PhD Position - Multi-Scale Comparisons of Patterns of Concerted Activity and Causality in Cortical Neural Activity

Gestalten Sie die Zukunft der datengestützten Neurowissenschaften. Treten Sie der Helmholtz School for Data Science in Life, Earth and Energy (HDS-LEE) als Doktorand bei und arbeiten Sie an einem ehrgeizigen interdisziplinären Projekt an der Schnittstelle von Datenwissenschaft, computergestützter Neurowissenschaft und kausaler KI. Sie werden mit international anerkannten Forschern zusammenarbeiten und zur Entwicklung neuartiger Methoden zur Verständnis der Gehirndynamik beitragen.

Die aktuelle Stelle für eine Doktorandenposition ist am Institut für Fortgeschrittene Simulation - Computational and Systems Neuroscience (IAS-6) des Forschungszentrums Jülich angesiedelt, das aus sieben Arbeitsgruppen besteht, die in den Bereichen computergestützte und systemische Neurowissenschaften forschen. Die Gruppe für statistische Neurowissenschaften unter der Leitung von Prof. Sonja Grün entwickelt computergestützte Methoden zur Analyse der gemeinsamen Aktivität neuronaler Netzwerke und wendet diese Methoden auf experimentelle Daten im Rahmen internationaler Kooperationen an. Dr. Michael Denker, Teamleiter am IAS-6, untersucht die Beziehung zwischen der mikroskopischen Aktivität einzelner Neuronen und mesoskopischen populationssignalen. Sein Team entwickelt Open-Source-Software für Analyse und Datenmanagement, die die technische Grundlage des vorgeschlagenen Projekts bildet.

Der Doktorand wird von Prof. Adèle Helena Ribeiro, Leiterin des Instituts für Kausale und Erklärbare KI in den Lebenswissenschaften, RWTH Aachen University, co-betreut. Ihre Gruppe entwickelt modernste Methoden zur kausalen Entdeckung und Inferenz, mit einem Schwerpunkt auf Robustheit, Skalierbarkeit, Unsicherheitsquantifizierung, Integration von Expertenwissen sowie multi-skaliger kausaler Abstraktion und Repräsentationslernen.

Ihr Job

Wie sind mikroskopische neuronale Interaktionen mit großflächiger Gehirnaktivität verbunden? In diesem Doktorandenprojekt werden Sie untersuchen, wie die funktionelle Konnektivität, die aus neuronaler Spike-Aktivität abgeleitet wird, mit mesoskopischen kortikalen Dynamiken, einschließlich Oszillationen und spatiotemporalen Aktivitätsmustern, zusammenhängt. Durch die Entwicklung und Anwendung fortschrittlicher Methoden zur kausalen Entdeckung für komplexe Zeitreihendaten werden Sie ein multi-skaliertes Framework etablieren, um echte neuronale Interaktionen von störenden Einflüssen zu unterscheiden und aufzudecken, wie präzise neuronale Koordination mit großflächigen Gehirndynamiken zusammenhängt.

Zu diesem Zweck wird der Doktorand:

• state-of-the-art multi-scale elektrophysiologische Daten mit modernen Analysetechniken analysieren
• Dateninformierte stochastische und deterministische Simulationen von Aktivitätsdaten erstellen, um beobachtete Dynamiken zu modellieren und wissenschaftliche Hypothesen numerisch zu bewerten
• den theoretischen Rahmen des Projekts weiterentwickeln
• Methoden zur Anwendung von funktionellen Konnektivitätsmethoden und kausalen Rahmen auf neuronale Spiking-Daten erweitern und diese mit mesoskaligen Aktivitätsdarstellungen verknüpfen
• an projektbezogener wissenschaftlicher Softwareentwicklung und Datenmanagementprozessen für reproduzierbare Wissenschaften mitarbeiten
• zum HDS-LEE Graduiertenprogramm durch aktive Teilnahme beitragen

Ihr Profil

• Ein Masterabschluss mit einem starken akademischen Hintergrund in Physik, Mathematik, Informatik oder einem verwandten Bereich
• Kenntnisse in mindestens einer Programmiersprache (Python, C++, …)
• Erfahrung in der Neurowissenschaft ist von Vorteil
• Gute analytische Fähigkeiten mit einem fundierten Verständnis der Datenauswertung
• Gute organisatorische Fähigkeiten und die Fähigkeit, systematisch, selbstständig und kooperativ zu arbeiten
• Effektive Kommunikationsfähigkeiten und Interesse an der Mitarbeit in einem hochinternationalen und interdisziplinären Team
• Motivation zur akademischen Entwicklung, unterstützt durch Bachelor- und Masterzeugnisse sowie zwei Empfehlungsschreiben
• Berufliche Englischkenntnisse für die tägliche Kommunikation und professionelle Kontexte (mindestens B2-Niveau gemäß dem Gemeinsamen Europäischen Referenzrahmen, idealerweise unterstützt durch ein Zertifikat, das das Sprachniveau bestätigt); Kenntnisse der deutschen Sprache sind von Vorteil

Unsere Vorteile für Sie

Wir arbeiten an den neuesten Themen, die unsere Gesellschaft betreffen, und bieten Ihnen die Möglichkeit, aktiv an der Gestaltung des Wandels mitzuwirken. Diese HDS-LEE Doktorandenstelle befindet sich am Forschungszentrum Jülich mit engen Verbindungen zur RWTH Aachen University. Wir bieten ideale Bedingungen für Sie, um Ihren Doktortitel abzuschließen:

• Weltklasse-Wissenschaftsumfeld an der Schnittstelle zwischen Neurowissenschaften und digitalen Technologien, das wissenschaftlichen Fortschritt bei den komplexesten bekannten Systemen ermöglicht
• Herausragende wissenschaftliche und technische Infrastruktur
• Eine hochmotivierte Gruppe sowie ein internationales und interdisziplinäres Arbeitsumfeld an einem der größten Forschungsinstitute Europas
• Kontinuierliche wissenschaftliche Betreuung durch Ihre wissenschaftlichen Berater
• Chance zur Teilnahme an (internationalen) Konferenzen
• Einzigartiges HDS-LEE Graduiertenschulprogramm (einschließlich Datenwissenschaftskurse, Soft-Skill-Kurse und jährliche Retreats)
• Je nach Qualifikation und zugewiesenen Verantwortlichkeiten werden Sie gemäß der Entgeltgruppe 13 (75%) des TVöD-Bund eingestuft. Neben dem Grundgehalt gibt es einen zusätzlichen Jahresbonus gemäß dem Tarifvertrag in Höhe von 75% eines Monatsgehalts sowie vermögenswirksame Leistungen.
• Die Stelle ist auf eine feste Dauer von 3+1 Jahren angelegt.

Unser Internationaler Beratungsdienst erleichtert internationalen Mitarbeitern den Einstieg. Wir begrüßen Bewerbungen von Menschen mit unterschiedlichen Hintergründen, z.B. in Bezug auf Alter, Geschlecht, Behinderung, sexuelle Orientierung / Identität sowie soziale, ethnische und religiöse Herkunft. Ein vielfältiges und inklusives Arbeitsumfeld mit Chancengleichheit, in dem jeder sein Potenzial entfalten kann, ist uns wichtig.

Der Arbeitsort ist Jülich.

Startdatum: Zum nächstmöglichen Zeitpunkt.

Gehalt: Entgeltgruppe 13 (75%) TVöD-Bund.

Bewerbungsfrist: Die Stelle wird veröffentlicht, bis sie erfolgreich besetzt ist.

Indexnummer: 2026D-0646.