Ziel
The long-term objective of my lab is the construction of “synthetic” neural networks from biological matter. In this way, we not only will understand how to build sustainable computing architectures but also provide a novel bottom-up approach towards understanding biological neural networks. To make progress in this direction, I ask: What is the minimal assembly of biological components that allows for bio-realistic electrical information processing? Clearly, voltage-sensitive ion channels form the molecular basis for electrical spiking activity in neuronal networks. However, spatial propagation of spikes is not a property inherent to individual ion channels but rather emerges from the arrangement of ion channels along a tubular lipid membrane, the axon. While the reconstitution of functional ion channels outside of living cells has been well established, the propagation of an action potential along a lipid bilayer nanotube has not yet been shown. Similarly, the physical realization of larger, non-living spiking networks using biological matter remains elusive. Here, I propose to move forward from the state-of-the-art by a) Studying action potentials propagating along lipid nanotubes and demonstrating their electrical cable and spiking characteristics b) Understanding the coupling between membrane elasticity and electrical characteristics and how electromechanical coupling remodels and reshapes membranes and nanotube networks. c) Exploiting these remodeling, reshaping, and self-healing abilities for biomimetic molecular mechanisms of information processing. This research is a challenge of enormous complexity. In this proposal, I argue that this challenge can be overcome using recent methodological advances. My preliminary data and my research experience combing electrical engineering, biophysics and synthetic biology will enable this leap in our understanding and design of biological neural networks.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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- Naturwissenschaften Biowissenschaften Neurobiologie
- Naturwissenschaften Biowissenschaften Biophysik
- Naturwissenschaften Informatik und Informationswissenschaften künstliche Intelligenz Computational Intelligence
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
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Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-STG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
24118 Kiel
Deutschland
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.