Sunday, January 4, 2026

KI zur Bilddatenverarbeitung in der Biomedizin! Joana Grah ist jetzt bei Real Scientists DE!

Joana Grah auf dem Soapbox Science Event
Foto © Soapbox Science Berlin
 Diese Woche freuen wir uns auf unsere Kuratorin Joana Grah (@joanagrah.bsky.social)! Joana ist Mathematikerin und arbeitet als wissenschaftliche Mitarbeiterin und stellvertretende Fachgebietsleitung in der Bildanalyse am Zentrum für Künstliche Intelligenz in der Public Health-Forschung am Robert Koch-Institut in Berlin/Wildau. Sie hat Mathematik (BSc und MSc) an der Uni Münster studiert und an der University of Cambridge, UK, zu mathematischen Bildverarbeitungs-Tools für die Krebsforschung promoviert. Danach hat sie als Postdoc am Alan Turing Institute in London, UK, zu computergestützter personalisierter Brustkrebsvorsorge und anschließend an der Technischen Universität Graz, Österreich, zu Variationsnetzwerken für Denoising und Demosaicing geforscht. Sie war außerdem als freiberufliche Beraterin zu Digitalisierung und KI im Rahmen der Steiermark Schau am Kunsthaus Graz tätig. Danach hat sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Heine Center for Artificial Intelligence and Data Science and der Heinrich-Heine-Universität in Düsseldorf gearbeitet. Dort entwickelte sie den KI-Campus Online-Kurs „KI für alle“, gab Programmier- und KI-Workshops für Wissenschaftler*innen an der HHU, und entwickelte den KI-Podcast „Inside HeiCAD“ und die YouTube-Serie „Heine und Lovelace fragen nach“. Seit April 2023 ist sie in Berlin am RKI.

 

Wie bist du in der Wissenschaft gelandet?
Durch viel Zufall, Glück und auf mein Bauchgefühl Hören würde ich sagen. Ich hatte nie diesen lebenslangen Traum schon als Kind Wissenschaftlerin zu werden. Ich bin in einem nicht-akademischen Haushalt aufgewachsen, war aber schon immer sehr gut in der Schule und hatte Spaß daran, neue Dinge zu lernen. Als dann die Entscheidung anstand, was ich nach dem Abi mache, bewarb ich mich für Studiengänge, die verwandt mit Schulfächern waren, die ich immer cool fand, also Sprachen und Mathe. Ich habe mich dann aus dem Bauch heraus für Mathe in Münster entschieden. Das Studium war alles andere als leicht für mich, aber je weiter ich kam, desto mehr Spaß hatte ich an den Inhalten und desto mehr merkte ich, wofür die ganzen Grundlagen eigentlich gut waren und wie befriedigend es ist, diese Dinge auf reale Problemstellungen anzuwenden. Daher spezialisierte ich mich auch auf Statistik und angewandte Mathe und schrieb meine Masterarbeit in der Bildverarbeitung. Dafür verbrachte ich ein halbes Jahr in der Arbeitsgruppe und mit der Professorin in Cambridge, bei der ich auch im Anschluss meinen PhD gemacht habe, und fühlte mich sofort wohl dort. Danach gab es dann immer tolle Angebote und Projekte, sodass ich nie das Bedürfnis hatte, mir einen Job außerhalb der Wissenschaft zu suchen. Heute bin ich überzeugt davon, dass es der perfekte Beruf für mich ist.


Warum hast du dich für dein aktuelles Feld entschieden, und/oder was hält dich dort?

Mathe spielt tatsächlich in so gut wie allen anderen Forschungsfeldern - manchmal sehr offensichtlich, aber manchmal auch gut versteckt - eine Rolle. Das Tolle am Mathestudium ist, dass man sich durch die Theorie so eine Art Toolset aneignet und Methoden lernt, die man dann später in vielen verschiedenen Gebieten anwenden kann. Mein Forschungsschwerpunkt war immer die Bildverarbeitung. Das Schöne daran ist, dass auch Bilder als Daten ja in den verschiedensten Bereichen auftreten können, z.B. in der Astronomie, in der Kunstgeschichte, in den Materialwissenschaften, in der Medizin oder in den Pflanzenwissenschaften. Dadurch wird es nie langweilig. Mein Herz schlägt aber definitiv am Meisten für Anwendungen in der Biologie und Medizin, d.h. dort können Daten z.B. Mikroskopiebilder, CT-/Röntgenaufnahmen oder MRT-Bilder sein. Im letzten Jahrzehnt hat sich das Feld der Bildverarbeitung durch die Popularität von Methoden der so genannten Künstlichen Intelligenz ziemlich schnell verändert und weiterentwickelt. Gestartet bin ich in meiner Masterarbeit und Promotion mit mathematischen Bildverarbeitungsmethoden, aber dann habe ich mich immer mehr auch mit KI bzw. maschinellem Lernen beschäftigt. Es ist total spannend und ein großes Privileg, hautnah mitzubekommen, wie sich ein ganzes Forschungsfeld in Echtzeit verändert. Ich bin aber der festen Überzeugung, dass KI nie wirklich “traditionelle” Methoden ablösen wird, sondern dass vernünftige, nachhaltige, faire, erklärbare und für die Gesellschaft nützliche Lösungen eine Kombination aus beidem sein werden.

Erzähle uns etwas über deine Arbeit!
Ich arbeite zur Zeit an verschiedenen Projekten, die natürlich alle als gemeinsamen Nenner Bilddaten beinhalten, und versuche entweder, ausgehend von einer biologischen oder medizinischen Fragestellung KI-Methoden zu entwickeln, oder umgekehrt die Methodik für eine bestimmte Problemstellung in der Bildverarbeitung zu verbessern oder weiter zu entwickeln und dann auf Probleme in der Biomedizin anzuwenden. Im Moment arbeite ich mit Lichtmikroskopiebildern, wo man je nach Mikroskopietechnik lebende Zellen beobachten und z.B. morphologische Unterschiede untersuchen kann oder einzelne Zellbestandteile einfärben und sichtbar machen kann. Mit Hilfe von Bildverarbeitung kann man dann beispielsweise Zellen automatisiert erkennen, klassifizieren oder segmentieren, also Objekte einzeln präzise erfassen. Eine weitere Modalität, mit der wir viel arbeiten, ist die Elektronenmikroskopie. Diese erreicht noch höhere Auflösungen als Lichtmikroskopie und kann z.B. Viren sichtbar machen. Seit Kurzem hab ich auch ein Projekt, das in der Radiologie angesiedelt ist. Dort versuche ich, Krebs in Computertomographie (CT)-Bildern des Abdomens automatisiert zu erkennen.

Motivation: Warum sollte sich die Öffentlichkeit für deine Forschung/Arbeit interessieren?
Ich glaube, alleine das Buzzword “KI” erregt schon automatisch sehr viel Aufmerksamkeit. Das ist nicht immer gut, weil ich nicht immer mit der Darstellung von KI in der Öffentlichkeit einverstanden bin. Ich finde, es gibt zu viel Hype sowohl was die Möglichkeiten und Chancen von KI betrifft - es gibt immer noch keine AGI (artificial general intelligence), also KI, die diverse menschliche Fähigkeiten übersteigt und nicht nur eine bestimmte Aufgabe besser und schneller lösen kann - als auch bezüglich ihrer Risiken, während die wirklichen Herausforderungen, mit denen wir uns intensiv beschäftigen sollten, in der Regulierung und den gesellschaftlichen Konsequenzen von KI liegen. Es gibt viele Themen, die in meinen Augen zu wenig diskutiert werden, z.B. die unverhältnismäßig große Macht von großen Konzernen, die damit einhergehende ungleiche Verteilung von Ressourcen wie GPUs (Grafikkarten), die für große Modelle benötigt werden, die Ausbeutung von Natur und Menschen, die psychosozialen Konsequenzen, und viele mehr. Daher ist es umso wichtiger, aufzuklären und gute Wissenschaftskommunikation zu betreiben.

Am ZKI-PH betrachten wir das Thema KI für Public Health ganzheitlich, passend zum “One Health”-Ansatz. Es gibt neben der Bildanalyse Arbeitsgruppen zum Thema Phylogenomik, zur Klima- und Gesellschaftsanalytik und zur Visualisierung, und die Erklärbarkeit von Methoden und Kommunikation nach außen bildet einen Schwerpunkt. In meinen aktuellen Projekten können zum einen durch die automatisierte Analyse am Computer viel Zeit, Kosten und Personalressourcen gespart werden. Zum anderen unterstützen die Analysen und Ergebnisse die biomedizinische Forschung, indem z.B. die Wirksamkeit von Medikamenten verifiziert werden kann oder einzelne Beobachtungen wie etwa zu morphologischen Veränderungen generalisiert werden können.

Hast du irgendwelche interessanten externen/zusätzlichen Aufgaben/Tätigkeiten?
In meiner Freizeit betreibe ich seit 5 Jahren mit einem fantastischen Team die Plattform “Her Maths Story”. Wir haben eine Website (https://hermathsstory.eu) und sind auf fünf Plattformen in den sozialen Medien unterwegs (Bluesky, Mastodon, LinkedIn, Instagram und Facebook). Alle zwei Wochen veröffentlichen wir eine neue Story, die von einer Frau in der Mathematik erzählt wird. Dabei teilen sie ihren persönlichen Weg in die Mathematik, ihre Erfahrungen als Frau in einem leider immer noch von Männern dominierten Forschungsfeld und erzählen davon, was sie beruflich machen. Unser Ziel ist es, Frauen in der Mathematik sichtbarer zu machen und dadurch Menschen zu erreichen, die sich in ähnlichen Situationen weniger alleine fühlen und vielleicht sogar motiviert werden, eine Karriere in der Mathematik anzustreben oder weiterzuführen.

Irgendwelche interessanten Hobbies, von denen du uns erzählen möchtest?
Ich tanze schon seit ich 4 Jahre alt bin und für mich ist das einfach immer ein toller Ausgleich zum Alltag, bei dem ich mich sportlich, mental und sozial betätigen kann. Das beinhaltet alles von Contemporary, Dancehall oder Modern Dance Stunden über Social Dancing wie Salsa bis hin zu Tanzen in einem Berliner Club.

Wie sieht dein idealer freier Tag aus (Forschende sind ja auch nur Menschen)?
Ich kann ausschlafen und ausgiebig Brunchen, danach gehe ich (aktuell im Schnee!) mit meinem Partner und unserem Hund im Grunewald spazieren, um dann Zuhause gemeinsam Zeit zu verbringen und den Tag mit einer Yoga- oder Tanzstunde ausklingen zu lassen.


Bitte begrüßt Joana ganz herzlich bei Real Scientists DE!