Neurophysik

Unser Ziel ist es, neue Diagnose-, Behandlungs- und Interventionsmöglichkeiten für Menschen mit Epilepsie und anderen neurologischen Erkrankungen zu entwickeln. Dazu analysieren und modellieren wir komplexe Dynamiken des menschlichen Gehirns auf verschiedenen zeitlichen und räumlichen Skalen mit dem Ziel eines verbesserten Verständnisses normaler Hirnfunktionen und des epileptischen Prozesses, dabei insbesondere der Anfallsentstehung, -ausbreitung und -beendigung. Wir verbessern bestehende und entwickeln neue Methoden und Zeitreihenanalyseverfahren aus der statistischen Physik, der Theorie dynamischer Systeme, der Synchronisations- und Netzwerktheorie und modellieren die vielskalige neuronale Dynamik auf komplexen Netzwerken. Für numerische Analysen und Simulationen steht ein 200-Kern Computer Cluster zur Verfügung.

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Mitarbeiter*innen:

• Manuel Adams, B. Sc.
• Timo Bröhl, M. Sc.
• Christian Hechler, B. Sc.
• Manuel Lourenco, B. Sc.
• Max Potratzki, B. Sc.
• Dr. Thorsten Rings, M. Sc.

Aktuelle Publikationen (Auswahl):

• Lehnertz K (2024) Time-series-analysis-based detection of critical transitions in real-world non-autonomous systems. Chaos 34:072102 
• Tabar MRR, Nikakhtar F, Parkavousi L, Akhshi A, Feudel U, Lehnertz K (2024) Revealing Higher-Order Interactions in High-Dimensional Complex Systems: A Data-Driven Approach. Phys. Rev. X 14:011050
• Potratzki M, Bröhl T, Rings T, Lehnertz K (2024) Synchronization dynamics of Kuramoto oscillators on power grid models. Chaos 34, 043131
• Bröhl T, Rings T, Pukropski J, von Wrede R, Lehnertz K (2024) The evolving epileptic brain network: concepts, definitions, accomplishments, perspectives. Front. Netw. Physiol. 3:1338864.

Alle Publikationen der AG Lehnertz: hier und hier

Drittmittel:

• DFG (LE 660/71: Analyse lokaler Eigenschaften zeitlich veränderlicher Interaktionsnetzwerke: Welche Netzwerkkomponenten sind wichtig für die Dynamik?)
• Argelander Grants Universität Bonn (Using complex networks to identify effective containment strategies for the commuter-based spread of COVID-19 in NRW)

Kooperationspartner/ Forschungsverbünde:

• Interdisziplinäres Zentrum für komplexe Systeme (IZKS), Universität Bonn
• Theoretische Physik / Komplexe Systeme, ICBM, Universität Oldenburg (U. Feudel)
• Max Planck Institut für Physik komplexer Systeme Dresden (H. Kantz)
• Potsdam Institut für Klimafolgenforschung (J. Kurths)

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