Willkommen bei BIONICS, wo wir Neurowissenschaften und Technologie miteinander verbinden, um die Grenzen des Möglichen in der Biomedizintechnik zu erweitern. Unsere interdisziplinäre Forschungsgruppe widmet sich der Erforschung der Grenzen der Wissenschaft und der Entwicklung von Spitzentechnologien zum Verständnis der komplexen Netzwerkdynamik des Gehirns bei Gesundheit und Krankheit.

Mit einer einzigartigen Kombination aus Ingenieurwissenschaften, experimentellen Neurowissenschaften und computergestützten Werkzeugen wollen wir entschlüsseln, wie neuronale Berechnungen über Skalen hinweg koordiniert und integriert werden, um robuste funktionelle Ergebnisse zu erzielen. Unsere Forschung konzentriert sich darauf, das Yin und Yang verschiedener neuronaler Berechnungen zu identifizieren, die von verschiedenen Gehirnregionen durchgeführt werden, sowie die kollektive Netzwerkstabilität während dynamischer Veränderungen des Netzwerks, die durch Erfahrung, Lernen, Krankheit und Neurogenese induziert werden.

Einer unserer Ansätze besteht darin, die reparative Regenerationsfähigkeit des Gehirns zu nutzen, um vorhandene verteilte Schaltkreise neu zu verdrahten, die durch die adulte Neurogenese im Hippocampus gefördert werden. Durch die Förderung der adulten Neurogenese mittels mehrerer Erfahrungsparadigmen streben wir an, den Beginn mehrerer neurodegenerativer Erkrankungen und verschiedener Formen von Hirnverletzungen zu verzögern. Die Kenntnis der groß angelegten neuralen Dynamik hat vielversprechende Auswirkungen auf die Zukunft. Wir können effektivere , auf die Neurowissenschaften ausgerichtete Computermodelle erstellen und fortschrittliche künstliche Intelligenz (KI)-Framework entwickeln. Darüberhinaus können wir die Reichweite von neuromorphen, vom Gehirn inspirierter Sensoren und Chips für neue Anwendungen im Bereich Gesundheit und Krankheit erweitern.
Unser Forschungsauftrag hat erhebliche gesellschaftliche Auswirkungen, indem wir Mechanismen für neurodegenerative Erkrankungen wie der Alzheimerkrankheit erforschen und neuartige bioelektronische Therapien vorantreiben, die direkt umsetzbare Ziele haben könnten.

Auf der Grundlage unserer einzigartigen technischen Plattformen und Berechnungssysteme sammeln wir multiskalige und multimodale experimentelle Informationen mit möglicher Modulation von neuronalen Netzwerken, um einzigartige, groß angelegte Messwerte von Genen bis hin zu funktionellen Netzwerkebenen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung zu erhalten. Unsere experimentelle Neurowissenschaft wird durch neuartige Brain-on-Chip-Technologie und Methoden zur Verbesserung der neuronalen Schnittstelle für neuartige Messwerte unterstützt. Gleichzeitig haben wir mehrere Computerprogramme implementiert, um unsere multidimensionalen Daten zu analysieren und die neuronale Kommunikation in Schaltkreisen und Netzwerken mithilfe von Graphenanalyse, biophysikalischer Modellierung, Kontrolltheorie und maschinellem Lernen genauer zu charakterisieren.

Bei BIONICS treibt uns die Leidenschaft an, die Komplexität neuronaler Berechnungen über Skalen hinweg zu verstehen und Neurowissenschaften, Neurotechnologie und Informatik auf allen Ebenen zu verbinden. Wir bemühen uns, die Mechanismen von Netzwerkdefiziten aufzudecken, die den Hirnfunktionsstörungen zugrunde liegen, neuartige Angriffspunkte zur Entwicklung wirksamerer Therapeutika zu finden und die Entwicklung von Gehirn-Maschine-Schnittstellen der nächsten Generation zur Wiederherstellung und Verbesserung von Gedächtnisfunktionen zu fördern, die durch Krankheiten und Verletzungen beeinträchtigt sind.