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Göttingen / Bielefeld / Bochum - Kyoto

Deutsch - Japanische Kooperation in Computational Neuroscience

Haptisches Lernen
(gefördert von DFG und JST)

Dieser Antrag fokussiert auf die Untersuchung von haptischem Lernen und motorischer Kontrolle durch haptische Rückkopplung. Geschickte Manipulation von Objekten durch Primaten (vor allem durch Menschen) erfordert die Integration mehrerer sensorischer Signale (Sehen, Propriozeption, Haptik), wobei Haptik eine wichtige Rolle bei der Feinabstimmung von Griffbewegungen und Wahrnehmung von Objekteigenschaften (Größe, Form, Gewicht, Material, usw.) spielt. Obwohl Haptik eine solch maßgebliche Rolle spielt, ist nur wenig darüber bekannt, wie das Gehirn diese Eigenschaften repräsentiert und erkennt und wie wir haptische sensomotorische Koordination lernen können. Ziel dieses Projekts ist es - durch die Benutzung eines neuartigen Messgeräts („intelligent Object“, siehe unten), mit welchem haptische Muster kontinuierlich beobachtet werden können - wegweisende Pionierarbeit in diesem Feld zu leisten. Mit diesem neuen Messgerät wird neurowissenschaftliche Expertise mit Expertise in „computational modelling“ verbunden, um:

  • neuartige experimentelle Paradigmen zur Untersuchung und Analyse von Veränderungen von Gehirnrepräsentationen während des haptischen Lernens von Fingerbewegungssequenzen zu implementieren.
  • den Einfluss des haptischen Inputs und die Verbesserung der motorischen Kontrolle durch Lernen mit Hilfe der funktionellen Kernspintomographie (fMRI) zu messen und zu quantifizieren.
  • ein Modell dieser Prozesse zu erstellen, das topographisch angeordnete dynamische Kartenmodelle mit zeitlichem Sequenzlernen kombiniert.

Das wichtigste Ergebnis, das von dieser Studie erwartet wird, ist der Gewinn neuer Erkenntnisse über haptische Repräsentationen und deren Einfluss auf die motorische Kontrolle im Gehirn und – durch die Anwendung neuartiger Methoden - die Schaffung eines Potenzials für medizinisch/diagnostische Anwendungen. Die Arbeiten basieren auf einer Kooperation zwischen den ATR (Kyoto) und der Universität Göttingen. Als weitere Partner beteiligen sich die Universität Bielefeld („intelligent Object“), sowie die Ruhr-Universität Bochum (Modellierung).

 


An dieser Kooperation sind folgende Wissenschaftler beteiligt:

  • Prof. Florentin Wörgötter, Georg-August-Universität Göttingen
  • Prof. Helge Ritter, Universität Bielefeld
  • Dr. Yulia Sandramirskaya, Ruhr-Universität Bochum
  • Prof. Gregor Schöner, Ruhr-Universität Bochum
  • Dr. Jun Morimoto, ATR Computational Neuroscience Laboratories, Kyoto, Japan
  • Dr. Hiroshi Imamizu, ATR Computational Neuroscience Laboratories, Kyoto, Japan
  • Dr. Eiichi Naito, National Institute of Information & Communications Technology (NICT), Kyoto, Japan

 

Deutscher Koordinator:

Prof. Florentin Wörgötter
Institut für Physik 3 -
Biophysik und BCCN,
Georg-August Universität Göttingen      
Friedrich-Hund Platz 1
D-37077 Göttingen

Tel.: +49 (0) 551-39-10760
E-mail: worgott@physik3.gwdg.de

 

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