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Netzwerk - Simulation

Bernstein Kooperation für Computational Neuroscience (BCOL)

Teilprojekt 1: Entwicklung eines schnellen Simulators und von Bildsegmentierungstechniken für Einzelzellen und zelluläre Netzwerke

Ziel ist der Entwurf einer geeigneten Software-Infrastruktur, um Verständnis für die Funktionsweise einfacher neuronaler Ja/Nein-Entscheidungen im Kortex der Ratte sowie im sensorischen Bereich des Fliegenhirns zu erwerben. Die ausgezeichnete Datenlage bei den Kooperationspartnern erlaubt es, detaillierte Simulationsmodelle zu entwerfen. Die Größe von bis zu 10.000 Zellen sowie der hohe Detaillierungsgrad der Einzelzellen stellen höchste Anforderungen an die Simulation. Deswegen werden modernste informatische sowie numerische Methoden und Algorithmen eingesetzt und in einer Softwareumgebung gebündelt. Dies ermöglicht die Modellierung von großskaligen Netzwerkmodellen sowie deren aussagekräftige und verlässliche Simulation.

Teilprojekt 2: Entwicklung eines schnellen Simulators und Bildsegmentierungstechniken für Einzelzellen und zelluläre Netzwerke, Untersuchungen an der Fliege

Ziel ist es, die neuronalen Schaltkreise, die dem Bewegungssehen im Fliegengehirn zugrunde liegen, anatomisch zu beschreiben und anschließend als Netzwerk-Modell im Computer zu simulieren. Im ersten Schritt werden dafür die entsprechenden Gehirnregionen der Fliege im Elektronen-Mikroskop (SBFSEM) geschnitten und eingescannt. Anschließend sollen die Neurone rekonstruiert werden und mittels Parallel-Neuron (parallelisierte Version der Simulations-Software NEURON) simuliert werden. Die gewonnenen Erkenntnisse in der Erstellung von ultrastrukturellen 3D-Datensätzen neuronaler Netzwerke können bei der Untersuchung verschiedener Gehirnareale Anwendung finden.