Das Denken verstehen: Interdisziplinäre Forschung im Master Cognitive Science

Philipp von Blohn möchte verstehen, was Intelligenz ausmacht: künstliche, aber auch menschliche. Im Masterstudiengang Cognitive Science an der RPTU verbindet er Inhalte aus Informatik, Neurowissenschaften, Linguistik und Psychologie. Bereits während des Studiums arbeitet er an Forschungsprojekten mit – und entdeckt dabei seine Leidenschaft für die Wissenschaft.

Ein Proband liegt im MRT-Scanner des Westpfalz-Klinikums in Kaiserslautern. Während das Gerät seine Hirnaktivität misst, löst er verschiedene Aufgaben. Er soll Ablenkungen ausblenden, Impulse unterdrücken und sich konzentrieren. Gleichzeitig beobachten Forschende, welche Bereiche seines Gehirns aktiv sind. Mittendrin: Philipp von Blohn.

Für den Masterstudenten ist das kein außergewöhnlicher Besuch im Krankenhaus. Es ist Teil des Studienalltags im Master Cognitive Science. Regelmäßig wirkt er an Untersuchungen mit, arbeitet als Hilfskraft am Lehrstuhl und entwickelt Forschungsfragen, zu denen er Daten erhebt. Was auf den ersten Blick nach einer wissenschaftlichen Tätigkeit im Bereich Medizin oder Psychologie aussieht, beginnt für ihn mit einem klassischen Bachelorstudium in Informatik.

Zwischen Corona und KI-Boom

Der Weg in das Bachelorstudium ist für Philipp von Blohn ein Prozess. Seine naturwissenschaftlichen Interessen reichen weit: Biologie, Medizin, technische Entwicklungen – all diese Bereiche begeistern ihn. Da ihm das Fach bereits in der Schule Spaß gemacht hat, entscheidet er sich schließlich jedoch für Informatik.

Die ersten Semester verlaufen anders als erhofft: Wegen Corona findet ein Großteil der Lehre online statt. „Wenn ich nur zuhause sitze, lasse ich mich zu schnell ablenken", sagt er. „Erst als ich zurück auf den Campus konnte, hat das Studium für mich richtig Fahrt aufgenommen.“ Zurück im Seminarraum entdeckt er schon bald ein Thema, das ihn besonders interessiert: Künstliche Intelligenz.

Als Sprachmodelle wie ChatGPT zunehmend öffentliche Aufmerksamkeit erhalten, beschäftigt er sich im Studium bereits mit ihren Grundlagen. „Während meiner ersten Semester sind diese Tools gerade richtig groß geworden. Es hat mich motiviert, dass ich anderen zu diesem Zeitpunkt schon erklären konnte, worum es bei KI eigentlich geht." 

An der RPTU werden die neuen Entwicklungen von den Lehrenden aufgegriffen: Bereits kurze Zeit später gibt es die ersten Seminare zu den neuen Sprachmodellen. Hinzu kommen zahlreiche KI-Vertiefungsmodule und die enge Zusammenarbeit mit dem Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) direkt vor Ort. „Hier in Kaiserslautern ist die Forschung im Bereich KI sehr gut aufgestellt und bestens vernetzt. Das ist ein großer Vorteil."

„Hier in Kaiserslautern ist die Forschung im Bereich KI sehr gut aufgestellt und bestens vernetzt. Das ist ein großer Vorteil", sagt Philipp von Blohn.

Seine Bachelorarbeit schreibt Philipp von Blohn schließlich in Kooperation mit dem DFKI. Gemeinsam mit seinem Betreuer entwickelt er ein KI-Modell, das vorhersagen soll, wie eine Zelle einen gezielt geschnittenen DNA-Strang repariert. Dabei wird ihm deutlich, wie vielseitig sich Methoden der Künstlichen Intelligenz in der Forschung einsetzen lassen. 

Je tiefer er in das Thema eintaucht, desto stärker verändert sich sein Blickwinkel. „Das Thema Künstliche Intelligenz hat mich gefesselt, aber ich wollte gleichzeitig mehr über das Original, die menschliche Intelligenz, erfahren.“

Als er gegen Ende seines Bachelorstudiums nach einem passenden Master sucht, erinnert er sich plötzlich an seine Abi-Zeitung: Auf der Rückseite war ihm eine Werbung für den Master Cognitive Science an der RPTU aufgefallen. „Ich hatte die Anzeige positiv abgespeichert, aber für den Master war es damals ja noch zu früh. Als ich mich dann wieder daran erinnert habe, dachte ich mir: Der Studiengang könnte perfekt zu den Fragen passen, die mich inzwischen beschäftigen.“

Philipp von Blohn informiert sich und findet heraus, dass der Masterstudiengang Cognitive Science genau das verbindet, wonach er sucht: Forschung zu menschlichem Verhalten, Kognition und intelligenten Systemen. „Als ich mich dann noch einmal intensiv in das Profil des Studiengangs eingelesen habe, war ich begeistert: Ich konnte meine Interessen für unterschiedliche Fachbereiche zusammenbringen und gleichzeitig meinen eigenen Weg gehen.“

Hirnforschung aus verschiedenen Blickwinkeln

Besonders spannend findet Philipp von Blohn die interdisziplinäre Ausrichtung des Masterstudiengangs. Denn dieser vereint verschiedene Disziplinen und eröffnet eine neue Perspektive auf die Frage: Was macht Intelligenz aus? 

Wird er nach seinem Studiengang gefragt, versucht er, die Komplexität herunterzubrechen. „Ich kürze das immer in einem Wort ab: Hirnforschung." Hinter dieser verkürzten Zusammenfassung steckt ein weites Feld: Im Mittelpunkt stehen Fragen rund um Wahrnehmung, Denken, Sprache sowie künstliche und menschliche Intelligenz.

Um diese Fragen zu beantworten, bringt der Studiengang Interessierte aus ganz unterschiedlichen Fachrichtungen zusammen. „Durch die verschiedenen Hintergründe bringt jeder seine ganz eigenen Impulse mit", erzählt Philipp von Blohn. „Das bringt uns gegenseitig weiter, weil wir uns intensiv austauschen." Als positiv empfindet er auch die Größe seines Jahrgangs: Rund 25 Studierende begannen gemeinsam mit ihm und wurden intensiv von Professorinnen und Professoren sowie wissenschaftlichen Mitarbeitenden begleitet.

Forschung beginnt nicht erst nach dem Studium

Was Philipp von Blohn am Master Cognitive Science zudem besonders schätzt, ist, dass er bereits während des Studiums Forschungserfahrungen sammelt. Die Mitarbeit an drei Forschungsprojekten ist verpflichtend: Die Studierenden unterstützen bei der Datenerhebung, führen Experimente durch und arbeiten aktiv an laufenden Projekten mit. „Das ist ein riesiges Plus für mich", sagt er.

Wie sehr ihn die Forschung fasziniert, erlebt Philipp von Blohn auch in seinem Projekt im Westpfalz-Klinikum. Im Mittelpunkt steht dabei die Frage, ob Menschen zu bestimmten Tageszeiten geistig leistungsfähiger sind und wie sich das im Gehirn zeigt. Das Forschungsteam untersucht das anhand sogenannter exekutiver Funktionen, also grundlegender geistiger Fähigkeiten wie dem Arbeitsgedächtnis oder der Inhibition, also der Fähigkeit, Ablenkungen auszublenden und Impulse zu kontrollieren.

Im Gehirn von Abendmenschen

Für die Studie werden gezielt Abendmenschen ausgewählt. Nach einem Vortest kommen sie insgesamt viermal ins Klinikum: morgens, vormittags, nachmittags und abends. Jedes Mal liegen sie im MRT-Scanner und lösen dieselben Aufgaben, während ihre Hirnaktivität aufgezeichnet wird.

Die Forschenden achten dabei nicht nur auf die Leistung der Probandinnen und Probanden, sondern auch auf die Aktivität ihres Gehirns. „Es wäre ja naheliegend zu denken, dass Abendmenschen abends eine größere Hirnaktivität aufweisen", erklärt von Blohn. „Aber die Hypothese wäre eher das Umgekehrte: Dass sie sich abends weniger anstrengen müssen und die Aktivität damit sogar niedriger ist."

Im Rahmen der Studie entwickeln die Studierenden auch eigene Forschungsfragen. Philipp von Blohn untersucht, ob die verschiedenen Arten der Inhibition in denselben oder in unterschiedlichen Hirnarealen verarbeitet werden. Für ihn zeigt das Projekt exemplarisch, wie eng im Master Theorie und Praxis miteinander verbunden sind. Erfahrungen, die inzwischen auch seinen Berufswunsch beeinflussen.

„Gebraucht wird unser Fachbereich zum Beispiel in der Automobilindustrie, wenn es darum geht, wie Displays und Informationen Fahrende unterstützen, ohne sie abzulenken."

Der interdisziplinäre Master Cognitive Science eröffnet Absolventinnen und Absolventen unterschiedliche Wege: „Gebraucht wird unser Fachbereich zum Beispiel in der Automobilindustrie, wenn es darum geht, wie Displays und Informationen Fahrende unterstützen, ohne sie abzulenken. Oder in der KI-Forschung, wo das Wissen über menschliche Kognition dabei hilft, Maschinen zu verstehen und weiterzuentwickeln. Und natürlich in der Forschung, wo noch viele Fragen über Wahrnehmung, Sprache und Bewusstsein offen sind.“

Ein Weg in die Forschung hatte Philipp von Blohn zu Beginn seines Masterstudiums nicht im Sinn. Heute sieht das anders aus. „Die Mitarbeit an den Forschungsprojekten hat meinen Blick verändert und meine Begeisterung für die Forschung geweckt“, sagt er. „Es gibt noch viel zu tun, so viele offene Fragen.“ Die Kognitionswissenschaft ist ein vergleichsweise junges Forschungsfeld. Vieles ist noch ungeklärt, und die technologische Entwicklung schreitet voran. Sein nächstes Forschungsprojekt soll deshalb wieder stärker in Richtung Künstliche Intelligenz gehen. „Da will ich dann auch wieder an einem KI-Projekt arbeiten", sagt er. Und danach? Danach könne er sich eine Doktorarbeit vorstellen.