Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Computerunterstützung für die moderne Neurowissenschaft

07.12.2004


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.

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

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne
20.07.2018 | Universität Rostock

nachricht Maschinelles Lernen: Neue Methode ermöglicht genaue Extrapolation
13.07.2018 | Institute of Science and Technology Austria

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics