Reply [EXM, STAR: REY] gibt den Beginn einer Zusammenarbeit mit der Abteilung für medizinisch-chirurgische Pathophysiologie und Transplantation der Universität Mailand bekannt. Beteiligt sind außerdem das „Centro Dino Ferrari“ der Universität Mailand sowie das „Policlinico di Milano“. Ziel der Kooperation ist eine neue Forschungs- und Versuchsinitiative im Bereich des Biocomputing. Im Rahmen des Projekts werden innovative Ansätze für Lernen und Informationsverarbeitung durch die Integration biologischer Systeme und digitaler Technologien untersucht.
Im Mittelpunkt der Initiative steht der Computer CL1 des australischen Biotechnologieunternehmens Cortical Labs. Im Gegensatz zu herkömmlichen siliziumbasierten Rechnerarchitekturen nutzt diese Technologie die Verarbeitungskapazitäten lebender menschlicher Neuronen, die mit Softwaresystemen gekoppelt sind. Die CL1-Plattform umfasst rund 800.000 Neurone, die Eingaben empfangen, Informationen verarbeiten und Ausgaben in Form elektrischer Aktivität erzeugen. Dadurch ist eine direkte Interaktion zwischen Software und biologischer Intelligenz möglich.
Frühere Studien von Cortical Labs zeigen, dass neuronale Kulturen Lernaufgaben wie das Spiel Pong innerhalb weniger Minuten und mit deutlich weniger Trainingsbeispielen als klassische KI-Systeme erlernen können. Aufbauend darauf untersucht das gemeinsame Forschungsprojekt von Reply und der Universität Mailand mehrere zentrale Fragestellungen: die Lerndynamik biologischer Neuronen, deren Energieeffizienz im Vergleich mit traditionellen Rechnerarchitekturen und die Robustheit, Reproduzierbarkeit sowie die langfristige Stabilität neuronbasierter Computersysteme.
„Diese Initiative markiert den Beginn eines Forschungsprogramms zur Erkundung neuer Rechenparadigmen. Unser Ziel ist es, deren potenzielle praktische Wirkung zu bewerten und ihre Implikationen im Hinblick auf Lösungen und Nutzen für Organisationen zu verstehen“, erklärt Filippo Rizzante, CTO von Reply.
„Diese Zusammenarbeit eröffnet ein neues Kapitel in der Erforschung biologischer Rechenverfahren“, fügt Prof. Stefania Corti hinzu, Professorin für Neurologie an der Universität Mailand und Direktorin für neuromuskuläre und seltene Erkrankungen am Policlinico di Milano. „Die Integration aktiver Neuronen in digitale Systeme schafft bislang beispiellose Möglichkeiten, Lernmechanismen und neuronale Plastizität zu untersuchen – mit potenziellen Auswirkungen sowohl auf die neurowissenschaftliche Forschung als auch auf rechnergestützte Innovationen.“
Prof. Linda Ottoboni, Forscherin an der Abteilung für medizinisch-chirurgische Pathophysiologie und Transplantation der Universität Mailand kommentiert: „Die Arbeit mit biologischen Neuronen in einem rechnergestützten Kontext erlaubt es uns, grundlegende Fragen zur Verarbeitung und Anpassung von Informationen durch neuronale Netzwerke zu untersuchen. Dieses interdisziplinäre Projekt verbindet neurowissenschaftliche Expertise mit modernsten Technologien und trägt so dazu bei, unser Verständnis biologischer Intelligenz weiterzuentwickeln.“
„Die CL1-Plattform bietet eine einzigartige Option, die physiologische Dynamik neuronaler Netzwerke in einer kontrollierten rechnergestützten Umgebung zu untersuchen“, sagt Prof. Carlo Capelli, ordentlicher Professor für Physiologie an der Abteilung für medizinisch-chirurgische Pathophysiologie und Transplantation der Universität Mailand. „Ein besseres Verständnis der Informationsverarbeitung biologischer Systeme auf zellulärer Ebene kann neue Perspektiven für die integrative physiologische Forschung eröffnen.“
„Aus biomechanischer und physiologischer Sicht versetzt uns dieses Projekt in die Lage, die Energieeffizienz biologischer Rechenprozesse mit künstlichen Systemen zu vergleichen. Das Potenzial zur Untersuchung adaptiver Mechanismen in lebenden neuronalen Netzwerken ist bemerkenswert. So lassen sich die Ergebnisse einfacher dynamischer Gleichgewichtsexperimente beispielsweise mit einer deutlich geringeren Anzahl „biologischer“ Neuronen erzielen.“, fasst Prof. Alberto Minetti, Professor für Physiologie und Biomechanik an der Universität Mailand, zusammen.
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Universität Mailand – Abteilung für Pathophysiologie und Transplantation
Die Abteilung für Pathophysiologie und Transplantation der Universität Mailand ist ein Kompetenzzentrum für biomedizinische Forschung mit Schwerpunkt auf translationaler Medizin. Die Aktivitäten reichen von der Zellphysiologie über die Neurowissenschaften bis hin zur Entwicklung fortschrittlicher therapeutischer Strategien. Das Ziel besteht darin, wissenschaftliche Entdeckungen in klinische und technologische Innovationen umzusetzen. Beteiligte Forscher: Prof. Stefania Corti und Prof. Linda Ottoboni, Dino Ferrari Center, Universität Mailand, Fondazione IRCCS Ca“ Granda Ospedale Maggiore Policlinico, Mailand, Italien.
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- Biocomputing (Wikipedia)
Biocomputing steht für bzw. bezieht sich auf: DNA-Computer, ein Computer, der Desoxyribonukleinsäure verwendet Bioinformatik, eine Wissenschaft, die sich mit biologischen Daten befasst - Computer (Wikipedia)
Ein Computer (englisch; deutsche Aussprache [kɔmˈpjuːtɐ]) oder Rechner ist ein Gerät, das mittels programmierbarer Rechenvorschriften Daten verarbeitet. Dementsprechend werden vereinzelt auch die abstrahierenden beziehungsweise veralteten, synonym gebrauchten Begriffe Rechenanlage, Datenverarbeitungsanlage oder elektronische Datenverarbeitungsanlage sowie Elektronengehirn verwendet. Charles Babbage und Ada Lovelace (geborene Byron) gelten durch die von Babbage 1837 entworfene Rechenmaschine Analytical Engine als Vordenker des modernen universell programmierbaren Computers. Konrad Zuse (Z3, 1941 und Z4, 1945) in Berlin, John Presper Eckert und John William Mauchly (ENIAC, 1946) bauten die ersten funktionstüchtigen Geräte dieser Art. Bei der Klassifizierung eines Geräts als universell programmierbarer Computer spielt die Turing-Vollständigkeit eine wesentliche Rolle. Sie ist benannt nach dem englischen Mathematiker Alan Turing, der 1936 das logische Modell der Turingmaschine eingeführt hatte. Die frühen Computer wurden auch (Groß-)Rechner genannt; ihre Ein- und Ausgabe der Daten war zunächst auf Zahlen beschränkt. Zwar verstehen sich moderne Computer auf den Umgang mit weiteren Daten, beispielsweise mit Buchstaben und Tönen. Diese Daten werden jedoch innerhalb des Computers in Zahlen umgewandelt und als solche verarbeitet, weshalb ein Computer auch heute eine Rechenmaschine ist. Mit zunehmender Leistungsfähigkeit eröffneten sich neue Einsatzbereiche. Computer sind heute in allen Bereichen des täglichen Lebens vorzufinden, meistens in spezialisierten Varianten, die auf einen vorliegenden Anwendungszweck zugeschnitten sind. So dienen integrierte Kleinstcomputer (eingebettetes System) zur Steuerung von Alltagsgeräten wie Waschmaschinen und Videorekordern oder zur Münzprüfung in Warenautomaten; in modernen Automobilen dienen sie beispielsweise zur Anzeige von Fahrdaten und steuern in „Fahrassistenten“ diverse Manöver selbst. Universelle Computer finden sich in Smartphones und Spielkonsolen. Personal Computer (engl. für persönliche Computer, als Gegensatz zu von vielen genutzten Großrechnern) dienen der Informationsverarbeitung in Wirtschaft und Behörden sowie bei … - forschung (Wikipedia)
Unter Forschung versteht man, im Gegensatz zum zufälligen Entdecken, die systematische Suche nach neuen Erkenntnissen sowie deren Dokumentation und Veröffentlichung. Publiziert wird überwiegend als wissenschaftliche Arbeit in relevanten Fachzeitschriften und/oder über die Präsentation bei Fachtagungen. Forschung und Forschungsprojekte werden im wissenschaftlichen und industriellen, aber auch im künstlerischen Rahmen betrieben. - Neuronen (Wikipedia)
Eine Nervenzelle, auch Neuron (von altgriechisch νεῦρον neũron „Flechse, Sehne, Nerv“) genannt, ist eine auf Erregungsleitung und Erregungsübertragung spezialisierte Zelle, die als Zelltyp in Gewebetieren und damit in nahezu allen vielzelligen Tieren vorkommt. Die Gesamtheit aller Nervenzellen eines Tieres bildet zusammen mit den Gliazellen das Nervensystem. Eine typische Säugetier-Nervenzelle hat einen Zellkörper und Zellfortsätze zweierlei Art: die Dendriten und den Neuriten bzw. das Axon. Die verästelten Dendriten nehmen vornehmlich Erregung von anderen Zellen auf. Der von Gliazellen umhüllte Neurit eines Neurons kann über einen Meter lang sein und dient zunächst der Fortleitung einer Erregung dieser Zelle in die Nähe anderer Zellen. Dabei wird eine Spannungsänderung über den Fortsatz weitergeleitet, indem kurzzeitige Ionenströme durch besondere Kanäle in der Zellmembran zugelassen werden. Die Enden der Axonen stehen über Synapsen in Kontakt zu anderen Nervenzellen, Muskelzellen (neuromuskuläre Endplatte) oder zu Drüsenzellen. An ihnen wird die Erregung selten unmittelbar elektrisch weitergegeben, sondern meist mittels Botenstoffen (Neurotransmittern) chemisch übertragen. Einige Nervenzellen können auch Signalstoffe in die Blutbahn abgeben, z. B. modifizierte Neuronen im Nebennierenmark oder im Hypothalamus als Sekretion von Neurohormonen. Schätzungen nach besteht das menschliche Gehirn bei einer Masse von anderthalb Kilogramm aus fast neunzig Milliarden Nervenzellen und etwa ähnlich vielen Gliazellen. Die Nervenzelle ist die strukturelle und funktionelle Grundeinheit des Nervensystems. Ihre Bezeichnung als Neuron geht auf Heinrich Wilhelm Waldeyer (1881) zurück.
