Biotechnologie Freitag, den 5. 8. 2010 Biologische Datenbanken im Internet Karl-Friedrich Fischbach.

Präsentation zum Thema: "Biotechnologie Freitag, den 5. 8. 2010 Biologische Datenbanken im Internet Karl-Friedrich Fischbach."—  Präsentation transkript:

1 Biotechnologie Freitag, den 5. 8. 2010 Biologische Datenbanken im Internet Karl-Friedrich Fischbach

2 Das Programm des heutigen Vormittags 1.Das Internet als evolutionäres Ereignis (die Konvergenz von Informations- und Neurowissenschaften) 2.Grundlegende Recherchetechniken im Internet 3.Biologische Datenbanken im Internet 4.Konkrete Aufgaben zum bisherigen Kurs und darüberhinaus

3 Das Internet als evolutionäres Ereignis Evolutionäre Zeiträume Im Vergleich zum Alter des Internet

4 Zeitleiste der Erdgeschichte (in Milliarden Jahren) 1 Milliarde Jahre 1m 1 Million Jahre 1mm 1000 Jahre 1µm Die menschliche Kulturgeschichte Primaten Säuger Erste Fische Tiere mit harten Schalen Einzeller Entstehung der Erde ?

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7 Extrapolationen vorhander Entwicklungen sind unzureichend aber notwendig

8 Die Konvergenz der Neurobiologie mit den Informationswissenschaften Das Gehirn als Informationsprozessor Beispiele für Gehirn - Technik Interfaces: –das Cochlear Implantat –das Hirnstamm Implantat –Gedankenumwandlung bei Querschnittsgelähmten

9 Das Gehirn als Informationsprozessor

10 Gehirn - Maschinen - Interfaces 1.Sensorischer Input 2.Motorischer Output

11 Cochlear Implantat: Beispiel für ein Gehirn - Technik Interface:

12 Beispiel für ein Gehirn - Technik Interface: Funktionsweise des Cochlear Implantats 1. Der Sprachprozessor analysiert, digitalisiert und codiert die durch ein Mikrophon aufgenommenen Töne. 2. Diese werden über die Spule auf der Kopfhaut als Radiosignale an das Cochlear Implantat gesendet. 3. Das Cochlear Implantat beliefert den Elektrodenarray in der Schnecke mit elektrischer Energie entsprechend dem empfangenen Signal. 4. Die Elektroden stimulieren den Hörnerv. 5. Dessen elektrische Impulse werden vom Gehirn als Hörinformation ausgewertet.

13 Das Hirnstamm-Implantat Ein Hirnstamm-Implantat ist ein modifiziertes Cochlear Implant; im Gegensatz zum Cochlear Implant wird nicht das Innenohr (Cochlea) elektrisch stimuliert, sondern der erste Hörkern im Hirnstamm. Hierzu wird die Stimulationselektrode auf den ersten Hörkern, den Nucleus cochlearis, positioniert. Auch hier wird die Hörinformation per Radiosignal an das Implantat übertragen.

14 Gehirn - Maschinen - Interfaces 1.Sensorischer Input 2.Motorischer Output

15 Vom Gedanken (dem elektrischen Potential) zur Tat 1.Stephen H. Scott (2006). Converting thoughts into action. Nature 442, 141-142 2.Leight R. Hochberg et al. (2006) Neuronal ensemble control prothetic devices by a human with tetraplegia. Nature 442, 164- 171 3.Gopal Santhanam et al. (2006). A high- performance brain-computer interface. Nature 442, 195-198

16 Vom Gedanken (dem elektrischen Potential) zur Tat 1.Stephen H. Scott (2006). Converting thoughts into action. Nature 442, 141-142 2.Leight R. Hochberg et al. (2006) Neuronal ensemble control prothetic devices by a human with tetraplegia. Nature 442, 164- 171 3.Gopal Santhanam et al. (2006). A high- performance brain-computer interface. Nature 442, 195-198

17 Vom Gedanken (dem elektrischen Potential) zur Tat 1.Stephen H. Scott (2006). Converting thoughts into action. Nature 442, 141-142 2.Leight R. Hochberg et al. (2006) Neuronal ensemble control prothetic devices by a human with tetraplegia. Nature 442, 164- 171 3.Gopal Santhanam et al. (2006). A high- performance brain-computer interface. Nature 442, 195-198

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22 Schlussfolgerungen Direkte Computer - Gehirnverbindungen sind möglich. Prognose: Direkte Computer - Gehirnverbindungen werden (keine zeitliche Festlegung) für die Allgemeinheit entwickelt werden. –Erweiterung der Sensorik –Motorikchips für Prothesenträger –Direktanschluss an Datennetze (Internet, Intranet etc.) – remote control weit entfernter Objekte über direkte sensorische und motorische Anbindung des Gehirns nur eine Frage der Zeit

23 Das Internet als Hilfsmittel für den Biowissenschaftler Finden von Information im Internet biologische Suchmaschinen und Portale Portalseiten von Modellorganismen Literatursuche Arbeiten mit Gen- und Proteindatenbanken im Internet

24 Beispiele für biologische Portalseiten The Tree of Life www.tolweb.org/tree/phylogeny.html Zentrale für Unterrichtsmedien im Internet biologie.zum.debiologie.zum.de (Biologie-Portal) wiki.zum.dewiki.zum.de (Lehrerwiki) unity.zum.de unity.zum.de (Lehrercommunity) The Biology Place www.biology.com National Center for Biotechnology Information www.ncbi.nlm.nih.gov/www.ncbi.nlm.nih.gov/

25 Beispiele für Portalseiten von Modellorganismen Caenorhabditis http://elegans.swmed.edu/ Drosophila http://flybase.org/ Zebrafisch http://zfin.org Arabidopsis http://www.arabidopsis.org/http://www.arabidopsis.org/

26 Beispiele für Portalseiten für Literatursuche im Netz Literatursuchmaschine von Google http://scholar.google.com http://scholar.google.com Publikationen in den Biowissenschaften http://pubmed.com http://pubmed.com ISI Web of Knowledge http://apps.isiknowledge.com/ http://apps.isiknowledge.com/

27 Arbeiten mit Sequenzdatenbanken im Netz Humangenetische Resourcen http://www.genome.gov/10001772 http://www.genome.gov/10001772 National Center for Biotechnology Information http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ Viele spezialisierte Tools von unterschiedlichen Anbietern (über Google auffindbar) Diese Datenbanken werden im Kurs anhand konkreter Recherchebeispiele im Detail besprochen