19. April 2024

Pierre Ekelmans promoviert in theoretischen Neurowissenschaften

Vorhersage der Aktivität von erregend-hemmenden Netzwerken

Der erste CMMS-Doktorand hat seine Promotion erfolgreich abgeschlossen. Am 19. April 2024 verteidigte Ekelmans seine Doktorarbeit im Bereich der computergestützten Biowissenschaften an der Universität Bonn. Er forschte im Labor von FIAS-Fellow Tatjana Tchumatchenko, das sich mit der theoretischen Analyse neuronaler Dynamik beschäftigt.

In seiner Doktorarbeit entwickelte Ekelmans ein vereinfachtes mathematisches Modell, um die Aktivität in erregenden und hemmenden neuronalen Netzwerken vorherzusagen.

Die Aktivität in solchen Netzen lässt sich durch Simulation oder mit Hilfe aufwendiger mathematischer Methoden bestimmen. Ekelmans fokussierte sich jedoch darauf, einen einfachen und nachvollziehbaren mathematischen Rahmen zu schaffen, der die Aktivitätsmuster neuronaler Netze qualitativ und quantitativ erfassen kann. Dank dieses vereinfachten Modells können Aktivitätsmuster in kleinen neuronalen Schaltkreisen untersucht werden, und es können präzise Bedingungen für Parameter mit verschiedenen Eigenschaften abgeleitet werden.

Dieser Ansatz verdeutlicht die Mechanismen, die den von neuronalen Netzen für Erregung und Hemmung durchgeführten Transformationen zugrundliegen, wodurch die Analyse solcher Systeme verständlicher wird.

"Ich hoffe, dass diese Ergebnisse den Grundstein für die Untersuchung größerer neuronaler Systeme legen", so der frischgebackene Doktor. "Ich glaube, dass die vollständige Charakterisierung lokaler modularer neuronaler Schaltkreise die Grundlage für ein tiefgreifendes Verständnis der Art und Weise liefert, wie das Gehirn komplexe Berechnungen durchführt, an denen viele solcher Schaltkreise beteiligt sind".

Pierre Ekelmans hat nun eine Stelle im Bereich der Automatisierung von Zulassungsprozessen bei LORENZ Life Sciences angetreten.

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Pierre Ekelmans Promotion
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