Zum Stand der fraktalen Nervenzellsimulation

Zusammenfassung

Im Verlauf der letzten zweieinhalb Jahre haben wir an der Neurochirurgischen Universitätsklinik Bonn Erfahrungen mit der Computersimulation von Neuriten auf fraktaler Basis gesammelt. Wir haben hierzu u.a. ein Werkzeug entwickelt, mit welchem wir eine systematische Annäherung an die simulative Beschreibung neuronaler Interaktionen verifizieren können. Unsere Experimentalplattform ermöglicht es dem Anwender, spezifisches neuro-anatomisches Wissen über Nervenzelltypen in eine Modellierung direkt zu übertragen. Zu diesem Zweck haben wir eine Graphengrammatik eingeführt, mit deren Hilfe einzelne Neuritentypen nicht im Sinne von mathematischen Formeln (vgl. z.B. (Letroumeau, 1979)) oder Wahrscheinlichkeitsfeldern, sondern als Zeichenketten formuliert werden können. Unter Verwendung spezieller Buchstaben aus einem Funktionsalphabet werden „Worte“ gebildet, welche in eindeutiger Weise einzelne Nervenzellen beschreiben. Die sinnvolle Zusammensetzung dieser Zeichensequenzen entsteht als Resultat eines empirisch, evolutionären Anpassungsprozesses seitens des Anwenders. Die so gewonnenen Worte, verbunden mit den entsprechenden Regeln werden zur Generierung eines für den Computer lesbaren Steuercode herangezogen, mit dessen Hilfe eine zur Zeit zweidimensionalen Computergrafik erstellt werden kann.

Da dieses Verfahren als fraktal zu betrachten ist, soll der Schwerpunkt dieses Beitrags auf der Beziehung zwischen Stochastik und Deterministik in den angularen Strukturen dieser Kunstobjekte liegen.