Neuer Forschungsverbund „Evolutionäre Optimierung neuronaler Systeme“

Göttingen – Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) richtet ein neues Schwerpunktprogramm (SPP) „Evolutionäre Optimierung neuronaler Systeme“ ein. Es ist auf sechs Jahre angelegt und wird Anfang 2019 beginnen. Fred Wolf vom Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation, Leiter des Bernstein Zentrums für Computational Neuroscience (BCCN) Göttingen, ist Koordinator des neuen SPP. Es wurde von Marion Silies, ebenfalls BCCN, federführend mitentwickelt.

Der Forschungsverbund soll die Grundprinzipien der Hirnevolution aufklären und dazu Neurowissenschaft mit Evolutions- und Entwicklungsbiologie zusammenführen. Ziel des SPP ist es zu entschlüsseln, wie sich die Netzwerke und Algorithmen biologischer Nervensysteme im Laufe der Evolution herausgebildet haben. „Wie nah kommen biologische Nervensysteme absoluten Leistungsgrenzen der Informations­verarbeitung?“ und „Welche genetischen Veränderungen liegen der Optimierung ihrer Leistungsfähigkeit zugrunde?“ sind Fragen, welche die Forscher bei ihrer Arbeit untersuchen wollen.

„Es ist wirklich faszinierend und ein wichtiger neuer Ansatz für das Gebiet der Computational Neuroscience, die Funktionsweise biologischer Nervensysteme aus einer konsequent evolutionären Perspektive zu analysieren“, so Wolf. Im Kern gehe es darum, die Evolutionstheorie mit Grundprinzipien der Informationsverarbeitung zu verbinden.

Fortschritte der Neurotechnologie, Entwicklungsbiologie und theoretischen Neurowissenschaft ermöglichen laut den Forschern neue Zugänge zur Funktionsweise und Evolution des Gehirns. Mathematische Theorien und computergestützte Optimierungsverfahren seien mittlerweile in der Lage, für viele biologische neuronale Systeme präzise Vorhersagen über ideale Schaltkreisstrukturen und theoretische Leistungsgrenzen zu ermitteln.

Genomische Daten würden es in den kommenden Jahren erlauben, auch die evolutionäre Verfeinerung der Zelltypen des Nervensystems zu rekonstruieren. „Das neue Schwerpunktprogramm wird diese Fortschritte zusammenführen, um grundlegende Prinzipien der Hirnevolution zu erfassen“, hieß es aus dem Bernstein-Zentrum. 

hil