Die Emmy-Noether-Gruppe von Dr. Rose hat sich zum Ziel gesetzt, mithilfe Künstlicher Intelligenz unser Verständnis davon zu vertiefen, wie Verhalten und neuronale Aktivität bei sich frei bewegenden Tieren zusammenwirken. „Dank der Fortschritte in der Aufzeichnungstechnologie für Tierverhalten ist jetzt ein guter Zeitpunkt für diese Forschung. Technologien zur Verfolgung von Tierbewegungen bieten mittlerweile eine bessere räumliche und zeitliche Präzision in 3D, während Gehirnaufzeichnungen von sich frei bewegenden Tieren zunehmend verfügbar sind. Verhalten und Sprache weisen viele Ähnlichkeiten auf: Beide entfalten sich im Laufe der Zeit und enthalten mehrere Bedeutungsebenen. Neuartige Deep-LearningTechniken eignen sich hervorragend, um Muster in der Sprache aufzudecken – und können dasselbe für das Verhalten tun, indem sie uns helfen, subtile Motive zu erkennen, die wir zuvor nicht gesehen haben. Einige dieser Methoden lernen sogar direkt aus den Daten selbst! Wenn wir all dies zusammenführen, können wir nun natürlichere und komplexere Verhaltensweisen in kontrollierten Umgebungen untersuchen und so die Gehirnaktivität noch besser mit dem Verhalten in Verbindung bringen“, erklärt Dr. Rose.
Dr. Rose nutzt ihr Fachwissen in der computergestützten Biologie, um neue Werkzeuge für die Verhaltensforschung zu entwickeln, wobei sie mit verschiedenen Spezies wie Fliegen, Mäusen und Fischen arbeitet. Sie entwickelt innovative DeepLearning-Techniken, die eine automatische Analyse von Bewegungsmustern und neuronalen Prozessen ermöglichen und manuelle Annotationen überflüssig machen. Ihre Arbeit zielt darauf ab, einen robusten Rahmen für das Verständnis der Vielfalt des Tierverhaltens zu schaffen, der in Zukunft die Diagnose und Behandlung von Muskel-Skelett- und Nervenerkrankungen verbessern könnte.
Interdisziplinär vernetzt am Lamarr-Institut
Die Emmy-Noether-Gruppe von Dr. France Rose ist Teil der Arbeitsgruppe rund um Prof. Dr. Jürgen Gall, Principal Investigator am Lamarr-Institut für Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz. Diese Anbindung an eine etablierte Forschungseinheit bietet ideale Bedingungen, um die Ziele des Emmy-NoetherProgramms umzusetzen: herausragenden Nachwuchswissenschaftler*innen früh die Möglichkeit zu geben, eigenständig zu forschen und zugleich in ein exzellentes Forschungsumfeld eingebettet zu sein.
Ein großer Gewinn für den Forschungsstandort Bonn
„Wir freuen uns sehr über die Förderung von Dr. France Rose und die Auszeichnung ihrer herausragenden Forschung“, sagt Dr. Brendan Balcerak Jackson, Geschäftsführer des Lamarr-Instituts an der Universität Bonn. „Das Emmy-NoetherProgramm bietet exzellenten Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern die Möglichkeit, eigenständig zu forschen und frühzeitig Verantwortung zu übernehmen – ein großer Gewinn auch für den Forschungsstandort Bonn.“ Mit ihrer Arbeit verbindet Dr. Rose Grundlagenforschung in der Verhaltensbiologie mit neuesten Methoden des maschinellen Lernens und trägt damit dazu bei, neuronale Prozesse und Entscheidungsmechanismen in bisher unerreichter Präzision zu verstehen.