26 Größenordnungen unterhalb der Distanz der entferntesten bisher sichtbaren Galaxien befindet sich ein Objekt, welches aufgrund seiner Komplexität geeignet ist, den Menschen zu befähigen, die Welt, in der er lebt, zu verstehen.
Im Zentralen Nervensystem, dem Gehirn, befinden sich ca. 1012 Neurone, die durch 1015 Synapsen miteinander verbunden sind. Der Energieverbrauch pro elementarer Rechenoperation beträgt bei derzeitigen Prozessoren ca. 10-7 J, bei der Entladung einer Nervenzelle aber nur 10-15 J, das ist ein Unterschied in der Effizienz von ca. 8 Größenordnungen. Das Gehirn einer Stubenfliege beim bloßen Ausruhen arbeitet mit 100 GHz.
Aber wie kann dieses komplexe Organ jene wunderbar perfekt koordinierten Bewegungen erzeugen, die alle für uns so sebstverständlichen Handlungen wie das Gehen, Sprechen, Greifen oder Umherschauen erst ermöglichen? Welches sind die Mechanismen, die dafür sorgen, dass alles, was dem Gehirn an sensorischen Eingängen zur Verfügung steht, in exakt der richtigen Weise in motorische Aktivität transformiert wird?
Wie erstaunlich gut das Gehirn diese Aufgabe bewältigt, wird uns meistens erst dann bewusst, wenn die beteiligten Vorgänge einmal nicht so funktionieren, wie wir es gewohnt sind.
Jedes Mal, wenn wir etwas von dem verstehen, was in der Natur vor sich geht, dann eröffnet es uns neue Möglichkeiten. Um die Prothesen der Zukunft, die Diagnose und Therapie neurologischer Erkrankungen der Zukunft, die Robotik der Zukunft, die Mensch-Maschine-Interaktion der Zukunft entwickeln zu können, braucht es Erkenntnisse, welche die neurobiologische Forschung liefern kann.
Publikationen
Promotion (Dr. rer. nat.):
Die pontinen Kerne, eine Struktur, die in der Pons zwischen Groß- und Kleinhirn liegt, erhalten von der Großhirnrinde Eingänge über ca. 40 Mio. Fasern, die alle Arten von Informationen übermitteln. Weitergeleitet ins Kleinhirn werden allerdings nur 20 Mio. Fasern. Die pontinen Kerne sind also mehr als nur eine „Relaisstation“, die Signale ans Kleinhirn weiterschaltet. Aber welche Rolle spielen sie bei der Bewegungskoordination? Können Untersuchungen von Augen- und Armbewegungen bei Patienten, die an einer Schädigung der Pons leiden, Hinweise darauf geben, wie das Kleinhirn an der Erzeugung abgestimmter Bewegungen beteiligt ist?
Diplomarbeit (Dipl. Phys.):
Benutzen okulo- und skelettmotorische Zielfolgesysteme dieselben prädiktiven Mechanismen?
Gibt es Unterschiede darin, wie Kopf-, Arm- und Augenbewegungen jeweils versuchen, eine nur teilweise vorhersehbare Bewegung zu verfolgen?
Kann man ein Computermodell eines möglichen zentralen Prädiktor-Mechanismusses mittels eines neuronalen Netzwerks entwickeln?
Derzeit bin ich Leiter der HIH IT Core Facility und involviert in einige Forschungsprojekte am
