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Allgemein | 19 April 2006

IC-Layout bringt Erkenntnisse für Hirnforscher

Der Biologe Dmitri Chklovskii hat sich mit Techniken des Chip-Layouts beschäftigt
Auf dem 'International Symposium on Physical Design' (ISPD) hielt Chklovskii, Professor am Cold Spring Harbor Laboratory in New York, einen Vortrag zum Thema 'Placement und Routing-Optimierung im Gehirn'. Dabei erläuterte er, wie Forscher unter Anwendung von Regeln für das Routing der Leitungen und unter Berücksichtigung von Randbedingungen und Kostenfaktoren das neuronale Layout des Gehirns von C. elegans, eines relativ einfachen kleinen Wurms mit 279 Neuronen, abgeleitet hatten.

"Viele physische Ausgestaltungen des Gehirns lassen sich als Lösungen für eine Constraint-Optimierung ansehen", erklärte Chklovskii. Zwei Dinge fielen dem Wissenschaftler besonders auf: Das neuronale Layout des Wurms war auf eine Minimierung der 'Verdrahtungslänge' für alle denkbaren Verbindungen ausgelegt. Und die kleinen, mit einem hohen Störsignalpegel behafteten Synapsen bewirkten eine Maximierung der Speicherkapazität pro Volumeneinheit.

Die Techniken für das Design komplexer VLSI-Schaltkreise könnten daher die Hirnforschung voranbringen, erklärte Chklovskii. Nach seiner Auffassung liegt das Gehirn zwischen Sensor-Eingängen und Steuerungs-Ausgängen. Diese Anordnung könne man mit der Anordnung der I/O-Pins eines IC vergleichen. Signale erreichen das Gehirn, werden dort verarbeitet und über ein Netz von Neuronen weitergeleitet, die durch Synapsen miteinander verbunden sind.

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