Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Computerunterstützung für die moderne Neurowissenschaft

15.12.2004


Der kürzlich entwickelte Neural Signal Manager (NSM) ist ein flexibles, höchst anpassungsfähiges Softwaretool zur Erfassung, Analyse und Charakterisierung neuronaler elektrophysiologischer Signale. Das Tool kann zur eingehenden Untersuchung von neuronalen Codes eingesetzt werden und könnte Neurowissenschaftler wesentlich dabei unterstützen, die Funktionsweise neuronaler Netze zu verstehen.



Um die Neurodynamik zu analysieren, nutzen Wissenschaftler in der Regel vereinfachte zweidimensionale neurobiologische Systeme aus ex-vivo gezüchteten neuronalen Netzen. Diese neurobiologischen Modelle ermöglichen die quantitative Charakterisierung wichtiger kollektiver und funktionaler elektrophysiologischer Merkmale.



Eine der bedeutendsten Versuchsmethoden zur Langzeitanalyse der Dynamik von umfassenden neuronalen Netzen nutzt Multielektrodenarrays (MEAs), die mit In-vitro-Neuronenpopulationen verbunden sind. Mit diesem Verfahren erfolgt die Aufzeichnung der elektrophysiologischen Dynamik extrazellulär, d.h. außerhalb von lebendem Gewebe und ohne Zerstörung von Neuronen. Deshalb kann die Aufzeichnung und elektrische Stimulation auf mehrere Tage ausgedehnt werden.

In Verbindung mit einem MEA1060 Umwandlersystem bietet das entwickelte nutzerfreundliche Softwaretool verbesserte Erfassungs- und Analysemöglichkeiten für Echtzeit-Daten. Es beinhaltet eine Windows-gestützte Client/Server-Anwendung, die speziell für die In-vitro-Analyse neuronaler Netze entwickelt wurde. Die Software umfasst drei Schlüsselkomponenten: eine grafische Benutzerschnittstelle (Graphical User Interface GUI), Erfassung (Acquisition ACQ) und Nachbearbeitung (Post-Processing PP).

Die GUI bestimmt wichtige Parameter für die Konfiguration der experimentellen Untersuchung. Die ACQ-Komponente ist für das Echtzeit-Sampling und die Speicherung der elektrophysiologischen Signale direkt auf der Festplatte verantwortlich. Die PP-Komponente schließlich erkennt Spitzen, speichert deren Scheitelpunkte und bietet so Informationen in Form von Spitzen-Zeitstempeln und Spitzen-Peak-to-Peak-Amplituden geliefert.

Zusätzlich dazu kann die Software die in der Neurowissenschaft am häufigsten verwendeten Algorithmen implementieren. Dazu gehören Histogramme des Inter-Spike- Intervalls, des Joint-Inter-Spike-Intervalls, der Post-Stimulus-Zeit und des Inter-Burst-Intervalls sowie Joint-Inter-Burst und Cross-Conditional-Inter-Burst Histogramme. Die verwendeten zuverlässigen und exakten mathematischen Methoden und Algorithmen ermöglichen die Extraktion global durchschnittlicher Verhaltensweisen aus simultan aufgezeichneten Signalen aus Multiplexkanälen.

Die Neuheit dieses Softwaretools basiert auf der einfachen Handhabung von langfristigen Multikanal-Aufzeichnungssignalen mit Echtzeit-Zeitstempelung der Ereignisse. Darüber hinaus ist die Signalverarbeitung weniger zeitaufwändig, was wiederum die vollständige dynamische Charakterisierung des neuronalen Netzes auf der Ebene von Makro- als auch Mikrovariablen ermöglicht.

Da sich das Tool für schnelle pharmakologische In-vitro-Vergleichstests eignet, besteht Interesse an Lizenzabkommen mit elektrophysiologischen und neurotechnischen Labors als auch mit pharmazeutischen Unternehmen.

Kontaktangaben:

Claudia Magnaguagno
Camera di Commercio Industria Artigianato e Agricoltura di Genova
Via Garibaldi 6, 16124 Genova, Italien
Tel: +39-010-2704483
Fax: +39-010-2704467
Email: alps@ge.camcom.it

Claudia Magnaguagno | ctm
Weitere Informationen:
http://www.ge.camcom.it

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Dinosaurier mit Fleisch und Haut: Projekt zu digitaler Technik für MuseumsbesucherInnen
18.07.2017 | Fachhochschule St. Pölten

nachricht Rechtssicher durch den Cyberspace: Forschungsprojekt zur digitalen Rechteklärung
11.07.2017 | Fachhochschule St. Pölten

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Im Focus: Das Proton präzise gewogen

Wie schwer ist ein Proton? Auf dem Weg zur möglichst exakten Kenntnis dieser fundamentalen Konstanten ist jetzt Wissenschaftlern aus Deutschland und Japan ein wichtiger Schritt gelungen. Mit Präzisionsmessungen an einem einzelnen Proton konnten sie nicht nur die Genauigkeit um einen Faktor drei verbessern, sondern auch den bisherigen Wert korrigieren.

Die Masse eines einzelnen Protons noch genauer zu bestimmen – das machen die Physiker um Klaus Blaum und Sven Sturm vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

Technologietag der Fraunhofer-Allianz Big Data: Know-how für die Industrie 4.0

18.07.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - September 2017

17.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

1,4 Millionen Euro für Forschungsprojekte im Industrie 4.0-Kontext

20.07.2017 | Förderungen Preise

Von photonischen Nanoantennen zu besseren Spielekonsolen

20.07.2017 | Physik Astronomie

Bildgebung von entstehendem Narbengewebe

20.07.2017 | Biowissenschaften Chemie