Im Zentrum der Forschung stehen multimodale Brain-Body-Systeme, künstliche Intelligenz, digitale Signalverarbeitung und Neurotechnologie. Untersucht wird, wie sich Gehirn, Körper, Verhalten und situativer Kontext als zusammenhängendes dynamisches System erfassen und modellieren lassen. Ziel ist es, ihre Wechselwirkungen gemeinsam zu verstehen und für klinische sowie alltagsnahe Anwendungen nutzbar zu machen. Hierzu werden neurophysiologische Verfahren wie fNIRS, EEG und fMRT sowie multimodale Kombinationen wie bspw. fNIRS-EEG, und fMRT-fNIRS mit peripherphysiologischen Signalen, Bewegungs- und Aktivitätsdaten sowie Informationen aus Wearables und Smartphones verknüpft. Multimodalität bezeichnet dabei die Integration komplementärer Informationen über Gehirn, Körper, Verhalten und Alltag.

Ein zentraler methodischer Schwerpunkt liegt auf künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen. Diese Verfahren ermöglichen es, komplexe Muster und Interaktionen in multimodalen Daten zu erkennen, unterschiedliche Datenquellen zusammenzuführen, individuelle Veränderungen über die Zeit zu modellieren und relevante Zustände vorherzusagen. Dabei werden datengetriebene Methoden mit robuster digitaler Signalverarbeitung, physiologischem Wissen und statistischer Modellierung kombiniert. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf Echtzeitsystemen. Die kontinuierliche Verarbeitung multimodaler Daten ermöglicht es, Veränderungen unmittelbar zu erkennen und technische Systeme an den aktuellen Zustand und Kontext einer Person anzupassen. Dies schafft die Grundlage für adaptive Neurotechnologien wie Neurofeedback und Brain-Computer Interfaces, ebenso wie für digitales Monitoring und personalisierte Unterstützung.

Eine zentrale Vision ist der Transfer aus kontrollierten Laborbedingungen in klinische, alltagsnahe und häusliche Anwendungskontexte. Die Verbindung neurophysiologischer, körperlicher, verhaltensbezogener und kontextueller Daten eröffnet neue Möglichkeiten für digitale Phänotypisierung, digitale Biomarker, Monitoring, Früherkennung und individualisierte Interventionen. Anwendungsschwerpunkte liegen insbesondere im Bereich psychischer Gesundheit sowie in Neurologie und Rehabilitation. Diese Perspektive bildet zugleich die wissenschaftliche Grundlage der Forschungsgruppe Multimodale Brain-Body-Systeme.