sinne und unser Vorwissen zu einer schlüssigen Wahrnehmung der Umwelt zu kombinieren. Das BMBF fördert diese beiden neuen sowie die drei bisher schon erfolgreich arbeitenden Bernstein Zentren in Berlin, Göttingen und München in den nächsten fünf Jahren mit insgesamt 43 Millionen Euro. 

Warum Computational Neuroscience fördern?

Das menschliche Gehirn ist eine der komplexesten Strukturen, die die Evolution hervorgebracht hat. Eine Milliarde Nervenzellen verarbeiten enorme Informationsmengen in vielfach rückgekoppelten, komplexen Netzwerken. Diese neuronalen Prozesse sind bisher nur unvollständig verstanden. Die Fachdisziplin der Computational Neuroscience erforscht diese Prozesse mit einem neuen Konzept. Sie verbindet Experiment und Theorie, um die neuronalen Prozesse des Gehirns zu entschlüsseln, im Computermodell nachzubilden und zu simulieren, und beschleunigt damit den Forschungsfortschritt erheblich. 

Die Ergebnisse dieser Forschung eröffnen vielfältige Anwendungen. In der Medizin ermöglichen sie z. B. die Entwicklung von Prothesen und Hilfsmitteln - etwa für Querschnittsgelähmte oder Patienten nach einem Schlaganfall - sowie von neuen Therapien für neurologische Erkrankungen, wie z. B. Alzheimer. In der Informatik und modernen Kommunikationstechnik lassen sich neue Ansätze zur Steuerung von Robotern, für technische Assistenz-Systeme, wie z. B. Fahrerassistenzsysteme, und für die Entwicklung von Hochleistungsrechnern ableiten. Im Bildungsbereich können die kognitiven Prozesse beim Lernen besser wissenschaftlich verstanden werden.

Mit einer gezielten Förderung will das Bundesministerium für Bildung und Forschung dieses Innovationspotenzial in Deutschland erschließen. Dazu hat es mit dem Nationalen Bernstein Netzwerk Computational Neuroscience neue Strukturen geschaffen, um die in Deutschland vorliegende hervorragende Expertise in den experimentellen und theoretischen Neurowissenschaften in einer neuen Qualität zu bündeln, zu verstärken, zu vernetzen und international sichtbar zu machen. Das Netzwerk ist nach dem deutschen Physiologen Julius Bernstein (1839 - 1917) benannt, der mit seiner "Membrantheorie" die erste biophysikalische Erklärung für die neuronalen Erregungsausbreitung lieferte.

Das Bernstein Netzwerk wurde  2004 mit vier "Bernstein Zentren für Computational Neuroscience" ins Leben gerufen, die  die zentralen strukturellen Elemente des Netzwerks bilden. Mit der Förderinitiative "Bernstein Partner" wurde ab  2007 weitere experimentelle und theoretische Expertise ins Bernstein Netzwerk eingebunden.

Seit 2006 unterstützt das BMBF jährlich eine/n  exzellente/n Nachwuchsforscher/in mit dem "Bernstein Preis für Computational Neuroscience". Das Preisgeld von bis zu 1,25 Millionen Euro ermöglicht den Nachwuchswissenschaftlern, eine eigene Arbeitsgruppe an einer deutschen Universität oder Forschungseinrichtung aufzubauen.

Die  Brücke aus der Forschung in die Anwendung schlagen seit 2008 und 2009 die Förderinitiativen "Bernstein Fokus: Neurotechnologie" und "Bernstein Fokus: Neuronale Grundlagen des Lernens". Die Beteiligung von industriellen Partnern stellt sicher, dass Ergebnisse in marktfähige Produkte überführt werden können.

Über den nationalen Neuroinformatik Knoten (G-Node) ist das Bernstein Netzwerk in das von der OECD angeregte Internationale Neuroinformatik-Netzwerk "International Neuroinformatics Coordinating Facility" eingebettet.

Die Bernstein Koordinationsstelle unterstützt die Aktivitäten des Bernstein Netzwerks, repräsentiert das Netzwerk national und international und widmet sich  der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit.

Aktuell sind insgesamt über 200 akademische Forschergruppen und 22 Firmen aus ganz Deutschland am Bernstein Netzwerk beteiligt.

Ausführliche Informationen finden Sie auf der Webseite des Bernstein Netzwerks unter: www.bernstein-netzwerk.de

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  Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

  Bernstein Newsletter

  Wie können wir Geräuschquellen unterscheiden und weshalb vernichten Heuschrecken Hörinformationen, bevor diese ans Gehirn geliefert werden? In der Dezember-Ausgabe des Bernstein Newsletters berichten wir außerdem darüber, wie Roboter lernen, sich menschlicher zu bewegen und wie verschiedene Greifbewegungen durch Gehirnaktivität vorhergesagt werden können. Nach einem Bericht über die Bernstein Konferenz 2011 und einem Porträt des diesjährigen Preisträgers, Henning Sprekeler, nehmen wir Abschied von Valentin Braitenberg, Pionier der Computational Neuroscience, und informieren über Personalia, Termine und neue Ausschreibungen.
  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/7594.php)
   
  
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  Aus dem Themenbereich Forschung

  Bernstein Newsletter Sonderausgabe Lernen

  Mit einer neuen Förderinitiative "Bernstein Fokus: Neuronale Grundlagen des Lernens" wird das Bernstein Netzwerk um acht neue Forschungsverbünde erweitert, die in den nächsten fünf Jahren Fragen zu Lernen, Gedächtnisbildung und Erinnerung auf den Grund gehen werden. Die Entwicklung des Gehirns, Therapien nach Schlaganfall, Lernen durch Nachahmung, Entscheidungsfindung oder das Kurzzeitgedächtnis - die Themen, die in den unterschiedlichen Verbundprojekten angegangen werden, sind enorm vielfältig. Sie werden in einer Sonderausgabe des Bernstein Newsletters vorgestellt.
  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/14089.php)
   
  
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  Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

  Nachwuchsförderung in der Computational Neuroscience

  Die neue Disziplin der Computational Neuroscience beschäftigt sich mit Fragen, wie unser Gehirn funktioniert. Seit 2004 unterstützt das BMBF diese neue Forschungsrichtung in den Neurowissenschaften mit der Fördermaßnahme "Nationales Bernstein Netzwerk Computational Neuroscience". Das Nationale Bernstein Netzwerk verknüpft die theoretischen und experimentellen Neurowissenschaften und erforscht die neuronalen Grundlagen von Hirnleistungen. Die Forschung soll ein besseres Verständnis der Gehirnfunktionen ermöglichen und so dazu beitragen, Anwendungen in den Bereichen Informationstechnologien, Gesundheit und Bildung zu befördern.
  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/12888.php)
   
  

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  Nationales Netzwerk Computational Neuroscience

  Denken, fühlen, lernen, erinnern - das menschliche Gehirn ist eines der komplexesten Ergebnisse der biologischen Evolution. Es ist Sitz mentaler Funktionen wie beispielsweise der Denkfähigkeit, des Gedächtnisses, der Emotionen und des zielgerichteten Verhaltens. Das menschliche Gehirn besteht aus Milliarden von Neuronen, die über vielfach rückgekoppelte Netzwerke untereinander verbunden sind und mit Hilfe komplexer dynamischer Prozesse miteinander kommunizieren. Auf diese Weise ist das Nervensystem in der Lage, außerordentlich große Informationsmengen zu verarbeiten.
  mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/3122.php)