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BCCN München feiert sein 10-jähriges Bestehen und blickt nach vorne

Hirnforschung und Technologie – gemeinsam im Dienst des Hörens

Das Bernstein Zentrum untersucht die Mechanismen des  beidohrigen (binauralen) Hörens mit Hilfe von Kunstkopf-Konstruktionen. Foto: B. Seeber/TUM
Das Bernstein Zentrum untersucht die Mechanismen des beidohrigen (binauralen) Hörens mit Hilfe von Kunstkopf-Konstruktionen. Foto: B. Seeber/TUM

Forschung

Das Bernstein Zentrum für Computational Neuroscience (BCCN) München begeht einen Meilenstein und feiert zehn Jahre interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern der Technischen Universität München (TUM), der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und anderen Partnern. Das BCCN fördert die Zusammenarbeit an den Schnittstellen, wo Biologie, Physik, Medizin, Informatik und Elektrotechnik zusammen treffen, und schafft so die Voraussetzungen für Fortschritte, die der Gesellschaft zugute kommen können.

Ein Bereich, auf den sich das Zentrum besonders konzentriert, ist zum Beispiel der Verlust des Gehörs, zu dessen Folgen soziale Isolation sowie eine ganze Reihe weiterer Probleme in unserer alternden Gesellschaft zählen. Mit dem Ziel, Lösungen wie Cochlea Implantate oder Hörgeräte wirksamer zu machen, untersuchen die Wissenschaftler die gesamte Kette möglicher Einflüsse – angefangen bei der Akustik über die sensorische Erfassung bis hin zur neuronalen Informationsverarbeitung und der Wahrnehmung.

"Genau wie andere wichtige Initiativen, die uns ermächtigen, die großen gesellschaftlichen Herausforderungen anzugehen, vereint das Bernstein Zentrum Kernkompetenzen der TUM“, sagt TUM Präsident Wolfgang A. Herrmann. „Diese reichen in diesem Fall von maschinellem Sehen bis hin zum menschlichen Gehör sowie von Neuroprothesen bis hin zur Mensch-Roboter-Interaktion. Zudem verbindet das Zentrum die Expertise der TUM mit anderen führenden Institutionen im Raum München und darüber hinaus."

Nationales Netzwerk, regionale Stärken

Das BCCN München ist Teil eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) initiierten, bundesweiten Netzwerks. Seit es 2004 mit einem Startkapital von 35 Millionen Euro ins Leben gerufen wurde, ist das Bernstein Netzwerk auf 250 Gruppen an 30 Standorten gewachsen und wurde bisher mit insgesamt 180 Millionen Euro gefördert.

Bis heute sind neun TUM Professoren am BCCN München tätig. Drei von ihnen - Werner Hemmert, Bernhard Seeber, und Bernhard Wolfrum – haben eine der vom BMBF geschaffenen  Bernstein Professuren inne. Alle drei sind Mitglieder der TUM Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik.

"Für mich schlägt das Bernstein Zentrum eine Brücke zur Medizinischen Fakultät und zu den Biologen", sagt Prof. Werner Hemmert, dessen Forschung und Lehre sich auf die bio-analoge Informationsverarbeitung konzentriert. Durch die Kollegen, so erklärt Hemmert, kann er Hörexperimente an Patienten mit Cochlea Implantaten durchführen und erhält Zugriff auf physiologische Daten von Tieren, mit denen seine Gruppe ihre Modelle des Hörprozesses im Gehirn abgleicht. "Im Gegenzug entwickeln wir Instrumente für die Kollegen, beispielsweise empfindliche Verstärker oder Stromquellen für die elektrische Stimulation." Ein Projekt, bei dem Experten aus Biologie, Medizin und Elektrotechnik eng zusammenarbeiten, will das binaurale (beidohrige) Hören für die Träger von Cochlea Implantaten verbessern.

In der Möglichkeit, neurowissenschaftliche Fragen mit einem interdisziplinären Ansatz anzugehen, liegt laut Prof. Bernhard Wolfrum die größte Stärke des BCCN München. Sein Forschungsschwerpunkt ist die Neuroelektronik. "Die beteiligten Partner ergänzen sich gegenseitig in ihrem Wissen und Können, so dass wir Projekte durchführen können, die von Fragen der Modellierung und der Gerätetechnik bis hin zu in vivo und in vitro Experimenten reichen“, sagt Wolfrum. „Meine eigene Forschung zu bioelektronischen Schnittstellen profitiert stark von der Zusammenarbeit mit Experten aus dem Gebiet der Lebenswissenschaften, die die Entwicklung künftiger, chipbasierter neurowissenschaftlicher Anwendungen vorantreiben.“

Virtuelle Realitäten für Lösungen in der realen Welt  

Prof. Bernhard Seeber untersucht den Einfluss von Hörschädigungen auf die Hörwahrnehmung und er erforscht Ansätze zur Verarbeitung von Audioinformation, die Hörghilfen verbessern sollen. Auch er weist auf die Vorteile der Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern hin, die sich den Neurowissenschaften aus unterschiedlichen Blickwinkeln nähern. Dies kommt zum Beispiel beim Modellieren der elektrischen Stimulation des Gehörs mit Cochlea Implantaten zum Tragen, bei Tests an Patienten mit Hörhilfen, sowie im Einsatz von akustischen virtuellen Realitäten zur Forschung an Gehör und Hörgeräten.

Die TUM und die LMU starten derzeit eine Zusammenarbeit zum Aufbau und zur Weiterentwicklung eines Labors für virtuelle Realität. Sowohl das neue Labor, für das an der TUM ein hochmoderner, reflexionsarmer Raum gebaut wird, als auch die „virtual reality“-Einrichtung in Martinsried werden mit selbstentwickelter Software arbeiten, um realistische akustische Umgebungen zu simulieren und diese über Lautsprecher wieder zu geben. "Wir hoffen, dass dies die Zusammenarbeit und den Austausch von Daten und Experimenten zwischen den Mitgliedern des Bernstein Zentrums weiter fördert", so Seeber.


Weitere Informationen

www.bccn-munich.de

www.bccn-munich.de/talks-events/anniversary10

Das Bernstein Zentrum untersucht die Mechanismen des  beidohrigen (binauralen) Hörens mit Hilfe von Kunstkopf-Konstruktionen. Foto: B. Seeber/TUM
Das Bernstein Zentrum untersucht die Mechanismen des beidohrigen (binauralen) Hörens mit Hilfe von Kunstkopf-Konstruktionen.. Foto: B. Seeber/TUM