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Deutsche Forschungsgemeinschaft bewilligt insgesamt rund 25 Millionen Euro für zwei Forschungsverbünde an den Schnittstellen von Technik, Biologie und Medizin
Wie die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) heute mitteilte (Freitag, 27.11.), fördert sie an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) den neuen Sonderforschungsbereich (SFB) 1461 „Neuroelektronik: Biologisch inspirierte Informationsverarbeitung“ mit rund 11,5 Millionen Euro und verlängert den bereits seit 2016 bestehenden SFB 1261 „Biomagnetische Sensorik“ um weitere vier Jahre und eine Fördersumme von ca. 13,5 Millionen Euro. Die interdisziplinären Großforschungsprojekte zu bioinspirierter Informationsverarbeitung und zu Magnetfeldsensoren in der medizinischen Diagnostik sind beide am Forschungsschwerpunkt Kiel, Nano Surface and Interface Science (KiNSIS) der CAU angesiedelt. Die Zusagen stärken damit auch die Nanowissenschaften und Oberflächenforschung in Norddeutschland und stellen wichtige Weichen für die zukünftige wissenschaftliche Ausrichtung der schleswig-holsteinischen Landesuniversität.
„Das ist ein großartiger Erfolg für beide Forschungsverbünde und die Kieler Universität. Die doppelte Zusage der DFG ist ein eindeutiger Beleg für die hier bisher über verschiedene Disziplinen hinweg erbrachte Spitzenforschung – herzlichen Glückwunsch an die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und alle Partnerinstitutionen!“ gratuliert Professorin Simone Fulda, Präsidentin der CAU. „Beide Großprojekte bieten spannende Zukunftspotentiale an den Schnittstellen von Technik, Biologie und Medizin und sind wichtige Bausteine unseres wissenschaftlichen Fundaments in der nächsten Runde der Exzellenzstrategie“, so Fulda weiter.
Sonderforschungsbereich 1461 „Neuroelektronik: Biologisch inspirierte Informationsverarbeitung“
Ziel des SFB 1461 ist es, Erkenntnisse über die Informationswege in Nervensystemen auf die technische Informationsverarbeitung zu übertragen, um zum Beispiel die Muster- und Spracherkennung oder die Energieeffizienz bestehender Systeme zu verbessern. Denn auch wenn Computer immer leistungsfähiger werden, funktioniert das menschliche Gehirn im Vergleich weitaus effizienter, wenn es um kognitive Fähigkeiten wie die Mustererkennung geht. Die Mitglieder des SFB 1461 sind davon überzeugt, dass dies wertvolle biologische Vorbilder sind für eine neue Technologie der Informationsverarbeitung. Einen der Kernbausteine dieser Technologie bilden memristive Bauelemente. Diese elektronischen Speicherbauelemente sind in der Lage, sich durch eine Änderung ihres elektrischen Widerstandes an den Verlauf von elektrischen Signalen zu "erinnern".
Das interdisziplinäre Forschungsfeld erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen den Bereichen Neurowissenschaften, Biologie, Psychologie, Physik, Elektrotechnik, Materialwissenschaften, Netzwerkwissenschaften und nichtlinearer Dynamik. Neben der CAU als Sprecherhochschule sind als weitere tragende Säulen folgende Partnerinstitutionen im SFB beteiligt: Ruhr-Universität Bochum (RUB), Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg (BTU), Technische Universität Ilmenau (TUIL), Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik Frankfurt/Oder (IHP), Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik Kiel (IPN), Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE), Technische Hochschule Lübeck (THL) sowie das University College Cork (UCC), Irland, als internationaler Partner. Von der CAU sind neben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern von KiNSIS auch Mitglieder des Forschungsschwerpunkts Kiel Life Science (KLS) involviert.
„Bei der Entwicklung neuer, innovativer Hardware wollen wir evolutionsbiologische Mechanismen, wie zum Beispiel das Zellwachstum mit einbeziehen. Das ist ein anspruchsvoller Ansatz im Forschungsfeld der bioinspirierten Elektronik und wir erhoffen uns davon wesentliche Fortschritte für zukünftige informationsverarbeitende Systeme“, betont CAU-Professor Hermann Kohlstedt, Sprecher des SFB 1461, die besondere Ausrichtung des Großprojektes. Der SFB soll Voraussetzungen schaffen für eine neue Generation von Computern und Technologien mit Anwendung in der Sensorik, der Robotik, dem Autonomen Fahren, aber auch für die Entwicklung bionischer Prothesen. Grundlegende Vorarbeiten hierzu wurden bereits in der Forschungsgruppe 2093 „Memristive Bauelemente für neuronale Systeme“ geleistet, die seit 2014 von der DFG an der CAU gefördert wird.
