Masterarbeit über Multikanalstimulation in Closed-loop Experimenten

Das Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik (MPIBK) beschäftigt sich mit dynamischen neuronalen Prozessen, die Gedächtnis erzeugen und verwenden. Um kausale Beziehungen zwischen Eingangssignalen und Verhalten herstellen zu können, muss die Aktivität auf Zwischenstufen der Verarbeitung experimentell reversibel verändert werden.

 Dazu wollen das Fachgebiet Neuronale Informationsverarbeitung der TUB und das MPIBK in Zusammenarbeit ein closed-loop-System aufbauen, das aus einem Echtzeit-Spike-Sorter, einer Echtzeit-Muster-Klassifikation und als letzter Einheit aus einer Mikrostimulationseinheit besteht, die raum-zeitlich strukturierte Reize generiert, ohne das die Ableitung der neuronalen Signale dadurch länger unterbrochen wird. Um diesen letzten Schritt umsetzen zu können, benötigen wir galvanisch getrennte Reizstromquellen, die dynamisch auf 16 Paare von 64 Elektroden verschaltet werden können. Diese Verschaltungen müssen im MHz-Bereich getaktet werden und eine effektive Artefaktvermeidung in den Ableitungen ermöglichen, d.h. Eingänge zu Vorverstärkern müssen bei Umschaltung auf die Reizstromquelle sofort auf Masse gebracht werden.

 Die konkrete Aufgabe für diese Masterarbeit besteht darin, basierend auf einem bestehenden (oder zu verbessernden) Vorverstärkerdesign eine digital ansteuerbare Schaltung zwischen Elektroden und Vorverstärkereingängen zu entwickeln und als Prototyp umzusetzen, zu testen und im Einsatz zu optimieren. Dafür sind gute Grundkenntnisse der Elektronik, insbesondere mit ICs erforderlich. Kenntnisse über die Verstärkung von bioelektrischen Signalen in der Elektrophysiologie können im Rahmen dieser Arbeit gewonnen werden.

 Die/Der erfolgreiche KandidatIN hat reichlich Erfahrung mit dem Aufbauen und Testen von elektronischen Schaltungen und möchte sich in ein anspruchsvolles Themengebiet wie die Elektrophysiologie eindenken und einarbeiten. Die Betreuung für Entwurf und Prototyperstellung erfolgt durch Kollegen der Fachgebiete Elektronik und medizinische Signalverarbeitung (Prof. Reinhold Orglmeister) und Neuronale Informationsverarbeitung (Prof. Klaus Obermayer), die Betreuung im Labor erfolgt durch einen erfahrenen Elektrophysiologen (PD Dr. Matthias Munk). Ihre/Seine Arbeitsumgebung wechselt zwischen Fakultaet IV, TU Berlin (Berlin) und MPI fuer biologischer Kybernetik (Tübingen), wann immer es für ihre/seine Arbeit erforderlich ist.

Abschlussarbeiten

Bitte fragen sie bei Interesse die Abschlussarbeit (Bachelor, Master oder Diplom) in unserer Gruppe zu machen bei Prof. Klaus Obermayer an. Die Abschlussarbeiten sind in der Regel an die aktuellen Forschungsprojekte (siehe Forschung) angebunden.