Exploration Room
Die Forschenden der Abteilung Kognitive Neurowissenschaften haben einen speziellen Versuchsraum entwickelt, um die Belastung der Tiere in den Experimenten möglichst gering zu halten. Der „Exploration Room“ bietet eine Testumgebung, die es erlaubt, per Funkübertragung detaillierte Hirnaktivität zu messen, während sich die Tiere unter hoch-kontrollierten Bedingungen frei bewegen können. Dies ist eine Weiterentwicklung zum sogenannten Affenstuhl, der bei neurowissenschaftlichen Fragestellungen häufig verwendet wird und in dem die Affen in einer festen Position sitzen.
Das Bewegungsverhalten der Rhesusaffen wird im „Exploration Room“ mit Hilfe mehrerer Videokameras beobachtet und sogenannte Deep-Learning-Algorithmen sorgen dafür, die dreidimensionalen Bewegungen von Kopf, Schulter, Ellbogen und Handgelenk automatisch aus den Videobildern zu extrahieren. Anschließend werden die Daten interpretiert und mit der gleichzeitig erfassten Hirnaktivität in Zusammenhang gebracht. Die Tiere können und sollen sich im Raum bewegen, um bestimmte Ziele zu erreichen.
Erfassen der Bewegungssteuerung im Gehirn
Unser hochentwickeltes Nervensystem ermöglicht vielseitige, koordinierte Bewegungsabläufe in einer komplexen Umgebung. Wie sehr das unser tägliches Leben beeinflusst, bemerken wir häufig erst dann, wenn uns bestimmte Bewegungen nicht mehr gelingen, zum Beispiel in Folge von Lähmungen durch Schlaganfälle. Ein neuartiger Ansatz, um den Patienten die Kontrolle über ihre Bewegungen zurückzugeben, sind Gehirn-Computer-Schnittstellen, die Signale im Gehirn auslesen können. Diese Signale könnten aber nicht nur zur Steuerung von Neuroprothesen verwendet werden, sondern auch für alle computergestützten Geräte wie Smartphones, Tablets oder ein Smart Home. Die Daten, die mittels des „Exploration Room“ erhoben werden, helfen dabei die Hirnareale, die für die Planung von Bewegungen und Handlungssequenzen verantwortlich sind, zu identifizieren und somit entsprechende Rehabilitationsansätze zu entwickeln.
Refinement bei der Versuchsdurchführung
Die Tiere können sich im Exploration Room frei bewegen, während ihre Bewegungen und die Aktivität ihrer Nervenzellen gemessen werden. Das trägt dazu bei, die Belastung der Tiere während der Durchführung des Experiments zu reduzieren.
Kontakt
Prof. Dr. Alexander Gail Leiter der Forschungsgruppe Sensomotorik +49 551 3851-358 Kontakt