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Theoretische und computerbasierte Neurowissenschaft

Wir entwickeln theoretische Modelle, von der einzelnen Zelle bis zu grossen Netzwerken, um zu verstehen, wie das Gehirn Sinneswahrnehmungen in Verhalten umwandelt.

Wir werden ständig durch das was wir sehen, hören, riechen, schmecken und berühren stimuliert. Unser Gehirn nimmt diese komplexen Sinnesreize wahr und wandelt sie durch sogenannte Input/Output-Funktionen in Handlungen und Gedanken um. Jeder Teil des Gehirns, von der einzelnen Nervenzelle bis zu ganzen Hirnregionen, kann durch solche Funktionen beschrieben werden. Ihre exakte Darstellung hat das Potenzial, unser Leben zu verändern, sowohl durch wirksamere Therapien für psychische Erkrankungen als auch durch bessere Algorithmen für Künstliche Intelligenz.

Input/output
Unser Ziel ist es, mathematisch zu beschreiben, wie das Gehirn Sinneseindrücke auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen in Verhalten übersetzt. Wir beschäftigen uns damit, wie in der Nervenzelle der Empfang von Informationen in Ausgabe-Aktivitäten – elektrochemische Impulse – umgewandelt wird und wie neuronale Netzwerke komplexe Informationen verarbeiten.

Mit theoretischen Tools das Gehirn verstehen lernen
Computer, Stift und Papier sind die Werkzeuge für unsere mathematischen Analysen und Simulationen. Mit ihrer Hilfe wollen wir Antworten auf die zentrale Frage finden, wie das Gehirn Informationen verarbeitet.

Vom Modell zum Experiment und umgekehrt
Mit Simulationen können wir eine Vielzahl unterschiedlichster Szenarien miteinander vergleichen, was mit experimentellen Ansätzen so nicht möglich wäre. Generell sind Experimente für uns sehr wichtig, sie dienen als Grundlage für unsere Modelle. Modelle hingegen sind Inspiration für neue Experimente. Solche kontinuierlichen Feedback-Schlaufen, wo eins auf das andere aufbaut, bringen uns unserem Ziel näher. Mithilfe theoretischer und experimenteller Herangehensweisen versuchen wir den Geheimnissen des Gehirns auf den Grund zu gehen. Dies ist Basis für viele Anwendungsmöglichkeiten, von Gesundheit bis Technologie.

Team

Doktoranden/innen

Aziza Yusupova Biozentrum, Room: 08.046

+41 61 207 73 52

aziza.yusupovaunibasch