Professur
Translationale
Neurotechnologie

Forschungsziele

Der Fokus dieser Professur ist die Untersuchung komplexer kognitiver Hirnleistungen auf der Ebene einzelner Nervenzellen und ihrer Netzwerke. Kognitive Funktionen sind bei vielen neurologischen und psychiatrischen Störungen beeinträchtigt. Über die neuronalen Mechanismen ist sehr wenig bekannt. Unser langfristiges Ziel ist es, zu einem besseren Verständnis der Grundlagen von Hirnerkrankungen beizutragen.

Intelligentes, zielgerichtetes Verhalten wird durch die Interaktion von großen Gruppen von Neuronen in den kognitiven Gehirnzentren wie dem Stirnhirn (präfrontaler Kortex) und dem Scheitelhirn (parietaler Kortex) erzeugt. Wir sind unter anderem sehr daran interessiert, wie wir verhaltensrelevante Informationen verarbeiten, wie wir flexible situationsangepasste Entscheidungen treffen, und wie neuromodulatorische Botenstoffe wie Dopamin diese Funktionen und ihre Schaltkreise regulieren.

Methoden

Wir erforschen die Mechanismen kognitiver Hirnfunktionen in Tiermodellen und direkt beim Menschen. Dazu kombinieren wir eine Vielzahl hochmoderner Methoden wie elektrophysiologische Mehrkanal-Messungen neuronaler Aktivität, lichtgeleitete (optogenetische) Kontrolle definierter Zelltypen und Netzwerke, Fluoreszenzbildgebung sowie rechnergestützte Daten-Analyse und -Modellierung (u.a. maschinelles Lernen). In einem europaweit einzigartigen translationalen Ansatz entwickeln und nutzen wir auch zukunftsweisende Technologien, die in Hirn-Computer-Schnittstellen bei Patienten mit kognitiven und Sprach-Störungen (Aphasie) zur Anwendung kommen können.