Foto Credits: Ken Friedl (4), TUM (2)

Beschreibung

Ein Zusammenführen von Ingenieuren und Neurobiologen wird einerseits besseres Verständnis über das Gehirnfunktionalität ermöglichen, andererseits aber auch Innovationen hin zu zukünftigen Neuroprothesen und allgemein einer Schnittstelle zwischen Gehirn und Technik öffnen. Desweiteren werden Kenntnisse aus der Welt der Neurobiologie die Entwicklung neuer Methoden und Architekturen für technische Systeme und Anwendungen ausserhalb der Neurotechnologie ermöglichen. Das neue interdisziplinäre Kompetenz-­Zentrum „Neuro-­Engineering“ öffnet der wachsenden Forschungsgemeinde in München und speziell an der TUM neue Möglichkeiten, z.B. durch gemeinsame Nutzung von IT Infrastruktur und Fabrikationsanlagen für neue Technologien, um eine große Bandbreite sozialer Anforderungen zu adressieren (bspw. im Gesundheitswesen oder im Bereich der alternden Gesellschaft).

Ziele

Ein tieferes Verstehen wie Gehirne auf sensorische Reize reagieren, diese abstrakt als „Erfahrungen“ repräsentieren, und daraus Verhalten erzeugen wird die Kernfrage des Zentrums: Neuronale Informationsverarbeitung von sensorischen Eingängen hin zu erzeugtem Verhalten, und dessen Implementierung in technischen Systemen. Wir verbinden dieses eng mit medizinischer Forschung (wie bspw. neuromuskulärer Rehabilitation oder aktiven Prothesen), aber auch mit technischen Systemen, in denen Prinzipien der Neuronalen Informationsverarbeitung einen großen technischen Fortschritt ermöglichen (z.B. durch massive parallele Informationsverarbeitung mit verteiltem lokalen Speicher).

Das Zentrum deckt ein multidisziplinäres Forschungsfeld an der Schnittstelle zwischen Neurowissenschaften und anwendungsorientierter Technik ab, das eng mit Biologen, Psychologen und Medizinern kooperiert und somit eine Öffnung von TUMs starkem vorhandenem Ingenieurbereich zu neurowissenschaftlicher Forschung (bspw. LMU oder BCCN) ermöglicht.

Das Zentrum wird das Forschungsgebiet „Neuro-Engineering“ in Breite und Tiefe abdecken, und damit besonders attraktiv für die Ausbildung Studierender sein. Darin angesprochene Studierende zeichnen sich durch ein interdisziplinäres Interesse an dem Verständnis neuronaler Informationsverarbeitung im technischen sowie medizinischen Kontext aus, zu dem physikalische, chemische, mathematische, biologische und Prinzipien aus dem Ingenieurbereich beitragen.

Hauptkompetenzen

• Neuro-Medizinische Elektronik
• Neuro-Sensorische Systeme und Informationsverarbeitung im visuellen, auditorischen und haptischen Bereichen
• Regelschleifen in „Perception-Cognition-Action“ Systemen
• Bio-Sensoren
• Brain-Machine and Brain-Computer Interfaces
• Neuro-basierte Elektronik
• Neuronale Datenverarbeitung
• Selbst-organisierende Mehrkernprozessoren

Mitglieder

Forschung

• Neuronale Schaltungen und Informationsverarbeitung im Systemlevel für technische Anwendungen (z.B. Robotik) und im medizinischen Bereich (z.B. Prothesen oder BMI/BCI)
• (Neuro-) Systeme auf Chip
• Bio-Sensoren
• Neuro-Rehabilitation
• Neuronale Informationsverarbeitung
• Autonomic and Organic Computing

Projekte

• TUM Innovation Network Exoskeleton and Wearables Enhanced Prevention and Treatment (eXprt), Prof. Cheng, Prof. Franklin

• TUM Innovation Network for Neurotechnology in Mental Health (Neurotech), Prof. Jacob, Prof. Ploner, Prof. Wollfrum, Prof. Gjorgjieva

• EU-geförderte Projekte:
  • ERC Starting Grant NeuroDevo, Prof. Gjorgijeva
  • ERC Starting Grant MEMCIRCUIT, Prof. Jacob
  • ERC Advanced Grant M-Runners, Prof. Albu-Schäffer
  • ERC Consolidator Grant EMcapsulins, Prof. Westmeyer
• Sonderforschungsbereich 1330 Hörakustik, Prof. Seeber, Subproject Auralization
• Wireless “Nanoelectrodes” as a Minimally Invasive Alternative to Conventional Deep Brain Stimulation gefördert von der Michael J. Fox Foundation, Prof. Kozielski
• Computational Models of Multisensory Integration by Upper Limb in Humanoids and Amputees (COMMI), gefördert vom NST/BMBF, Prof. Cheng 
• DFG Projekt FoldRob, Prof. Lüth
• DFG Projekt The encoding of sensory information and expectations in the cerebral processing of pain, Prof. Ploner
• DFG Projekt NISED, Prof. Wolfrum

Training

Training:

ENB Elite Master of Science program in Neuroengineering (MSNE)