Ein informationstheoretischer Zugang zur Verarbeitung von Stimuli im olfaktorischen System II

• Antragsteller: Professor Dr. Rudolf Mathar; Professor Dr. Marc Spehr
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 214286491

Biologische Kommunikations- und Informationssysteme sind über Millionen von Jahren entstanden. Obwohl sie unter vollständig anderen Bedingungen als jüngst entwickelte technische Kommunikationssysteme optimiert wurden, unterliegen beide denselben informationstheoretischen Prinzipien. In dem vorliegenden Vorhaben sollen handhabbare Kanalmodelle entwickelt werden, die den Informationsfluss und die Signalverarbeitung in zellulären und neuronalen Systemen beschreiben. In Organismen werden Informationskanäle durch ineinandergreifende chemische und elektrische Stimuli gebildet. Ein typisches, analytisch noch fassbares System ist der Geruchssinn von Säugetieren. Mausmodelle werden verwendet, um die grundlegenden Prinzipien des Informationsaustauschs zwischen sensorischen Neuronen und dem Gehirn mit informationstheoretischen Methoden zu untersuchen. Massive Parallelität, optimale Quantisierung und Informationsfusion bilden die wichtigsten Herausforderungen. Zwei Hauptziele werden in diesem Vorhaben angestrebt. Zum einen erhalten Biologen analytische Modelle, um Aspekte neuronaler Prozesse auf rein numerischer Basis zu simulieren. Zum anderen werden Funktionalitäten biologischer Informationsübertragung untersucht, grundlegende Prinzipien identifiziert und brauchbare Charakteristika auf technische Systeme übertragen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1395: Informations- und Kommunikationstheorie in der Molekularbiologie (InKoMBio)
• Beteiligte Person: Professorin Dr.-Ing. Anke Schmeink