Forschungsprojekte

• Neue Forschergruppe für neurowissenschaftlichen Schwerpunkt [mehr]
• Neurobiologen starten Kooperationsprojekt zum Sehenlernen [mehr]
• Forschungsverbund „onCOOPtics" erhält über 11,5 Millionen Euro [mehr]
• Forschungsprojekt untersucht aktuellen Antisemitismus in Deutschland [mehr]
• Projekt von Indogermanisten zu Normen und Werten erneut gefördert [mehr]
• Physiker starten Forschungsprojekt, das auf neue Materialien setzt [mehr]
• Chemiker entwickeln ionische Flüssigkeiten für die Zelluloseverarbeitung [mehr]
• Grundlagenprojekt zur Ernährungsforschung [mehr]
• „TerraSAR-X" ins All gestartet – Geografen nutzen seine Daten [mehr]
• Kooperationsprojekt zur Arteriosklerose wird mit 382000 Euro gefördert [mehr]

Wie Schmerz im Gehirn entsteht

Neue Forschergruppe für neurowissenschaftlichen Schwerpunkt

Das Gefühl kennt jeder: Wenn der Finger verletzt wird, scheint er genau an der Stelle zu schmerzen, wo die Verwundung geschah. Der Schmerz scheint sich gefühlsmäßig „draußen", außerhalb des Kopfes, abzuspielen. Doch dem ist nicht so: „Schmerz ist eine Konstruktion des Gehirns, er entsteht erst im Gehirn", benennt Prof. Dr. Wolfgang Miltner von der Universität Jena aktuelle Erkenntnisse. Damit ist Schmerz „in erster Linie ein psychologisches und kein rein neuro-physiologisches Ereignis". Im Gehirn wird Schmerz als Erfahrung gespeichert und wieder abgerufen – oder auch nicht, wie Jenaer Versuche unter Hypnose oder Ablenkung gezeigt haben. An der „Erfahrung Schmerz", so der Psychologe Miltner, sind ca. 20 Strukturen im Gehirn beteiligt, die gemeinsam in bestimmter Weise zusammenarbeiten müssen.

 
Nur eine Konstruktion des Gehirns: Schmerz ist eine „Erfahrung", die abgerufen wird – oder auch nicht. Foto: Larbig

Doch wie diese komplexe Schmerzmatrix genau funktioniert und wie die Gehirnstrukturen miteinander kommunizieren, damit es ein Schmerzerleben gibt, ist bislang nur unzureichend bekannt. Dies soll nun eine neue Forschergruppe an der Friedrich-Schiller-Universität Jena aufklären, die das Bundesforschungsministerium (BMBF) jetzt bewilligt hat. Es stellt dafür in den kommenden drei Jahren zusätzlich über 1,1 Millionen Euro zur Verfügung. „Die Gruppe verbindet das bereits vorhandene wissenschaftliche und technische Potenzial an der Universitt und erweitert es", betont Sprecher Prof. Dr. Herbert Witte.

Neben seinem Institut für Medizinische Statistik, Informatik und Dokumentation sind Miltners Lehrstuhl für Biologische und Klinische Psychologie sowie die Professoren Jens Haueisen vom Biomagnetischen Zentrum und Jürgen Reichenbach von der Medizinischen Physik beteiligt. „Diese vier Einrichtungen, die seit Jahren auf dem Gebiet der ,Computational Neuroscience’ ausgewiesen sind, tragen die neue Forschungsstruktur", erläutert Witte. Zur so genannten „Bernstein-Gruppe" werden eine sechsköpfige Nachwuchsgruppe, mindestens 16 Doktoranden und erfahrene Wissenschaftler sowie zusätzliches medizinisch-technisches Personal gehören. Am Kopf der Nachwuchsgruppe steht eine neue Professur für Computational Neuroscience/Biomagnetismus, die demnächst ausgeschrieben wird. „Das Forschungsgebiet der Computational Neuroscience verbindet Experiment, Datenanalyse, Computersimulation und Theoriebildung, um die hochkomplexen Strukturen und Funktionen sowie die Beziehungen zwischen Struktur und Funktion des Gehirns zu erforschen", erläutert Witte die neue Disziplin der computerunterstützten Neurowissenschaft.

 
Wie kommuniziert das Mega-Orchester der Neuronen im Gehirn, wenn wir plötzlich Schmerz verspren? Das will die neue Bernstein-Gruppe der Jenaer Universität aufklären. Foto: Scheere

Die Jenaer Bernstein-Gruppe ist nun Teil des Nationalen Netzwerkes für Computational Neuroscience. Benannt ist die Gruppe nach dem deutschen Physiologen Julius Bernstein (1839-1917), der mit seiner „Membrantheorie" die erste biophysikalische Erklärung über das Wesen der neuronalen Erregungsausbreitung vorgelegt und damit die Neurowissenschaften entscheidend geprägt hat.

„Die Gruppe wie die gesamte Forschungsstruktur wird auch nach der dreijährigen Förderung weitergeführt", betont Prof. Witte, der zugleich Prorektor für Forschung der Universität Jena ist. „Hier werden Partner zusammengebracht, die zu einem nachhaltigen Schwerpunkt vereinigt werden", freut sich auch Prof. Miltner.

Und diese Partner werden nun erforschen, wie die Schmerzsignale miteinander interagieren, in welcher zeitlichen Abfolge und wie die Signale zum Gehirn und im Gehirn versandt werden. Bildlich formuliert: Was passiert im Mega-Orchester der Neuronen, wenn wir plötzlich Schmerz verspüren? Welche Neuronen-Musiker spielen wann aufgrund welcher Informationen welche Töne und auf welchen Wegen werden diese übertragen? Dieses „Schmerz-Konzert" werden die Forscher der Universität Jena sowohl im gesunden als auch im kranken Körper, etwa bei rheumatischen oder entzündlichen Störungen, erforschen.

Analyse blitzartiger Ereignisse

Dazu wird die Dynamik der Informationsübertragung in der Schmerzmatrix auf der Grundlage synchron erfasster Daten der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) und der Elektroenzephalographie (EEG) bzw. der Magnetenzephalographie (MEG) ermittelt – denn anders wäre dieses blitzartige Geschehen im Gehirn kaum analysierbar. „Dafür ist die Neuentwicklung von geeigneten Analysemethoden und dynamischen Modellierungsstrategien unumgänglich", nennt Prof. Witte einige Anforderungen. „Denn erst die Verbindung von hoch entwickelten funktionell-bildgebenden Verfahren mit neuen mathematischen Analyse- und Modellierungsmethoden wird zu einer signifikanten Weiterentwicklung zukunftsweisender Ergebnisse und Anwendungen auf dem Gebiet der Computational Neuroscience beitragen", ist sich der Medizininformatiker sicher. Und nur wenn die Grundlagen der Schmerzentstehung im Gehirn bekannt sind, können auch neue Konzepte der Schmerztherapie entwickelt und vielleicht manche unerträgliche Schmerzen gelindert werden. AB

Kontakt:

Prof. Dr. Herbert Witte
Tel.: 03641 / 933133
E-Mail:

Prof. Dr. Wolfgang H. R. Miltner
Tel.: 03641 / 945140
E-Mail:

Prof. Dr. Herbert Witte ist Sprecher der neuen Bernstein-Gruppe der Uni Jena.

Foto: Günther

Richtiges Sehen will gelernt sein

Neurobiologen starten Kooperationsprojekt zum Sehenlernen

Nur etwa eine Handlänge weit, unscharf und verschwommen – so sehen neugeborene Babys ihre Umwelt. Dies liegt aber nicht an der Unvollkommenheit ihrer Augen sondern daran, dass ihr Gehirn die Sehreize noch nicht vollständig verarbeiten kann. „Während der ersten Lebensmonate durchläuft das visuelle System eine kritische Phase, in der visuelle Erfahrung Voraussetzung für die Ausbildung des Sehvermögens ist", weiß von der Universität Jena.

 
Die Koordinatorin des Projektes Prof. Dr. Siegrid Löwel und ihr Göttinger Projektpartner Dr. Fred Wolf an einem Messplatz zur computergestützten Analyse der Sehfähigkeit von Musen. Foto: Pilz

Grundlagen bislang ungeklärt

Fehlen diese Erfahrungen, kann es zu irreversiblen Schäden bis hin zur Blindheit kommen. „Obwohl diese kritische Phase seit über 30 Jahren bekannt ist, sind die zugrunde liegenden neurobiologischen Mechanismen bis heute weitgehend unklar", erläutert die Professorin für Neurobiologie. Genau diesen Mechanismen beim frühkindlichen Sehenlernen geht ein interdisziplinäres Forschungsprojekt nach, zu dem sich Wissenschaftler unter Prof. Löwels Federführung zusammengeschlossen haben. Gemeinsam mit PD Dr. Maxim Volgushev von der Ruhr-Universität Bochum und Dr. Fred Wolf vom Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen wollen die Jenaer Neurobiologen neue mathematische Konzepte in die Analyse von Lernvorgängen im Gehirn einbeziehen.

Im Rahmen des „Nationalen Netzwerks Computational Neuroscience" (Bernstein-Kooperation) fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) das Kooperationsprojekt in den kommenden drei Jahren mit insgesamt 750000 Euro. Rund 275000 Euro davon fließen an die Universität Jena.

Eine Maus beim Sehtest: Statt Buchstaben und Zahlen muss sie bestimmte Streifenmuster erkennen. Foto: Götze

In ihrem gemeinsamen Vorhaben werden die Neurowissenschaftler untersuchen, wie das Gehirn lernt, gesehene Szenen immer besser zu verarbeiten. „Unmittelbar nach der Geburt ist die Sehrinde des Gehirns noch nicht empfänglich für das Lernen durch visuelle Erfahrung", sagt Prof. Löwel.

Erst ein bis zwei Wochen nach dem ersten Augenöffnen kann visuelle Erfahrung bewirken, dass die neuronalen Schaltkreise, die die Sehinformation in der Hirnrinde verarbeiten, umgebaut werden. „Wir wollen klären, warum die Fähigkeit zum Erfahrungslernen erst zu einem späteren Zeitpunkt eingeschaltet wird", so Prof. Löwel. Die Neurobiologin und ihre Kollegen vermuten, dass erst zu diesem Zeitpunkt die Kommunikation der Nervenzellen die erforderliche zeitliche Präzision erreicht. Um diese Vermutung zu prüfen, wollen die Forscher nun mathematische Modellierungen mit neuen Verfahren zur Charakterisierung der zeitlichen Präzision der Informationsverarbeitung einzelner Neurone kombinieren. Außerdem wollen sie die Sehleistung und Neuroplastizität messen.

Die Rolle der Probanden übernehmen Labormäuse. Diese werden einem „Sehtest" unterworfen. „Dieser läuft ähnlich ab, wie ein Sehtest bei Menschen: Es wird ermittelt, wie klein die Details sein können, die gerade noch erkannt werden", erläutert die Projektkoordinatorin Prof. Löwel. Bei den Mäusen wird dies mit Hilfe von Streifenmustern gemacht, die sich bewegen. Erkennen die Tiere die Muster, folgen sie ihnen mit dem Kopf. „Dabei werden sie mit einer Kamera beobachtet und so können wir ihr maximales Auflösungsvermögen im Verhaltenstest bestimmen", so Löwel.

Gleichzeitig schauen die Forscher den Mäusen beim Sehen ins Gehirn: Mit Hilfe eines speziellen bildgebenden Verfahrens, mit dem sich die Aktivität von Nervenzellen optisch ableiten lässt. Neben dem Labor von Prof. Löwel am Institut für Allgemeine Zoologie und Tierphysiologie besitzen weltweit nur eine Hand voll Institute ein derartiges System, das Aktivitätsmuster des Gehirns mit sehr viel höherer Auflösung zeigt als z. B. ein Kernspintomograph.

