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Stefan Elmers Forschung konzentriert sich hauptsächlich auf ein besseres Verständnis der funktionellen und strukturellen Neuroarchitektur, die der Sprachverarbeitung in Verbindung mit Lernen, Training und Expertise in verschiedenen Bereichen zugrunde liegt. Mit Hilfe verschiedener Neuroimaging-Techniken untersuchte er die Gehirneigenschaften von professionellen Simultandolmetschern und befasste sich mit kognitiven und sprachlichen Funktionen (z. B. lexikalisch-semantischer Zugang, Code-Switching und kognitive Kontrollmechanismen) bei mehrsprachigen Personen mit unterschiedlichem Grad an Sprachkompetenz. Darüber hinaus untersuchte er die vielschichtigen Beziehungen zwischen Musiktraining und Sprachverarbeitung auf verschiedenen linguistischen Skalen und lieferte Belege für Transfereffekte sowohl im perzeptiven als auch im kognitiven Bereich. Ein weiteres Ziel seiner Forschung ist es, Einblicke in die perzeptuellen, kognitiven und neuronalen Mechanismen zu geben, die beim Wort- und Spracherwerb beteiligt sind.
Im Jahr 2010 promovierte Stefan Elmer in kognitiven Neurowissenschaften am Departement für Neuropsychologie (UZH), wo er bis 2022 als Oberassistent im Labor von Professor Lutz Jäncke tätig und für die Forschungsgruppe Hören verantwortlich war. Darüber hinaus arbeitete er im Jahr 2017 als Gastwissenschaftler in der Gruppe Cognition and Brain Plasticity von Professor Antoni Rodriguez-Fornells in Barcelona. Im Jahr 2022 wechselte er in die Gruppe Computational Neuroscience of Speech & Hearing unter der Leitung von Professor Nathalie Giroud am Department of Computational Linguistics.
