workshop neuroinformatics: “informatics in neuroscience”

Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek

Een Nationaal Research Initiatief Hersenen & Cognitie?

Annejet P. Meijlerdirecteur Exacte Wetenschappen

Workshop Neuroinformatics: “Informatics in Neuroscience”

No rights can be claimed from this presentation


FUNDAMENTEN VAN LEVENSPROCESSEN

SYSTEEMBIOLOGIE

COGNITIE EN GEDRAG

HERSENEN & COGNITIE

Van molecuul tot mens

International Neuroinformatics Coordination Facility (INCF)

UITBOUW NWO THEMA´s



EEN THEMA …

… is een soort koepel of paraplu.

… is een wetenschappelijk en/of maatschappelijk aansprekend terrein van wetenschap dat wordt gestimuleerd via een conglomeraat van programmatische en overige activiteiten.

… biedt uitzicht op belangrijke nieuwe wetenschappelijke inzichten en/of technologische doorbraken.

… is dikwijls gebiedsoverschrijdend van karakter.

… is geen subsidie-instrument!

NB. Subsidie-instrumenten zijn:

projecten, programma´s, talent, investeringen,(internationale) centra



Computational Life Sciences

Van molecuul

tot cel

Infectieziekten en vaccins

Biomoleculaire informatica

Neuro-Informatica

Fundamenten van Levensprocessen

SysteembiologieNROG/Genomics

Astrobiologie

Voeding

Mathematische Biologie

Vraagstukken

Data mining

Software engineering

In silico modellen

Imaging

(NMR) Spectroscopie

Technieken

Visualisatie

Neuroimaging

Nanotechnologie

Ontwikkeling van medicijnen

Infectieziekten

Toepassingen

Informatie-verwerking in de hersenen



Real-time volgen van de activiteit van cellen en

netwerken

Lokaal meten en beïnvloeden van expressieniveau van

eiwitten => signaaloverdracht binnen hersenen van

modelorganismen

Achterhalen genetische basis van hersenziektes,

diermodellen voor humane hersenaandoeningen

Nieuwe hersenscantechnieken

Robotica en kunstmatige intelligentie

Computationele modellen van cognitie en gedrag

Slechten Kennisbarrières in de Neurosciences



– Cognitie en gedrag– Mens-machine interactie– Intelligente systemen

Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk OnderzoekExacte Wetenschappen



– Scalability of algorithms– Visualization– Data mining




– Dynamic modeling– Computer as a lab– Knowledge enhancement




– Adaptable software components– Code generation– Verification




Getekend per 1-7-2005

Zwitserland, Finland, Tsjechië, Noorwegen, Zweden, Duitsland, VS, Japan

Voorbereiding van start

Vestigingsplaats Zweden

OECD NEUROINFORMATICA INITIATIEF

International Neuroinformatics Coordination Facility (INCF)

voorwaardelijk…?!

ZonMW, ALW, MagW, (EW..



– Inlopen achterstand– Focus en massa– Vernieuwing en

economische spin off

> 9 thema’s + 50 fte per thema

> + M€ 45 per jaar


Exacte Wetenschappen



Worldwide Integration of Neurosciences

– Neurobiology, Clinical Neurosciences, Behavioural sciences and Cognitive sciences will integrate on basis of common research platforms, such as:

– Brain Imaging to see molecules, structures and functions

– Neuroinformatics to interpret the results from molecule to mind



Genomics

Relatie FvL programma´s

Fundamenten van Levensprocessen

Biomoleculaire Informatica

• onderzoeksvragen vanuit de biologie

• data-mining• M€ 9,0

Van Molecuul tot Cel

• onderzoeksvragen vanuit de biologie

• intracellular phenomena, experimenten

• M€ 8,6


• onderzoeksvragen vanuit de exacte wetenschappen

• modellering, simulatie & visulatie van biologische systemen

• M€ 5,5



Projecten en afstemming binnen thema FvL

aggregatieniveau/schaal

com

ple

xit

ei

t

Genomics

Biomoleculaire Informatica

Van Molecuul tot cel

molecuul tot cel cel tot organisme organisme tot omgeving

Diekmann, Hemerik, Kooi, Kooijman, Olff

Huiskes, De Leeuw, Mulder, Panfilov, Van Pelt

De Gunst, Hogeweg, Hoogeboom, Kaandorp, Peletier, Siebes

Computational Life Sciences (CLS)




…. voor GBE en disciplines

• UITDAGEND

• ONDERSCHEIDEND

• EXTRA BUDGET

Betekenis CLS …

…. op de werkvloer• RUIMTE VOOR SAMENWERKING

• MULTIDISCIPLINAIR

… voor NWO

• NWO THEMA`S

• RUIMTE VOOR ONDERZOEKERS

• BUNDELING VAN KRACHTEN

• WETENSCHAP VOOR DE SAMENLEVING



Multidisciplinair onderzoek 6 NWO thema´s

nieuwe strategienota NWO

NWO-thema´s

SysteembiologieComputational Life

Sciences IIInformatica

Wiskunde



Inhoudelijke kans

De uitdaging waar de levenswetenschappen nu voor staat is om die kennis en inzichten te integreren tot beschrijvingen op systeemniveau door het verbinden van (de kennis van en inzichten in) de onderliggende aggregatieniveaus. Daardoor wordt het mogelijk complexe biologische processen in kaart te brengen.

De grote drijvende krachten achter de realisatie van deze systeembenadering zijn enerzijds de ontwikkelingen in de levenswetenschappen, zoals genomics en proteomics, en anderzijds de ontwikkelingen op het terrein van de wiskunde en informatica.

Definitie:Systeembiologie richt zich op een kwantitatief en voorspellende beschrijving van de netwerken van moleculaire interacties die het functionele gedrag van het complete systeem dragen.

Systeembiologie



Politieke kans

In Nederland

• Belangstelling vanuit de wetenschap én vanuit het bedrijfsleven (Voorbeeld: Science Park Amsterdam onderzoekslijn op het gebied van de systeembiologie in de life sciences).

Op Europees niveau

• Ontwikkelingen op het terrein van Systeembiologie gaande

• SYSMO: internationaal onderzoeksprogramma op het gebied van Systeem Biologie van Micro-Organismen (gefinancierd door NWO en onderzoeksfinanciers Duitsland, Noorwegen, Oostenrijk, Spanje en het Verenigd Koninkrijk.

• ESF: Forward Look Systems Biology waarbij de NL-initiatiefnemers een belangrijke rol spelen; evt. Eurocore

Voor NWO

• Systeembiologie biedt de kans om activiteiten van de NWO-gebieden en van Netherlands Genomics Initiative te integreren

Systeembiologie



Tekst Summerschool

Many properties of entire living systems, ranging from simple unicellular organisms to humans, can be measured, more and more quantitatively. Massive

data sets flood the biological literature. However, many of the functional properties of living systems arise in the nonlinear interactions of the

macromolecules. Consequently, the understanding of the data in terms of the functioning of the molecules, requires much more than a linear analysis. Advanced computational techniques are required to understand both the

functioning of single macromolecules and the emergence of cell, organism and ecosystem function from their interactions. The types of nonlinearities that are

most relevant for biology may benefit from approaches that are completely new, also to numerical mathematics. Accordingly, the new interface between mathematics and biology called computational life sciences, is booming.

Computational Life Sciences (CLS)

workshop neuroinformatics: “informatics in neuroscience”

Documents