Von den Untersuchungen erhoffen sich die Forscher neue Konzepte für die Diagnostik und Therapie von Störungen des zentralen Nervensystems. US

Hochintensitätslaser gegen Krebs

Forschungsverbund „onCOOPtics" erhält über 11,5 Millionen Euro 

Wenn Exzellenz mit Exzellenz verknüpft wird, sind die Erwartungen hoch und die Potenziale riesig. Das neue Verbundprojekt zwischen Jena und Dresden „onCOOPtics – Hochintensitätslaser für die Radioonkologie" will diesen Ansprüchen gerecht werden. Mit „onCOOPtics", so das Bundesforschungsministerium (BMBF), entsteht ein exzellenter und international leistungsstarker Forschungsverbund mit einem Schwerpunkt, der sich durch ein besonders hohes Zukunftspotenzial sowohl technisch als auch medizinisch auszeichnet.

 
Blick in einen Laserverstärker von POLARIS. Foto: FSU

Das europaweit einmalige Projekt soll Hochleistungslaser weiterentwickeln, um eine neue Qualität bei der Krebsbestrahlung zu erreichen. Es greift dabei auf die vorhandene Expertise auf dem Gebiet der Laserphysik im Zentrum für Innovationskompetenz (ZIK) „ultra optics" an der Universität Jena und das Know-how auf dem Gebiet der medizinischen Strahlentherapie im ZIK „OncoRay" an der TU Dresden zurück, die in der neuen Initiative „onCOOPtics" intelligent zusammengeführt werden.

Sein Vertrauen in die gebündelte Kompetenz beweist der Bund, der beide ZIK 2005 eingerichtet hat, durch die zusätzliche Förderung mit mehr als 11,5 Mio. Euro. Am 19. April übergab das BMBF in Jena die Förderbescheide in Höhe von 6,659 Mio. Euro an die Uni Jena und von 4,975 Mio. Euro an die TU Dresden.

Das Projekt besteht aus einem laser-physikalischen und einem biologisch-medizinischen Teil. Dazu arbeiten die Universität Jena, das Jenaer Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, die TU Dresden sowie das Forschungszentrum Dresden-Rossendorf zusammen. Gemeinsam werden Fragestellungen im Bereich der physikalisch-technischen Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Lasertechnik sowie zur Wechselwirkung von Teilchenstrahlen mit Gewebe bearbeitet. Hochleistungslaser werden eingesetzt, um z. B. Protonen- und Ionenstrahlen zu erzeugen, die eine schonendere und effektivere Krebstherapie erlauben.

Eine Schlüsselkomponente im Vorhaben bildet der POLARIS-Laser der Universität Jena. Er dient zur Erzeugung der Teilchenstrahlen, die für die Tumorbehandlung eingesetzt werden.

Teilchenstrahlen genau dosieren

Hier kommen die Erfahrungen aus dem Dresdner Universitätsklinikum besonders zum Tragen. Mit dem künftigen Superlaser sollen die Teilchenstrahlen in genau dosierter Menge direkt in die Krebsgeschwulst des menschlichen Körpers gelenkt werden. Punktgenau werden dadurch auch Tumore in heute schlecht zugänglichen Bereichen – etwa an der Schädelbasis oder im Brustkorb – so exakt getroffen, dass – im Idealfall – praktisch kein angrenzendes gesundes Gewebe geschädigt wird. Die damit mögliche Dosissteigerung könnte die Heilungschance von Krebspatienten deutlich verbessern. Darüber hinaus erwarten die Wissenschaftler, dass die neuartigen Strahlen eine höhere biologische Wirksamkeit auf Tumore haben als die heute üblicherweise in der klinischen Krebstherapie eingesetzten Strahlen.

Um diese neuen Strahlen für Patienten sicher und effizient nutzbar zu machen, müssen die Dresdner Wissenschaftler die vom Laser erzeugten Teilchen in eine neu zu entwickelnde Hochpräzisionsanlage einspeisen. Sie wird es erlauben, den Strahl millimetergenau aus verschiedenen Richtungen in einem Rasterverfahren auf den Tumor im Patienten zu lenken. Zur Präzision der Bestrahlung tragen zudem bildgebende Verfahren wie Computer- und Positronen-Emissions-Tomographie bei.

