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Gesellschaft für Biomedical Engineering,
Technische Universität Wien |
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Ein Gehirn sucht seine Grenzen |
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| | | In einer der 25 "Science Week"-Veranstaltungen der TU-Wien wird die Signalverarbeitung im menschlichen Nervensystem mit der digitalen Steuerung einfacher Roboter verglichen. |
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TU-Studenten bauen einen einfachen Roboter nach biologischem Vorbild |
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Ein optischer Sensor sendet Impulse an ein kleines Rechenwerk und dieses steuert individuell die beiden Schrittmotoren der Antriebsräder damit ein kleiner Wagen einer aufgezeichneten Kurve nachfährt.
Mit diesem einfachen technischen Gerät wird die Analogie moderner Robotertechnik zur Fortbewegung von Mensch und Tier demonstriert - und in der Science Week vom 15-17. Mai den Besuchern der SCS beim Eingang 9 nähergebracht.
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Sensor - Datenverarbeitung - Aktion |
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Rezeptorzellen - zum Beispiel im Auge oder im Ohr - senden Nervenimpulse ans zentrale Nervensystem. Dort werden die im Binärformat kodierten Nervenimpulse verarbeitet und unter unserer Willenseinwirkung eventuell zu einer Muskelaktivität führen. Um einen bestimmten Weg zu gehen, haben wir sehr ähnliche Aufgaben zu lösen wie der Automat, der etwa die Kontur eines menschlichen Gehirns abfährt.
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Nervensignale sind ökonomisch und doch kompliziert kodiert
Im menschlichen Körper werden jede Sekunde zirka eine Milliarde Nervenimpulse durch die Rezeptorzellen empfangen. Alleine ein Sehnerv besteht aus etwa einer Million Nervenfasern, einzelner Datenleitungen, die jede einige hundert Nervenimpulse pro Sekunde senden können. Die ankommenden Daten werden parallel verarbeitet - und zwar nach Methoden die sich in der Evolution bezüglich Schnelligkeit, Informationsfülle und Robustheit optimal entwickelt haben. |
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Computer gegen Fliegenhirn |
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Warum übertrifft ein moderner PC nicht die Leistungsfähigkeit einer Fliege, wenn Bilder in rascher Folge ausgewertet werden um ihren Flug zu steuern ? Weil wir zuwenig über die Kodierung der Nervenimpulse und ihre Verarbeitung wissen, können wir die biologischen Methoden nicht übernehmen.
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Neuroinformatik in SCS, TU... |
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Wer mehr darüber wissen will kann sich in der SCS informieren. Die Erforschung der Nervenkodierung ist auch für viele medizinische Anwendungen von großer Bedeutung.
Vom Cochlea-Implantat im Innenohr, bei dem Ertaubte durch
elektrische Reizung des Gehörnerven wieder zu akustischen Wahrnehmungen kommen, über Hilfen bei Querschnittlähmungen, Schlaganfällen bis zu Parkinson oder epileptischen Anfällen - in all diesen Fällen muss die wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen Technikern und Medizinern noch intensiviert werden. Die TU Wien leistet dazu ihren Beitrag durch Abhalten des ersten Neuroinformatik Weltkongresses im September 2001.
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...und EU |
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Die Europäische Union wird in nächster Zeit das Programm
"Life - Like - Perception - Systems" fördern. Dabei soll geprüft werden welche Methoden wir von der Natur übernehmen können um gewisse technische Aufgaben besser lösen zu können - ganz im Sinne: "Wie macht es denn das Fliegenhirn?"
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