Architektonik und Hirnfunktion
Ziel der Arbeitsgruppe "Architektonik und Hirnfunktion" ist es, ein neues Verständnis der Gliederungsprinzipien des menschlichen Gehirns zu erlangen und besser zu verstehen, wie Hirnstruktur mit Funktion und Verhalten zusammenhängen.
Dazu analysieren wir die Architektonik auf zellulärer Ebene, die Zytoarchitektur, unter Anwendung modernster Methoden der Bildanalyse, Statistik und des Deep learning. Dazu haben wir über viele Jahre Gewebeschnitte angefertigt, drei-dimensional rekonstruiert und in einen Atlas eingefügt und Methoden entwickelt, diese quantitativ auszuwerten.
Unser Ziel ist die Kartierung und Analyse von Arealen der Hirnrinde sowie tiefer gelegener Kerngebiete.
Wir untersuchen den Zusammenhang der Architektonik mit genetischen, molekularen, funktionellen Gliederungsprinzipien und der Verbindungsstruktur.
Wir analysieren die Beziehungen des makroskopischen Hirnbaus und der mikrostrukurellen Gliederung mit Hilfe von Deformationsbasierter Morphometrie, z.B. während der Alterung und bei Hirnerkrankungen.
Wir erforschen die Unterschiede in der Architektonik zwischen den Gehirnen – die interindividuelle Variabilität. Diese Variabilität wird in sog. Wahrscheinlichkeitskarten erfasst, die Unterschiede der Areale in Größe und Lage zeigen. Sie bilden die Basis für unseren drei-dimensionalen Hirnatlas, Julich-Brain.
Diese Hirnkarten sind Grundlage für viele Anwendungen und werden über folgende Atlanten und Tools bereitgestellt:
- Sie sind Referenzdaten im Human Brain Atlas des Human Brain Projects und seiner Infrastruktur EBRAINS
- Über die Anatomy toolbox können sie direkt mit Befunden aus der funktionellen Bildgebung verknüpft werden.
BigBrain
Unser hoch aufgelöstes 3D-Modell eines menschlichen Gehirns auf der Grundlage von 7404 Gewebeschnitten steht im Zentrum des deutsch-kanadische Helmholtz International Lab
HIBALL. Mit unseren kanadischen Partnern von
CIFAR und
MILA sowie von
Helmholtz AI entwickeln wir neue Deep Learning Methoden und nutzen Supercomputing zur Analyse von Daten im Petabyte-Bereich (
Joint Lab SMHB).
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JuGEx
Software zur Analyse der Genexpression in zytoarchitektonischen Arealen.
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