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Projekte

Reprä­sen­ta­ti­ons­ler­nen und Kausa­li­tät: Theorie, Praxis und Impli­ka­tio­nen für die mecha­nis­ti­sche Interpretierbarkeit

Florent Draye - Hector Fellow Bernhard Schölkopf

Das Ziel dieses Projektes ist es, zur Entwicklung von Methoden beizutragen, die aussagekräftige und interpretierbare Merkmale aus hochdimensionalen Datensätzen extrahieren, wobei der Schwerpunkt auf der Entdeckung übergeordneter, kausal verbundener Faktoren liegt, die eine sinnvolle Semantik der Daten beschreiben. Dies wiederum kann uns helfen, tiefere Einblicke in die Repräsentationen zu gewinnen, die in fortgeschrittenen generativen Modellen zu finden sind, insbesondere in Basismodellen und LLMs, mit dem Ziel, deren Effizienz und Sicherheit zu verbessern.

Representation Learning and Causality: Theory, Practice, and Implications for Mechanistic Interpretability© Florent Draye

Induzier­bare CRISPR Gen-Editie­rung für patho­gene USH2A Mutationen

Salome Spaag - Hector Fellow Eberhart Zrenner

Zu den weltweit führenden Ursachen für erblich bedingten Sehverlust zählt Retinitis pigmentosa, oft verursacht durch Spließ-Varianten im USH2A-Gen. Das Projekt zielt darauf ab, eine sichere gentherapeutische Strategie zur Korrektur solcher Spleiß-Defekte zu entwickeln. Durch den Einsatz von enhanced-deletion Nukleasen können die pathogenen Sequenzen eliminiert werden, um korrekte Proteinsynthese zu ermöglichen. Der Fokus liegt auf Sicherheitsaspekten sowie der Entwicklung eines induzierbaren viralen Transportsystems für die klinische Anwendung.

Inducible CRISPR gene editing systems for pathogenic USH2A variants© Salome Spaag

Unter­su­chung des Einflus­ses von sterisch hoch anspruchs­vol­len NHC-Gold(I)-Komplexen in Diinzyklisierungen

Matthias Scherr - Hector Fellow A. Stephen K. Hashmi

Das Forschungsprojekt untersucht den Einfluss sterisch anspruchsvoller NHC-Gold(I)-Komplexe auf die Zyklisierung von Diinderivaten. Im Fokus stehen die Synthese verschiedener sterisch anspruchsvoller NHC-Gold(I)-Komplexe und deren Anwendung in Diinzyklisierungen, insbesondere die Untersuchung der Reaktivität und Selektivität in goldkatalysierten Reaktionen. Weiterführende Untersuchungen umfassen theoretische Berechnungen und praktische Anwendungen der synthetisierten Zyklisierungsprodukte für Pharmazeutika oder organische Materialien.

Investigation of the influence of sterically challenging NHC gold(I) complexes in di-cyclizations© Matthias Scherr

KI-gestützte Klassi­fi­zie­rung selte­ner Krank­hei­ten: Daten­knapp­heit und Hetero­ge­ni­tät überwinden

Laure Ciernik – Hector Fellow Klaus-Robert Müller

Dieses Projekt zielt darauf ab, die Klassifizierung seltener Krankheiten mithilfe neuronaler Netzwerke zu verbessern und zentrale Herausforderungen wie begrenzte Datenverfügbarkeit und hohe Heterogenität anzugehen. Wir wollen bestehende Modelle und deren Repräsentationen untersuchen, ihre Sensitivität auf technische Varianzen korrigieren und Eigenschaften identifizieren, die für die Klassifizierung von Vorteil sind.

Advancing rare disease classification: exploring representation learning in low-data and heavy tail settings© Laure Ciernik

Photo­ni­sche neuro­mor­phe Schal­tun­gen für künst­li­che neuro­nale Netze

Martin Stecher - Hector Fellow Jürg Leuthold

Unser Ziel ist es, künstliche neuronale Netzwerke durch Gehirn ähnliche Schaltkreise zu entwickeln. Wie im Gehirn werden künstliche Neuronen und Synapsen mit neuartigen Memristoren gebildet und in einem Crossbar-Array angeordnet. Kombiniert mit ultraschneller Photonik wollen wir Signalverarbeitung und Matrix-Vektor-Multiplikationen optimieren, um Limits konventioneller Technologien zu überwinden. Damit sollen Energieverbrauch, Rechenzeit und Systemkomplexität in Rechensystemen verbessert werden.

© Martin Stecher

Entde­ckung der zirka­dia­nen Funktion von Photo­re­zep­to­ren in Pflanzen

Darius Rauch - Hector Fellow Peter Hegemann

Mein Promotionsprojekt konzentriert sich auf die Identifizierung lichtempfindlicher Proteine, die als Photorezeptoren bezeichnet werden, im Modellorganismus Chlamydomonas reinhardtii. Ich möchte klären, wie diese Rezeptoren die innere biologische Uhr, den zirkadianen Rhythmus, regulieren. Ich fokussiere mich darauf, die Eigenschaften eines unbekannten, rotlichtempfindlichen Photorezeptors zu bestimmen und herauszufinden, wie dieser Rezeptor die innere Uhr reguliert. Diese Erkenntnisse können verwendet werden, um zu verstehen, wie Pflanzen im Allgemeinen Lichtinformationen verarbeiten.

@ Darius Rauch

Die Makro­fauna der Tiefsee angesichts des arkti­schen Wandels

Katharina Kohlenbach - Hector Fellow Antje Boetius

Dieses Projekt befasst sich mit der Verteilung von Tiefsee-Makrofauna (Tiere zwischen 0,3 mm – 5 cm) im Arktischen Ozean über zeitliche und räumliche Skalen. Ich möchte die Hypothese testen, ob Umweltfaktoren wie Ozeanerwärmung und Meereisrückgang auch die Lebensgemeinschaften der Tiefsee betreffen. Darüber hinaus untersuche ich die Artenvielfalt, Verbreitung und Konnektivität von Isopoden, da sie eine häufige und vielfältige Gruppe der Makrofauna darstellen, aber in der Zentralen Arktis kaum erforscht sind. Sie betreiben „Brutpflege“ – das bedeutet, ihre Jungen schlüpfen in einem Brutsack (wie ein winziges Känguru) und verbreiten sich daher im Vergleich zu Tieren mit freischwimmenden Larven nicht so weit.

© Katharina Kohlenbach