Upload
adalhaid-abitz
View
103
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Biotechnologie
Freitag, den 5. 8. 2010
Biologische Datenbanken im Internet
Karl-Friedrich Fischbach
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
Das Internet als evolutionäres Ereignis
• Evolutionäre Zeiträume
• Im Vergleich zum Alter des Internet
Zeitleiste der Erdgeschichte(in Milliarden Jahren)
1 Milliarde Jahre <-> 1m 1 Million Jahre <-> 1mm
1000 Jahre <-> 1µm
Die menschliche Kulturgeschichte
PrimatenSäugerErste FischeTiere mit harten Schalen
Einzeller
Entstehung der Erde
?
Extrapolationen vorhander Entwicklungen sind unzureichend aber notwendig
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
Das Gehirn als “Informationsprozessor”
Gehirn - Maschinen - Interfaces
1. Sensorischer Input
2. Motorischer Output
Cochlear Implantat: Beispiel für ein Gehirn - Technik Interface:
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.
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.
Gehirn - Maschinen - Interfaces
1. Sensorischer Input
2. Motorischer Output
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
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
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
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
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
Beispiele für biologische Portalseiten
The Tree of Lifewww.tolweb.org/tree/phylogeny.html
Zentrale für Unterrichtsmedien im Internetbiologie.zum.de (Biologie-Portal)wiki.zum.de (Lehrerwiki)
unity.zum.de (Lehrercommunity)
The Biology Place www.biology.com
National Center for Biotechnology Information www.ncbi.nlm.nih.gov/
Beispiele für Portalseiten von Modellorganismen
Caenorhabditishttp://elegans.swmed.edu/
Drosophilahttp://flybase.org/
Zebrafischhttp://zfin.org
Arabidopsis http://www.arabidopsis.org/
Beispiele für Portalseiten für Literatursuche im Netz
• Literatursuchmaschine von Googlehttp://scholar.google.com
• Publikationen in den Biowissenschaftenhttp://pubmed.com
• ISI Web of Knowledgehttp://apps.isiknowledge.com/
Arbeiten mit Sequenzdatenbanken im Netz
• Humangenetische Resourcenhttp://www.genome.gov/10001772
• National Center for Biotechnology Informationhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/
• Viele spezialisierte Tools von unterschiedlichen Anbietern (über Google auffindbar)
Diese Datenbanken werden im Kurs anhand konkreterRecherchebeispiele im Detail besprochen