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Ein Bernstein Zentrum für Computational Neuroscience in Mannheim und Heidelberg

Mit einem Bernstein Zentrum für Computational Neuroscience wird am Zentralinstitut für Seelische Gesundheit (ZI) in Mannheim und an der Universität Heidelberg ein neuer, vom BMBF mit 9,6 Millionen Euro geförderter Forschungsverbund auf dem Gebiet der Neurowissenschaften eingerichtet. Im Mittelpunkt der für zunächst fünf Jahre geförderten Forschungsarbeiten stehen die neuronalen Grundlagen höherer kognitiver Funktionen und ihre Störung bei psychiatrischen Erkrankungen wie Schizophrenie, Depression oder altersbedingten degenerativen Erscheinungen.

Die Wissenschaft hat insbesondere in den vergangenen zehn Jahren für verschiedene psychiatrische Erkrankungen eine Reihe von Risikogenen identifiziert. Diese betreffen unterschiedliche Moleküle, die an der neuronalen Informationsverarbeitung beteiligt sind. Wie genau wirken sich die über die Gene vermittelten molekularen Veränderungen auf die Eigenschaften von Nervenzellen und die Verbindungen zwischen ihnen aus? Welche Auswirkungen haben diese zellulären Veränderungen wiederum auf die Funktionsweise des Gehirns und damit für das Verhalten? Um Antworten auf diese Fragen zu finden, werden die Forscher am Bernstein Zentrum Heidelberg/Mannheim auf der Basis experimenteller Daten Computermodelle von neuronalen Netzwerken bestimmter Hirnregionen erstellen. Diese computerbasierten Simulationen sollen auch dazu beitragen, die Wirkung bestimmter Medikamente auf verschiedene Areale des Gehirns besser verstehen und möglicherweise vorhersagen zu können.

Ein Schwerpunkt des neuen Forschungsverbundes sind sogenannte Oszillationen im Gehirn. Dabei handelt es sich um neuronale Schwingungen, die dadurch entstehen, dass große Gruppen von Nervenzellen in einem gemeinsamen Rhythmus Signale aussenden. Sie spielen beim Speichern von Erinnerungen und beim Zusammenführen von Informationen aus verschiedenen Hirnbereichen eine wesentliche Rolle. Bei Erkrankungen wie Schizophrenie oder Depression sind solche Prozesse im Gehirn gestört. Ein besseres Verständnis der molekularen Ursachen dieser Störungen soll helfen, spezifischer und effektiver ausgerichtete Therapien bei psychiatrischen Erkrankungen zu entwickeln. Koordiniert wird das Bernstein Zentrum Heidelberg/Mannheim, an dem 16 Wissenschaftlerteams des Zentralinstituts für Seelische Gesundheit (ZI) in Mannheim sowie der Medizinischen Fakultäten Heidelberg und Mannheim und der beiden Interdisziplinären Zentren für Neurowissenschaften (IZN) und für Wissenschaftliches Rechnen (IWR) der Universität Heidelberg beteiligt sind, von Dr. Daniel Durstewitz, Wissenschaftler am ZI.

Prof. Dr. Julius Bernstein (1839-1917) © Universität Halle/Saale

Das vom BMBF geförderte Zentrum verbindet die zellphysiologischen und molekularbiologischen Forschungsarbeiten an der Medizinischen Fakultät Heidelberg und dem IZN mit der Erforschung psychiatrischer Erkrankungen am ZI und an der Medizinischen Fakultät Mannheim. Außerdem werden Mitglieder des Interdisziplinären Zentrums für Wissenschaftliches Rechnen der Universität Heidelberg ihre Expertise im Bereich der Computersimulationen komplexer dynamischer Systeme in den Forschungsverbund einbringen. Beteiligt ist zudem ein Wissenschaftlerteam von BioQuant. Auch zur Ausbildung von Studierenden und Nachwuchswissenschaftlern wird das Bernstein Zentrum einen wichtigen Beitrag leisten. Neben einem entsprechenden Schwerpunkt im Master-Programm „Molecular Biosciences“ ist an der Universität Heidelberg ein Promotionsprogramm „Computational Neuroscience“ geplant.

Das neue Forschungszentrum in Mannheim und Heidelberg ist Teil des „Nationalen Netzwerks Computational Neuroscience“ , das als eine zentrale Fördermaßnahme des BMBF im Jahr 2004 ins Leben gerufen wurde und dem inzwischen rund 200 Arbeitsgruppen an 20 verschiedenen Standorten in Deutschland angehören. Kern des Netzwerks sind die Bernstein Zentren für Computational Neuroscience, die außer in Mannheim/Heidelberg in Berlin, Freiburg, Göttingen und München eingerichtet worden sind. Ergänzt werden diese durch „Bernstein Gruppen“ und „Bernstein Kooperationen“.

Benannt sind das Netzwerk und die Forschungsverbünde in Würdigung des großen deutschen Physiologen Julius Bernstein (1839 bis 1917), der das Institut für Physiologie der Universität Halle gegründet hatte und dort vor über hundert Jahren mit seiner „Membrantheorie“ eine erste biophysikalische Erklärung dafür lieferte, wie Nervenzellen Informationen durch elektrische Ströme weiterleiten und verarbeiten.

Seiten-Adresse: https://www.gesundheitsindustrie-bw.de/fachbeitrag/pm/ein-bernstein-zentrum-fuer-computational-neuroscience-in-mannheim-und-heidelberg