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Der Forschungsansatz des Bernstein Netzwerks

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Das Denken verstehen...
... ist immer noch eine der größten wissenschaftlichen Herausforderungen. Das Gehirn ist der Sitz all unserer geistigen Funktionen. Gleichzeitig ist es wohl die komplexeste Struktur, die die Natur hervorgebracht hat: Milliarden von Nervenzellen, über Billionen von Verknüpfungen miteinander verschaltet, verarbeiten enorme Informationsmengen innerhalb von Sekundenbruchteilen in Form von komplexen, räumlich-zeitlichen elektrischen Aktivitätsmustern. Bis jetzt ist kein technisches System auch nur annähernd in der Lage, so schnell und zuverlässig zu arbeiten wie das lebende Gehirn. Fehlfunktionen des Gehirns verursachen gravierende körperliche und geistige Einschränkungen und gehören, insbesondere im Alter, zu den häufigsten Erkrankungen.

Computational Neuroscience
Diesen Herausforderungen begegnet die neue, hoch dynamische Forschungsdisziplin der Computational Neuroscience. Sie verbindet biomedizinische Experimente mit theoretischen Modellen und eröffnet so den Weg zu neuen Erkenntnissen und technologischen Anwendungen. Gemeinsam identifizieren Mathematiker, Physiker, Biologen, Psychologen, Mediziner und Ingenieure Prinzipien der Hirnfunktion und übersetzen sie in eine mathematische Sprache. Mathematische Modelle der normalen oder krankhaft veränderten Hirnfunktion lassen sich in Computern simulieren und dort ‘virtuell’ überprüfen. Erfolgreiche theoretische Modelle der Hirnfunktion können dann in neu entwickelten technischen Systemen angewendet werden. Dieselbe Art von Modellen kann auch für die Erforschung von komplexen neurologischen Fehlfunktionen herangezogen werden.

Die Zukunft verändern
Damit bietet Computational Neuroscience faszinierende neue Lösungsansätze für die aktuellen Herausforderungen der modernen Gesellschaft. Mit Computational Neuroscience werden neuartige, noch leistungsfähigere Hightech-Systeme möglich, die bislang technisch unmögliche Aufgaben bewältigen, indem sie die effizienten Funktionsprinzipien des Gehirns ausnutzen. Computational Neuroscience wird mithelfen, die verheerenden Folgen von neurologischen Erkrankungen und des Alterungsprozesses zu mildern, indem sie

  • neuartige Therapieansätze entwickelt und in Computersimulationen sicher testet,
  • beeinträchtigte Hirnfunktionen durch neue, intelligente Implantate und Prothesen ersetzt, und
  • intelligente technische Hilfsmittel mit vom Gehirn inspirierten Sensoren entwickelt, die komplexe Aufgaben zuverlässig und sicher erledigen.

Die Forschung der Computational Neuroscience wird unser Leben verändern. Das Deutsche Bernstein Netzwerk wird dazu einen entscheidenden Beitrag leisten.