Informatik/Neuroinformatik Robert Schmidt erkennt neuronale Mechanismen kognitiver Funktionen
Er tut dies mithilfe von Computermodellen und fortgeschrittenen Datenanalysemethoden.
Seit September 2022 ist Dr. Robert Schmidt Professor für Neural Data Science an der Fakultät für Informatik und dem Institut für Neuroinformatik der RUB. Seine Forschung widmet sich den neuronalen Mechanismen kognitiver Funktionen. Dabei greift er auf Analyse- und Computermodellierungstechniken wie dem maschinellen Lernen zurück.
Durch die rasanten technologischen Entwicklungen in den letzten Jahren sind riesige Datenmengen und neue Datenarten in der Neurowissenschaft verfügbar. Beispielsweise kann bald die Aktivität von nicht nur einer Handvoll Nervenzellen, sondern von tausenden Neuronen gleichzeitig gemessen werden. Zusätzlich sind neue Arten von neuralen Signalen verfügbar, die zum Beispiel die Konzentration von besonderen Neurotransmittern wie Dopamin räumlich und zeitlich sehr genau verfolgen können. Durch diese Einblicke in die Aktivität von verschiedenen Netzwerken im Gehirn können wir nun auch die neuronalen Mechanismen von kognitiven Funktionen besser verstehen.
Wir entwickeln Analysemethoden, um sie auf neuronale und verhaltensbezogene Daten anzuwenden und kombinieren sie mit Computermodellen.
Robert Schmidt
Der Haken: Es fehlt an mathematischen Modellen, mit denen man diese neuen und riesigen Datenmengen sinnvoll verarbeiten und in Verbindung mit kognitiven Funktionen bringen kann. Klassische Analysemethoden stoßen an ihre Grenzen und ziehen keinen Nutzen aus den verfügbaren Daten. „Mein Ziel ist es, moderne Methoden zur Analyse von neuronalen Daten zu entwickeln, anzuwenden und mit Computersimulationen von neuronaler Aktivität zu vergleichen, um die neurobiologischen Mechanismen von Motivation, Gedächtnis und Entscheidungsprozessen zu verstehen“, erklärt Robert Schmidt.
Der Fokus liegt dabei auf den neuronalen Mechanismen in präfrontalen und Basalganglien-Schaltkreisen und der Frage, wie der Neuromodulator Dopamin dazu beiträgt. „Wir entwickeln fortschrittliche Analysemethoden, um sie auf neuronale und verhaltensbezogene Daten anzuwenden und kombinieren sie mit Computermodellen. In enger Zusammenarbeit mit experimentellen Forschungsgruppen analysieren und modellieren wir große Datensätze mit elektrophysiologischen Aufzeichnungen“, führt Schmidt aus.
