Een Nationaal Research Initiatief Hersenen Cognitie Annejet P

Een Nationaal Research Initiatief Hersenen & Cognitie? Annejet P. Meijler directeur Exacte Wetenschappen Workshop Neuroinformatics: “Informatics in Neuroscience” Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek

UITBOUW NWO THEMA´s FUNDAMENTEN VAN LEVENSPROCESSEN ÞSYSTEEMBIOLOGIE COGNITIE EN GEDRAG ÞHERSENEN & COGNITIE Van molecuul tot mens International Neuroinformatics Coordination Facility (INCF) Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

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 Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

Fundamenten van Levensprocessen Informatieverwerking in de hersenen Data mining Software engineering Ontwikkeling van medicijnen NROG/Genomics Infectieziekten en vaccins Neuroimaging Mathematische Biologie Neuro-Informatica Visualisatie In silico modellen Astrobiologie Systeembiologie Infectieziekten Van molecuul tot cel (NMR) Spectroscopie Nanotechnologie Biomoleculaire informatica Computational Life Sciences Toepassingen Imaging Voeding Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek Technieken No rights can be claimed Vraagstukken from this presentation

Slechten Kennisbarrières in de Neurosciences ü Real-time volgen van de activiteit van cellen en netwerken ü Lokaal meten en beïnvloeden van expressieniveau van eiwitten => signaaloverdracht binnen hersenen van modelorganismen ü Achterhalen genetische basis van hersenziektes, diermodellen voor humane hersenaandoeningen ü Nieuwe hersenscantechnieken ü Robotica en kunstmatige intelligentie ü Computationele modellen van cognitie en gedrag Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

– Cognitie en gedrag – Mens-machine interactie – Intelligente systemen Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek Exacte Wetenschappen Organisatie voor Wetenschappelijk Nederlandse Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

– Scalability of algorithms – Visualization – Data mining Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek Exacte Wetenschappen Organisatie voor Wetenschappelijk Nederlandse Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

– Dynamic modeling – Computer as a lab – Knowledge enhancement Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek Exacte Wetenschappen Organisatie voor Wetenschappelijk Nederlandse Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

– Adaptable software components – Code generation – Verification Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek Exacte Wetenschappen Organisatie voor Wetenschappelijk Nederlandse Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

OECD NEUROINFORMATICA INITIATIEF International Neuroinformatics Coordination Facility (INCF) voorwaardelijk…? ! Getekend per 1 -7 -2005 Zwitserland, Finland, Tsjechië, Noorwegen, Zweden, Duitsland, VS, Japan Voorbereiding van start Vestigingsplaats Zweden Zon. MW, ALW, Mag. W, (EW. . Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

– Inlopen achterstand – Focus en massa – Vernieuwing en economische spin off > 9 thema’s + 50 fte per thema > + M€ 45 per jaar Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek Exacte Wetenschappen No rights can be claimed from this presentation

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 Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

Relatie Fv. L programma´s Fundamenten van Levensprocessen Genomics Biomoleculaire Informatica Van Molecuul tot Cel Computational Life Sciences • onderzoeksvragen vanuit de biologie • data-mining • M€ 9, 0 • onderzoeksvragen vanuit de biologie • intracellular phenomena, experimenten • M€ 8, 6 • onderzoeksvragen vanuit de exacte wetenschappen • modellering, simulatie & visulatie van biologische systemen • M€ 5, 5 Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

Computational Life Sciences (CLS) complexiteit Projecten en afstemming binnen thema Fv. L Diekmann, Hemerik, Kooijman, Olff Huiskes, De Leeuw, Mulder, Panfilov, Van Pelt De Gunst, Hogeweg, Hoogeboom, Kaandorp, Peletier, Siebes Genomics Biomoleculaire Informatica Computational Life Sciences Van Molecuul tot cel molecuul tot cel tot organisme tot omgeving aggregatieniveau/schaal Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

Betekenis CLS … …. op de werkvloer • RUIMTE VOOR SAMENWERKING • MULTIDISCIPLINAIR …. voor GBE en disciplines • UITDAGEND • ONDERSCHEIDEND • EXTRA BUDGET … voor NWO • NWO THEMA`S • RUIMTE VOOR ONDERZOEKERS • BUNDELING VAN KRACHTEN • WETENSCHAP VOOR DE SAMENLEVING Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

Multidisciplinair onderzoek 6 NWO thema´s nieuwe strategienota NWO-thema´s Wiskunde Systeembiologie Informatica Computational Life Sciences II Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

Systeembiologie 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. Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

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 Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation

Computational Life Sciences (CLS) 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. Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek No rights can be claimed from this presentation