Labor Neurophysik
Die Gehirne von Wirbeltieren sind die wohl komplexesten Systemen, die die Natur hervorgebracht hat. Die schiere Menge and Zellen und ihre nichtlinearen Wechselwirkungen stellen die Neurowissenschaften vor große Herausforderungen. Entwicklungen in der Physik unterstützen dabei methodisch und konzeptionell:
- Physikalische Methoden verschieben die Grenze des experimentell Machbaren, erlauben uns die Stimulation und Registrierung biologischer Systeme vom einzelnen Biomolekül bis hin zu tausenden von gekoppelten Neuronen.
- Konzepte aus der Statistischen Physik ermöglichen uns die Beschreibung der kollektiven Aktivität großer neuronaler Netzwerke und damit die Erforschung ihrer molekularen und zellulären Determinanten.
Zur Anwendung bringen wir diese beiden Aspekte in unseren Studien an hybriden neuronalen Netzwerken, Kombinationen von lebenden Neuronen mit computergesteuerten Schnittstellen. Wir machen Neuronen durch optogenetische Methoden lichtempfindlich und stimulieren sie mit räumlich-zeitlich strukturierten Lichtmustern, die durch Holographie oder speziell angefertigte Stimulatoren erzeugt werden, die in Kulturkammern arbeiten.
