Institute und Experten

Halbleiterchips und neuronale Systeme können direkt elektrisch gekoppelt werden. Die Forschung dazu schafft die Grundlagen für eine Anwendung solcher hybrider Prozessoren in Hirnforschung, Neuroprothetik und Informationstechnologie. Auf neuronaler Seite werden Ionenkanäle, Nervenzellen und Hirngewebe eingesetzt. Auf elektronischer Seite werden Siliziumchips mit Transistoren und Kondensatoren zur Klärung des Kopplungsmechanismus verwendet. Auf dieser Basis werden komplexe Chips mit über 30.000 Kontakten entwickelt, um neuronale Vorgänge mit höchster räumlicher Auflösung zu studieren.

Wir stellen ein relativ einfaches anorganisches System aus zwei ko-kristallisierenden synthetischen Eisenkomplexen vor, das bemerkenswert komplizierte Elektronenstrukturen aufweist. Grund ist die große Zahl von möglichen Redoxzuständen für die Eisenzentren wie auch die redoxaktiven Liganden. Erstmals wird bei diesem Material auch ein äußerst komplexer reversibler Phasenübergang bei 235 K beobachtet. Wir demonstrieren an diesem Modell, wie man die komplexen Vorgänge, die in ähnlicher Weise durchaus in biologischen Systemen auftreten können, mit komplementären experimentellen Techniken aufklären kann.

Die Nachbildung biologischer Prozesse im Computer bietet die Möglichkeit, durch gezielte virtuelle Störungen neue Effekte vorherzusagen, die dann im Experiment überprüft werden können. Solche Vorhersagen sind für viele praktische Anwendungen sehr nützlich, z.B. für die Entwicklung neuer Medikamente. In der Arbeitsgruppe Bioinformatik wurden in den letzten Jahren verschiedene Entwicklungen vorgenommen, die eine Modellierung von biologischen Prozessen unterstützen, wie z.B. eine Datenbank zur Integration humaner funktioneller Interaktionen (ConsensusPathDB) und das Modellierungssystem PyBioS.

Wie erkennen wir Objekte? Wie interpretieren wir Gesichtsausdrücke? Können wir einem Computer das Sehen beibringen? In diesem Beitrag werden verschiedene Forschungsbereiche der Arbeitsgruppe „Wahrnehmung, Kognition und Handlung“ des Max-Planck-Instituts für biologische Kybernetik vorgestellt. Die Arbeitsgruppe benutzt Methoden aus den Bereichen Computer-Vision, Computer-Grafik und Psychophysik, um fundamentale Wahrnehmungs- und Kognitionsprozesse besser zu verstehen.

Hochdichte, nichtflüchtige Festkörperspeicher stellen sowohl unter technologischen als auch unter physikalischen Aspekten ein interessantes Forschungsgebiet dar. Da die Abmessungen einer einzelnen Speicherzelle deutlich unterhalb von 100 Nanometern liegen müssen, sich aber die Eigenschaften von Speichermaterialien bei solchen geringen Abmessungen auch stark ändern können, stellen die Entwicklung von geeigneten Herstellungsmethoden und die Analyse der Eigenschaften der hergestellten Speicherzellen große Herausforderungen dar. Am MPI für Mikrostrukturphysik sind solche Arbeiten Bestandteil der Forschung zu nanostrukturierten Materialien.