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  4. Dr. Robert Schmidt ist neuer Professor für Neural Data Science
© RUB, Marquard

Dr. Robert Schmidt identifiziert neuronale Mechanismen kognitiver Funktionen mit Hilfe von Computermodellen und fortgeschrittenen Datenanalysemethoden

Seit September 2022 ist Robert Schmidt Professor für Neural Data Science an der Fakultät für Informatik und dem Institut für Neuroinformatik. 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 nun auch die neuronalen Mechanismen von kognitiven Funktionen besser verstanden werden.

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.

Schmidt studierte – mit einem Auslandssemester in Australien – Cognitive Science an der Universität Osnabrück, führte sein Studium mit einem Postgraduate Diploma und einem Master in Neuroscience an der University of Otago in Neuseeland fort und promovierte 2010 mit summa cum laude am Bernstein Center for Computational Neuroscience an der Humboldt-Universität zu Berlin. Vor seinem Ruf an die RUB verzeichnete Schmidt zudem Forschungsstationen an der University of Michigan (USA), dem Exzellenzcluster BrainLinks-BrainTools an der Universität Freiburg und an der University of Sheffield (UK).