Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gehirnverschaltungen auf der Spur – Bernstein Preis 2013 geht an Hermann Cuntz

25.09.2013
Für seine Forschung über den Aufbau neuronaler Verschaltungen wird Hermann Cuntz mit einem der attraktivsten Nachwuchsförderpreise ausgezeichnet.

Der Bernstein Preis für Computational Neuroscience 2013 wird an den Frankfurter Wissenschaftler Hermann Cuntz für seine Erforschung der Prinzipien neuronaler Verbindungen verliehen.


Diese lebensecht aussehende Nervenzellen wurden von Hermann Cuntz am Computer mithilfe der „morphologische Modeling“-Methode erstellt.

Foto: Hermann Cuntz, 2011

Die Preisübergabe findet durch Dr. Christiane Buchholz vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) am 25. September 2013 um 15:50 Uhr im Rahmen der Bernstein Konferenz zur Computational Neuroscience in Tübingen statt.

Mit bis zu 1,25 Millionen Euro ist der Preis einer der bestdotierten Nachwuchsauszeichnungen weltweit. Er ermöglicht herausragenden Nachwuchsforschern den Aufbau einer eigenen Arbeitsgruppe an einer deutschen Forschungseinrichtung. Der diesjährige Preisträger Hermann Cuntz plant seine Arbeitsgruppe am Ernst Strüngmann Institute (ESI) for Neuroscience in Cooperation with Max Planck Society, sowie am Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) aufzubauen und damit den Bernstein Fokus: Neurotechnologie in Frankfurt zu erweitern.

Nach welchen Prinzipien verknüpfen sich Nervenzellen zu kleinen Netzwerken im Gehirn? Gibt es einen grundsätzlichen Verbindungscode? In seiner Forschung beschäftigt sich Hermann Cuntz mit der Frage, welche Auswirkung die Gestalt von Nervenzellen auf Bau und Funktion neuronaler Schaltkreise hat. Sein Handwerkszeug sind theoretische Modelle. Mit ihrer Hilfe kann er im Computer Nervenzellen synthetisch erstellen und berechnen, wie sich die Zellen – ausgehend von ihrer Form – in optimaler Weise zu kleinen Zellverbünden verbinden. In einem zweiten Ansatz schaut er sich an, welche Auswirkungen der Aufbau des Schaltkreises auf dessen eigene Aktivität und Dynamik hat.

Auf diese Weise gelingt es ihm, die Beziehung zwischen Struktur und Funktion von neuronalen Netzwerken zu entschlüsseln. „Für mich ist die neuronale Morphologie, also die Gestalt von Nervenzellen, der Ausgangspunkt um allgemeine Regeln über neuronale Verbindungen und Funktionen abzuleiten“, sagt der Neurowissenschaftler.

Cuntz bisherige Arbeiten haben die Grundlagen zu seinen theoretischen Analysen gelegt. So hat er das „morphologische Modeling“ entwickelt. Diese Methode erlaubt es ihm, unter Berücksichtigung bestimmter Faktoren, Nervenzellen mit verschiedenster Form – oder Morphologie – am Computer zu erzeugen. In die zugrundeliegende Formel fließen verschiedene Kenngrößen ein, wie etwa die Anzahl der Kontaktstellen zu benachbarten Neuronen oder die Nutzung von möglichst kurzen Verbindungspfaden und wenig Nervenzell-Material. „Die beiden zuletzt genannten Kriterien wurden bereits Anfang des 19. Jahrhunderts vom spanischen Anatom Ramón y Cajal postuliert“, erklärt Cuntz.

„Ich nutze sie jetzt um anatomisch realistische Modelle von Nervenzellen und Nervenzellgruppen zu bilden“. Seine synthetischen Neurone sind so naturgetreu, dass selbst Neuroanatomie-Experten die künstlich generierten nicht von natürlichen Zellen unterscheiden können. Mittlerweile nutzen Wissenschaftler weltweit die von Cuntz für dieses Verfahren entwickelte Computersoftware um den Aufbau des Gehirns in Großprojekten wie dem Human Brain Project nachzubilden.

Den Fragen nach den Verschaltungsprinzipen im Gehirn wird Hermann Cuntz in Frankfurt in Kooperation mit den dortigen Wissenschaftlern des ESI, des FIAS, sowie der Goethe-Universität Frankfurt weiter nachgehen. Dabei wird er den bestehenden Bernstein Fokus: Neurotechnologie in Frankfurt verstärken. Insbesondere plant er die Zusammenarbeit mit experimentell arbeitenden Forschern noch stärker zu vertiefen, um so seine Netzwerk-Modelle und ihre Vorhersagen auf ihre Wirklichkeitstreue zu überprüfen und konstant weiterzuentwickeln.

Hermann Cuntz hat an der Eberhard Karls Universität Biologie studiert und seine Diplomarbeit bei Alexander Borst am Friedrich Miescher Labor der Max-Planck Gesellschaft in Tübingen geschrieben. Anschließend folgte er Borst zunächst an die University of California in Berkeley (USA) und später ans Max-Planck-Institut für Neurobiologie in München, wo er 2004 promovierte. Nach einem zweijährigen Postdoc-Aufenthalt bei Idan Segev an der Hebrew University in Jerusalem, arbeitete er im Labor von Michael Häusser am University College London. Seit 2011 ist er Gastwissenschaftler bei Pascal Fries am ESI und sein Labor ist am Institut für Klinische Neuroanatomie der Goethe Universität angesiedelt.

Der Bernstein Preis wird dieses Jahr bereits zum 8. Mal verliehen und ist Teil des vom BMBF im Jahre 2004 ins Leben gerufenen Nationalen Bernstein Netzwerks Computational Neuroscience. Ziel der Förderinitiative war es, die neue Forschungsdisziplin in Deutschland nachhaltig zu etablieren. Inzwischen hat sich das Netzwerk mit Hilfe der BMB-Förderung zu einem der größten Forschungsnetze im Bereich der Computational Neuroscience weltweit entwickelt. Namensgeber des Netzwerks ist der deutsche Physiologe Julius Bernstein (1835-1917).

Kontakt:
Dr. Hermann Cuntz
Ernst Strüngmann Institute (ESI)
for Neuroscience in Cooperation
with Max Planck Society
Institut Anatomie I – Klinische Neuroanatomie
Goethe-Universität
Theodor-Stern-Kai 7
Gebäude 27
60590 Frankfurt/Main
Tel: (+49)-069-6301-87127
E-Mail: hermann.neuro@gmail.com

Mareike Kardinal Bernstein | idw
Weitere Informationen:
http://www.nncn.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)
26.05.2017 | Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

nachricht Neues Helmholtz-Institut in Würzburg erforscht Infektionen auf genetischer Ebene
24.05.2017 | Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften