In vielen natürlichen, technologischen wie auch sozialen Systemen kann es zu wiederkehrenden Phänomenen kommen, die diese Systeme stark beeinflussen. Bekannte Naturphänomene dieser Art sind beispielsweise Erdbeben, Tsunamis oder extreme Wetterverhältnisse (wie Hitzewellen, Dürreperioden, Überschwemmungen, starke Regenfälle oder Wirbelstürme), die zerstörerische Auswirkungen auf Mensch und Umwelt haben können. Diese Extremereignisse sind seltene, wiederkehrende Ereignisse, bei denen eine beobachtbare Einflussgröße extremes Verhalten aufzeigt, wie beispielsweise einen ungewöhnlich hohen oder niedrigen Wert. Einfache Beispiele solcher Einflussgrößen in physikalischen Systemen sind die Höhe von Ozeanwellen oder die Intensität des Outputs von optischen Rogue Waves (Monsterwellen). Zu den weniger offensichtlichen Einflussgrößen zählt die Abundanz toxischer Algenspezies während einer schädlichen Algenblüte. Auch wenn diese nicht die am stärksten vertretenen Spezies im Plankton sind, haben sie dennoch, durch die von ihnen produzierten Toxine, den stärksten Einfluss auf das Ökosystem. Ein weiteres Beispiel ist das Level von Synchronität von Neuronen im menschlichen Gehirn, welches als Ursache von epileptischen Anfällen in Betracht gezogen wird. Epileptische Anfälle sind Extremereignisse für das betroffende Individuums. Wir untersuchen in diesem Projekt Mechanismen, die ursächlich für die Entwicklung und den Ausklang solcher Extremereignisse in räumlich ausgedehnten, erregbaren Systeme sind. Dabei liegt der Fokus dieser Forschung in der Untersuchung von schädlichen Algenblüten und epileptischen Anfällen.