GRADE Brain

Das Gehirn verstehen: von Molekülen über Netzwerke bis zu Computermodellen

Forschungsschwerpunkte

Eine der größten wissenschaftlichen Herausforderungen ist das Verstehen des menschlichen Gehirns.  Um das Gehirn auf den verschiedenen Ebenen von Molekülen bis zu komplexen Netzwerken zu begreifen, fokussiert GRADE Brain (besuchen Sie uns auf Facebook) sich auf neurowissenschaftliche Forschung in den folgenden großen Themenkomplexen:

  • Ein besonderes Merkmal des Nervensystems ist die neuronale Homöostase, die Fähigkeit einen stabilen und ausgeglichenen Zustand in einem sich ändernden Umfeld zu erhalten. Die dazu notwendige Adaptation wird durch zelluläre Homöostase-Mechanismen gesteuert, die auf der Ebene der Transkription und Translation ablaufen oder auch durch Lokalisierungen in bestimmten zellulären Kompartimenten. Hier werden grundsätzliche molekulare und zelluläre Prozesse untersucht, die dem Nervensystem die Fähigkeit zur Homöostase verleihen.
  • Eine Nervenzelle funktioniert nie alleine. Sie ist typischerweise in eine Anordnung eingebunden, deren Tätigkeit von ihrem Zustand als auch der Interaktion mit anderen Nervenzellen abhängt. Neurone sind in Schaltkreisen organisiert, die spezifische Informationen verarbeiten. Neuronale Schaltkreise sind eine der fundamentalen Einheiten der Hirnfunktion. Obwohl die Anordnung der neuronalen Schaltkreise je nach Funktion variiert, gibt es bestimmte Charakteristika, die durchgehend zu finden sind.
  • Unsere Hirnfunktion ist deutlich mehr als nur die Summe der einzelnen Regionen. Neuronale Koordination, d. h. die räumlich-zeitliche Interaktion der lokalen, interarealen und interhemisphärisch verteilten neuronalen Aktivitäten, ist vermutlich ein zentraler Mechanismus aller höheren Hirnfunktionen wie z. B. Wahrnehmung, Aufmerksamkeit, Erinnerung, Planung von Handlungen, Sprache und Emotionen. Auf der anderen Seite ist eine veränderte neuronale Koordination assoziiert mit häufigen neurologischen und psychiatrischen Störungen wie Schizophrenie, Autismus, Alzheimer und Multipler Sklerose.

Diese Hauptthemen werden durch weitere Forschungsprojekte in den Arbeitsgruppen aller involvierten Institutionen ergänzt und im Interdisziplinären Zentrum für Neurowissenschaften Frankfurt (IZNF) zusammengefasst. Es wird dadurch ein breites Spektrum an Themen von der molekularen Basis für höhere Hirnfunktionen über die Neuropharmakologie bis zur Neurokognition abgedeckt.


Zielsetzung

Das vorrangige Ziel von GRADE Brain ist, die interdisziplinäre Expertise im Bereich Neurowissenschaften, die in den sechs Fachbereichen der Goethe-Universität aber auch in den externen Forschungsinstituten wie z. B. dem Max-Planck-Institut für Hirnforschung, dem Max-Planck-Institut für empirische Ästhetik, dem Max Plack Institut für Biophysik, dem Frankfurt Institute for Advanced Studies sowie dem Ernst Strüngmann Institute for Neuroscience besteht, zu vereinigen. Der Zusammenschluss in interdisziplinäre Netzwerke über die Grenzen der akademischen Fachbereiche hinaus erlaubt den Promovierenden und Postdocs die disziplinären Perspektiven zu überwinden, indem sie neurowissenschaftliche Themen angefangen von einzelnen Genen oder Molekülen über Zellen und zelluläre Netzwerke bis hin zum Verhalten kennen lernen. Die diversen Bereiche erfordern ganz unterschiedliche Methoden der Molekularbiologie, der Systembiologie, der kognitiven Neurowissenschaften und klinischen Forschung sowie der Computational Neurosciences und Neurotechnology. Auch wenn es nicht möglich ist, in all diesen Feldern ein Experte/eine Expertin zu werden, ist es jedoch unabdingbar, grundlegendes Wissen in diesen Bereichen zu vermitteln, um effektive interdisziplinäre Kommunikation zu ermöglichen. Als Teil von GRADE setzt das Center vor allem auf die Förderung von Promovierenden und Postdocs durch Forschungsseminare und Vorträge, aber auch durch Veranstaltungen wie das jährliche Center-Meeting.