Prof. Dr. Ad Aertsen

Forschungsschwerpunkte: Mechanismen von Gehirnfunktionen, Analyse und Modellierung neuronaler Aktivität in cortikalen Netzwerken, Hirntheorie, Computational Neuroscience, Brain- Machine Interfaces, Neuroprothesen
Ad Aertsen ist Neurowissenschaftler. Er erforscht die grundlegenden Mechanismen von Gehirnfunktionen und deren neuronale Dynamik. Seine Erkenntnisse setzt er für die Entwicklung von Brain-Machine Interfaces für motorische Neuroprothesen und für die Weiterentwicklung der Forschungsdisziplin Computational Neuroscience ein.
Um Wahrnehmung und Verhalten in Interaktion mit der Außenwelt zu organisieren, muss das Gehirn Höchstleistung vollbringen. Einzelne Nervenzellen und ganze Hirnareale müssen zeitlich und räumlich koordiniert werden. Schwerpunkte der Forschung von Ad Aertsen sind die Messung, Analyse und Modellierung der neuronalen Aktivitätsdynamik in cortikalen und sub-cortikalen Netzwerken. Er hat entdeckt, wie neuronale Netzwerke genau definierte Sequenzen für sinnvolles Verhalten generieren können und hat die Produktion und Wahrnehmung von Sprache erforscht.
Ad Aertsen setzt seine Erkenntnisse für die Weiterentwicklung der Forschungsdisziplin Computational Neuroscience ein. Diese versucht Prinzipien der Hirnfunktion, untersucht in experimentellen Studien an biologischen Gehirnen, in mathematische Modelle zu formulieren und deren Eigenschaften zu untersuchen und zu verstehen. Die Hoffnung ist, dass daraus Anwendungen in der Informatik, der Mikrosystemtechnologie sowie im Verständnis von Hirnerkrankungen hervorgehen werden.
Ein weiteres Ziel ist die Entwicklung von sich adaptiv anpassenden Schnittstellen zwischen dem Gehirn und technischen Systemen. So erforscht Aertsen in Kollaboration mit mehreren Arbeitsgruppen „prothetische Gliedmaßen“, die durch Gehirnaktivität externe Geräte steuern können. Dies können Prothesen oder Kommunikationsmittel sein. In weiteren Arbeiten geht es um die Entwicklung von Implantaten, die direkt ins Gehirn implantiert werden und dort eigenständig agieren. Sie sollen bei Krankheiten wie Parkinson oder Epilepsie das Auftreten von fehlerhaften Nervensignalen erkennen und verhindern.
In früheren Arbeiten erforschte Ad Aertsen das Hören von Katzen und Fröschen. Er setzte dafür die Antworteigenschaften von Nervenzellen im Hörsystem der Tiere in Bezug zu ihrer akustischen Umwelt. Er fand heraus, dass die Antworteigenschaften der Neurone dynamisch sind und sich je nach Reizbedingung ändern, und dass die Antworteigenschaften der Neurone sehr stark durch die Wechselwirkungen im neuronalen Netzwerk geprägt sind.