Forschungskonzept

Menschliche Kommunikation gehört zu den komplexesten und grundlegendsten Funktionen des Gehirns. Jedes Gespräch erfordert das nahtlose Zusammenspiel mehrerer neurobiologischer Systeme, darunter sensorische, motorische, kognitive, affektive, prädiktive und autonome Systeme, die es uns ermöglichen, Kommunikation in sich ständig verändernden Umgebungen wahrzunehmen, zu interpretieren, zu produzieren und flexibel anzupassen. Im NeuroComm Lab untersuchen wir, wie diese miteinander interagierenden Systeme über die gesamte Lebensspanne hinweg erfolgreiche menschliche Kommunikation ermöglichen.

Unser Forschungskonzept basiert auf der Annahme, dass Kommunikation aus dynamischen Interaktionen auf mehreren neurobiologischen Ebenen entsteht. Wir untersuchen, wie Kommunikation im individuellen Gehirn repräsentiert und koordiniert wird, wie sich neuronale Aktivität zwischen interagierenden Gehirnen synchronisiert und wie Kommunikation durch wechselseitige Interaktionen zwischen Gehirn und Körper beeinflusst wird. Durch die Kombination multimodaler Neurowissenschaften, Verhaltensforschung, computergestützter Modellierung und physiologischer Messungen möchten wir die Mechanismen aufdecken, die Kommunikation im gesunden Gehirn ermöglichen, und verstehen, wie diese bei Neuroentwicklungsstörungen sowie psychiatrischen und neurologischen Erkrankungen verändert sind.

Unser Forschungskonzept umfasst drei komplementäre Forschungsbereiche:

1. Menschliche Kommunikation verstehen

Mechanismen der Kommunikation im individuellen Gehirn, zwischen Gehirnen sowie zwischen Gehirn und Körper

Wir untersuchen, wie sensorische, motorische, kognitive, affektive und autonome Systeme zusammenwirken, um Sprache, Mimik, Blickkontakt und andere Formen menschlicher Kommunikation zu ermöglichen. Dabei erforschen wir Kommunikation innerhalb des individuellen Gehirns, zwischen interagierenden Gehirnen sowie durch die dynamischen Wechselwirkungen zwischen Gehirn und Körper. Durch die Kombination multimodaler Neurowissenschaften, computergestützter Ansätze und experimenteller Psychologie möchten wir die neurobiologischen Mechanismen entschlüsseln, die adaptive menschliche Kommunikation ermöglichen.

2. Kommunikation in Gesundheit und Erkrankung

Kommunikation über die gesamte Lebensspanne – von der typischen Entwicklung bis zu psychiatrischen und neurologischen Erkrankungen

Kommunikation verändert sich im Laufe des Lebens und wird durch sensorische, neuroentwicklungsbedingte, psychiatrische und neurologische Erkrankungen beeinflusst. Wir untersuchen, wie Veränderungen der Hirndynamik zu Kommunikationsschwierigkeiten über die gesamte Lebensspanne beitragen, unter anderem bei Hörbeeinträchtigungen, Sprachstörungen, Autismusspektrum-Störungen, ADHS, Demenz sowie weiteren neurologischen Erkrankungen. Unser Ziel ist es, objektive neurobiologische Marker zu identifizieren, die das Verständnis von Kommunikationsstörungen verbessern und eine frühere Diagnostik, individualisierte Beurteilung sowie Präzisionsmedizin unterstützen.

3. Translationale Neurotechnologie

Von den Neurowissenschaften zu KI-gestützter Diagnostik, Biomarkern und personalisierten Interventionen

Wir übertragen Erkenntnisse aus der Kommunikationsneurowissenschaft in innovative Technologien für Forschung und klinische Praxis. Unsere Arbeiten verbinden künstliche Intelligenz, computergestützte Stimm- und Sprachanalyse, immersive virtuelle Realität, tragbare Sensoren, Hyperscanning und Closed-Loop-Neurofeedback, um neuartige diagnostische Verfahren, digitale Biomarker und personalisierte Interventionen zu entwickeln. Gemeinsam mit Klinikern und Industriepartnern arbeiten wir daran, skalierbare Technologien zu entwickeln, die Kommunikation, Gehirngesundheit und Lebensqualität nachhaltig verbessern.

Unsere Forschungsplattform

Neurobildgebung

EEG • MRT

Menschliche Interaktion

Hyperscanning • Blickbewegungen • Analyse von Gesichtsausdrücken • Verhaltensexperimente

Gehirn-Körper-Physiologie

Herzfrequenzvariabilität (HRV) • Elektrokardiographie (EKG) • Atmung

Sprache

Sprachakustik • Sprachanalyse • Natural Language Processing (NLP)

Computational Neuroscience

Maschinelles Lernen • Computergestützte Modellierung • Netzwerkneurowissenschaft • Neurales Speech Tracking

Digitale Technologien

Virtuelle Realität • Tragbare Sensoren • Mobile Technologien • Closed-Loop-Neurofeedback

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