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Statistische Inverse Probleme in der Biophysik

Die Ergebnisse biophysikalischer Experimente auszuwerten, ist nicht immer einfach. Wenn sich Objekte während einer mikroskopischen Aufnahme bewegen oder ein Signal mit einem großen Rauschen einhergeht, ist die Information eines Objektes in den Messdaten nicht mehr direkt zu erkennen.

Wir entwickeln maßgeschneiderte mathematische Methoden, um aus den in biophysikalischen Experimenten erhaltenen Messdaten die tatsächlichen Informationen zu rekonstruieren. Dafür entwickeln wir eigens zugeschnittene statistische Rekonstruktionstechniken, die es erlauben, biophysikalische Vorabinformation und Modellbildung spezifisch zu berücksichtigen. Statistische Multiskalenmethoden sind ein solches Werkzeug, welches sich automatisch an strukturelle Eigenschaften des zu rekonstruierenden Objektes, etwa eine Proteinverteilung, adaptiert.

Das Spektrum der Anwendungsmöglichkeiten ist breit. Unter anderem entwickelt unsere Gruppe datengetriebene und adaptive Bildrekonstruktionsmethoden in der Molekularmikroskopie und der Magnetresonanz-Tomografie, effiziente Abtastverfahren  für die nukleare Magnetresonanz-Spektroskopie sowie neue Techniken zur Dimensionsreduktion, um Funktionsmechanismen in der Proteindynamik zu entlarven.

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