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Dr. Philipp Hövel ist neuer Nachwuchsgruppenleiter am Bernstein Zentrum Berlin

28.02.2011 - (idw) Nationales Bernstein Netzwerk Computational Neuroscience

Im Bernstein Zentrum für Computational Neuroscience Berlin (BCCN Berlin) wurde die Nachwuchsgruppenleiterstelle besetzt, die zur zweiten Förderperiode des Zentrums an der Technischen Universität Berlin (TU Berlin) eingerichtet worden ist. Dr. Philipp Hövel vom Institut für Theoretische Physik der TU Berlin hat nun die Position als Leiter der Nachwuchsgruppe "Nonlinear Dynamics and Control in Neuroscience" angenommen und forscht und lehrt seit Februar 2011 am Institut für Theoretische Physik der TU Berlin und am BCCN Berlin. Philipp Hövel studierte Physik und Mathematik an der TU Berlin. Während des Studiums verbrachte er ein Jahr als Fulbright-Stipendiat an der Duke University in Durham, USA. Er promovierte 2009 zum Thema Kontrolle in nichtlinearen Systemen mit Zeitverzögerung in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. E. Schöll, PhD, am Institut für Theoretische Physik der TU Berlin.

Die Forschungsinteressen von Dr. Hövel liegen in den Bereichen Nichtlineare Dynamik und Kontrolle, mit einer starken Anbindung an die Neurowissenschaften und an Netzwerke. Dabei besteht ein besonderes Interesse, die Ursache für Synchronisationsvorgänge in Netzwerken wie z.B. dem neuronalen Netzwerk des Gehirns, und die Effekte von Zeitverzögerungen innerhalb dieser Netzwerke herauszufinden. Synchronisation und Zeitverzögerung, die beispielsweise durch Laufzeitunterschiede bei Netzwerkverbindungen auftreten, sind wichtige Mechanismen für das Zusammenspiel von Komponenten in Netzwerken. Dabei zeigen sich verschiedene Formen der Synchronisation sowohl bei bestimmten gesunden als auch pathologischen Zuständen des Gehirns. Eine Beeinflussung von unerwünschten Synchronisationszuständen ist erst möglich, wenn die Ursachen dafür verstanden sind und entsprechende Kontrollmethoden entwickelt wurden. Mittels nichtlinearer Dynamik können nun mathematische Modellgleichungen zur Klassifizierungen von Systemen, wie zum Beispiel Netzwerken, entwickelt werden. Die Herausforderung besteht darin, zu einem Experiment, etwa zur Funktion eines kleinen neuronalen Netzwerks, den passenden Typ mathematischer Modellgleichung zu entwickeln und zu analysieren. Entsprechen sich die Parameter im Experiment und in der mathematischen Gleichung, so kann im Modell bestimmt werden, welcher Parameter variiert werden muss, um einen gewünschten Zustand einzustellen, d.h. eine gewünschte Wirkung zu erzielen. Das Modell kann dazu beitragen, Parameter bestimmter pathologischer Zustände zu bestimmen und die notwendigen Änderungen dieser Parameter zu definieren. Im Experiment kann diese Veränderung dann umgesetzt und geprüft werden, ob die gewünschte Verbesserung eingetreten ist. Auf lange Sicht könnte dies dazu beitragen Krankheitszustände effizienter zu behandeln.

Dieses Forschungsgebiet bietet hervorragende Kooperationsmöglichkeiten mit experimentellen und klinischen Partnern im BCCN Berlin und für die Weiterentwicklung der rein theoretischen Ansätze am Institut für Theoretische Physik der TU Berlin, dem Dr. Hövel ebenfalls angehören wird.

Neben seiner Forschungstätigkeit wird Dr. Hövel das Masterprogramm Computational Neuroscience des BCCN Berlin durch Vorlesungen und Tutorien im Bereich theoretische Physik und Mathematik unterstützen.

Das BCCN Berlin ist ein Verbundforschungsprojekt zum Thema Hirnforschung an dem die Humboldt-Universität zu Berlin, die Charité Universitätsmedizin Berlin, die Technische Universität Berlin, die Freie Universität Berlin, die Universität Potsdam und das Max-Delbrück-Centrum beteiligt sind. Es befindet sich in der zweiten fünfjährigen Förderphase, ist Teil des nationalen Bernstein Netzwerks Computational Neuroscience (NNCN) und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziert. Benannt wurde das Bernstein Zentrum nach dem deutschen Physiologen Julius Bernstein, der die erste biophysikalische Erklärung für die Informationsweiterleitung in den Nervenzellen durch elektrische Ströme, die Membrantheorie, lieferte. Das BCCN Berlin möchte durch die neue Nachwuchsgruppe und die daraus resultierenden internen Kooperationen seine Kompetenz im theoretischen und physikalischen Bereich verstärken.


Text: Margret Franke Weitere Informationen: http://www.bccn-berlin.de - Bernstein Zentrum Computational Neuroscience Berlin http://www.nncn.de - Nationales Bernstein Netzwerk Computational Neuroscience
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