I-See
Die Forschung zur Entwicklung von visuellen kortikalen Prothesen begann in Bremen im Rahmen der Creative Unit "I-See", die von 2013 bis 2017 gef?rdert wurde (siehe "Past Projects") und erhielt zus?tzliche Unterstützung als Focus Group am Hanse-Wissenschaftskolleg (HWK, siehe vergangene Projekte). Seit Dezember 2020 f?rdert das European Research Area Network "NEURON" unsere neue Initiative zu "I-See" mit einem internationalen Konsortium von Kooperationspartnern:
Projektkoordinatoren:
Udo Ernst und David Rotermund, Computational Neurophysics Lab / Theoretische Neurophysik, Institut für Theoretische Physik, Universit?t Bremen, Bremen, Deutschland
Projektpartner:
- Christopher Pack, Montreal Neurological Institute, McGill University, Montreal, Kanada
- Dirk Jancke, Optical Imaging Lab, Institut für Neuroinformatik, Bochum, Deutschland
- Michael Herzog, Laboratory of Psychophysics (LPSY), ?cole Polytechnique Lausanne, Lausanne, Schweiz
- Bogdan Draganski, Laboratoire de Recherche en Neuroimagerie (LREN), Centre Hospitalier Universitaire Vaudois, Université de Lausanne, Lausanne, Schweiz
Das Leben vieler Menschen ist durch das Fehlen des Sehsinns stark beeintr?chtigt. Eine M?glichkeit, diesen Personen zu helfen, sind kortikale Prothesen. Um das Sehen wiederherzustellen, wandeln solche Ger?te visuelle Szenen in Muster elektrischer Aktivit?t um, die dann an den visuellen Kortex (typischerweise nach Areal V1) übertragen werden. Bei diesem Ansatz werden Tausende von Elektroden verwendet, von denen jede die Wahrnehmung eines kreisf?rmigen Lichtblitzes (Phosphen) hervorruft.
Unser Projekt evaluiert alternative Ideen, wie zum Beispiel die Stimulation neuronaler Populationen im visuellen Areal V4. Hiermit beabsichtigen wir, spezifischere Wahrnehmungen als Phosphene (z.B. Ecken, Kanten, Kurven) mit einer geringeren Anzahl von aktivierten Stimulationselektroden zu erreichen. Unser zweites Ziel ist es, spontane Aktivierungszust?nde im Kortex zu nutzen, die auch ohne einen visuellen Stimulus existieren. Durch die Entwicklung eines intelligenten Stimulationsalgorithmus, der diese Zust?nde zum richtigen Zeitpunkt verst?rkt, m?chten wir "natürlichere" Wahrnehmungen mit viel geringeren Stimulationsstr?men erzielen.
a) Beispiel für die geplante visuelle Prothese, die eine sparse Repr?sentation von komplexen Bildelementen verwendet, um ein visuelles Perzept zu erzeugen, indem die Stimulation an die Spontanaktivit?t im Kortex angepasst wird. b) Teilnehmende Labore und Kooperationsschema.
Unterstützt durch ein starkes Rückgrat von computergestützten und theoretischen neurowissenschaftlichen Ans?tzen, umfasst unser Projekt die Entwicklung von unterschwelligen Stimulationstechniken bei M?usen, das Testen von neuartigen Stimulationsparadigmen bei nicht-menschlichen Primaten, die Erprobung von “sparser” Stimuluskodierung bei gesunden Menschen und die Evaluation der anatomischen und funktionellen Einschr?nkungen von kortikalen Prothesen bei Blinden.
Dieses Projekt wird vom Europ?ischen Forschungsnetzwerk “NEURON” durch das BMBF (Deutschland), die SNF (Schweiz) und die FRQS/Québec (Kanada), sowie in Bremen durch die Iris und Harmut Jürgens-Stiftung und die Stiftung Bremer Wertpapierb?rse gef?rdert.