Link zu weiteren Informationen zum SFB 1461: https://www.uni-kiel.de/de/detailansicht/news/302-zwei-sfb
Sonderforschungsbereich 1261 „Biomagnetische Sensorik“
Seit 2016 erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Materialwissenschaft, Elektrotechnik und Medizin im SFB 1261 magnetfeldbasierte, hochempfindliche Diagnosemethoden, um Erkrankungen des Herzens und des Gehirns besser detektieren zu können. Als Ergänzung oder Alternative zu den herkömmlichen elektrischen Messverfahren wie Elektrokardiographie (EKG) oder Elektroenzephalographie (EEG) könnten magnetische Messungen eine deutlich bessere räumliche Auflösung ermöglichen, Langzeituntersuchungen erleichtern und damit perspektivisch zum Beispiel in der Epilepsie zu autonom reagierenden Implantatsystemen führen. Denn im Herz wie auch im Gehirn werden durch die elektrischen Ströme auch magnetische Felder erzeugt. Da das menschliche Körpergewebe eine unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit hat, kann es die elektrischen Signale verzerren. Die magnetischen Felder hingegen werden davon nicht beeinflusst und können, anders als bei EKG oder EEG, ohne direkten Hautkontakt gemessen werden. Allerdings sind magnetische Felder extrem schwach und werden leicht durch äußere Signale gestört, was komplexe Anforderungen an die Magnetfeldsensoren und die Signalverarbeitung stellt.
„Die erneute Förderung der DFG zeigt, dass wir mit dem einzigartigen Forschungsansatz, den wir in Kiel schon seit mehreren Jahren verfolgen, auf einem erfolgsversprechenden Weg sind“, so SFB-Sprecher Professor Eckhard Quandt. „Mit den bisherigen, vielversprechenden Ergebnissen haben wir eine international sichtbare Kompetenz erlangt. Wenn es uns gelingt, die Konzepte dieser hochempfindlichen Magnetsensoren für einen breiten medizinischen Einsatz weiterzuentwickeln, ließen sich damit kardiologische oder neurologische Krankheiten detektieren, die mit elektrischen Messungen bisher nicht erkannt werden können“, blickt der Professor für Anorganische Funktionsmaterialien an der Technischen Fakultät voraus. Nachdem die SFB-Mitglieder in der ersten Förderphase entscheidende Erfolge im Hinblick auf die Empfindlichkeit der Sensoren erzielen konnten, wollen sie die Ergebnisse jetzt noch stärker in die Anwendung bringen. Dazu werden weitere Medizinerinnen und Mediziner sowie das Unternehmen Boston Scientific, internationaler Marktführer im Bereich der tiefen Hirnstimulation, den interdisziplinären Verbund verstärken sowie das Deutsche Museum München. Neben der CAU sind auch das Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH), das Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie in Itzehoe (ISIT) und das Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik Kiel (IPN) an dem SFB beteiligt.
Link zu weiteren Informationen zum SFB 1261: https://www.uni-kiel.de/de/detailansicht/news/302-zwei-sfb
Fotos stehen zum Download bereit:
http://www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2020/302-SFB-1461-1.jpg
Bildunterschrift: Effizienter als Computer: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschen im SFB 1461, welche Arbeitsweisen des Gehirns sich auf die technische Informationsverarbeitung übertragen lassen.
© Pixabay
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Bildunterschrift: Eckhard Quandt, seit 2016 Sprecher des SFB 1261 und seit Oktober 2020 Vizepräsident für Forschung an der CAU, vor dem Reinraum der Technischen Fakultät, in dem zentrale Bauelemente der Kieler Nanoforschung entwickelt werden.
© Claudia Eulitz, Uni Kiel
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Bildunterschrift: Mit Magnetfeldsensoren könnten sich Herz- und Hirnaktivitäten noch genauer messen lassen als mit elektrischen Messverfahren.
© Viktor Schell
http://www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2020/302-Nanolabor.jpg
Bildunterschrift: Im Reinraum des Kieler Nanolabors an der CAU werden funktionale Nano- und Mikrostrukturen für den Forschungsschwerpunkt KiNSIS entwickelt.
© Julia Siekmann, Uni Kiel
Professor Dr.-Ing. Eckhard Quandt
Sprecher des SFB 1261 „Biomagnetische Sensorik“ an der CAU
Institut für Materialwissenschaft
Lehrstuhl für Anorganische Funktionsmaterialien
Vizepräsident der CAU
Universität Kiel
Tel.: +49 431 880-6203
E-Mail: eq@tf.uni-kiel.de
Web: http://www.sfb1261.de/index.php/en/
Professor Dr. Hermann Kohlstedt
Sprecher des SFB 1461 „Neuroelektronik: Biologisch inspirierte Informationsverarbeitung“
Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik
Leiter Arbeitsgruppe Nanoelektronik
Universität Kiel
Tel.: +49 431 880-6075
E-Mail: hko@tf.uni-kiel.de
https://www.uni-kiel.de/de/detailansicht/news/302-zwei-sfb Link zur Pressemeldung
Effizienter als Computer: Im SFB 1461 erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wie sich ...
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Mit Magnetfeldsensoren könnten sich Herz- und Hirnaktivitäten noch genauer messen lassen als mit ele ...
Viktor Schell
Viktor Schell
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Biology, Electrical engineering, Materials sciences, Medicine
transregional, national
Cooperation agreements, Research projects
German
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