Bis der erste Patient mit diesem neuen Verfahren behandelt werden kann, ist allerdings noch ein weiter Weg zurückzulegen. Die Dresdner Wissenschaftler müssen hier vor allem Verfahren zur genauen Dosismessung der Laser-induzierten Strahlung entwickeln und die biologischen Eigenschaften dieser völlig neuartigen Strahlen erforschen. Alle physikalischen und biologischen Sicherheitsaspekte müssen genauestens überprüft werden, bevor die neue Laser-Radioonkologie für die Krebsbehandlung bei Patienten eingesetzt werden kann. AB

Kontakt:

Prof. Dr. Andreas Tünnermann
Tel.: 03641 / 657640
E-Mail:

Die Mehrfachfärbung von Proteinen in Zellen.

Foto: TU Dresden

Stereotype aus dem Mittelalter

Forschungsprojekt untersucht aktuellen Antisemitismus in Deutschland

„Ihr seid keine Deutschen – geht nach Israel". Nicht immer ist es so einfach, antisemitische Tendenzen zu erkennen, wie in diesem Zitat eines – nicht anonymen – Briefes. Oft sind die Formulierungen vager, die Sätze weniger deutlich. Doch Antisemitismus wird sprachlich hufiger befördert als vielen bewusst ist. „Antisemitismus wird primär über Sprache transportiert", sagt Prof. Dr. Monika Schwarz-Friesel von der Universität Jena. Wie er sich zurzeit verbal zu erkennen gibt bzw. in und hinter Worten verbirgt, das untersucht die Sprach- und Kognitionswissenschaftlerin mit ihrem Team in einem neuen Forschungsprojekt.

Förderung ist Premiere

Das gerade gestartete Vorhaben „Konzeptualisierungs- und Verbalisierungsformen des aktuellen Antisemitismus in Deutschland" wird zunächst für zwei Jahre von der Brandeis University in den USA mit 100000 US-Dollar gefördert. „Es ist das erste Mal, dass sich das renommierte Sarnat-Institut der Brandeis University an einem Forschungsprojekt in Deutschland beteiligt und dieses zudem finanziell fördert", freut sich Schwarz-Friesel über die damit verbundene Anerkennung.

Die Forscher werden textwissenschaftliche Analysen durchführen. Dabei wollen sie die kognitiven Stereotype aufzeigen, die den aktuellen Antisemitismus in Deutschland kennzeichnen. Außerdem „wollen wir die Verbalmanifestationen und argumentativen Strategien beschreiben und in ihrem historischen Kontext erklären", benennt die Germanistin die Ziele.

Es geht um die Frage, ob sich ein „neuer" Antisemitismus in Deutschland entwickelt hat. Schwarz-Friesel geht davon aus, dass es „eher ein alt-neuer" ist. Relativ modern sei, dass der Antisemitismus nun oft getarnt als Antiisraelismus daherkomme. Doch sie weiß aus zahlreichen Vorstudien, dass viele Stereotype, die teilweise noch aus dem Mittelalter stammen wie der „wuchernde oder geizige Jude", weiterleben. Außerdem wird oft ein Vokabular aus der Zeit des Nationalsozialismus weiter genutzt.

Welche argumentative Strategien moderne Antisemiten benutzen, untersuchen die Jenaer Forscher in dem neuen Projekt, das in Kooperation mit dem Sarnat-Institut und mit Forschern von der Hebrew University of Jerusalem bearbeitet wird. Analysiert werden dafür ca. 5000 Briefe und E-Mails aus den Jahren 2004 bis 2007, die an den Zentralrat der Juden in Deutschland sowie die israelische Botschaft in Berlin gesandt wurden. Dabei wurde keine Vorauswahl getroffen. Die Texte weisen jedoch deutliche Tendenzen auf. „Dennoch sind die wenigsten dieser Briefe anonym", sagt die Jenaer Wissenschaftlerin. Bereits eine erste Sichtung der Texte zeigte, „dass die Schreiber nicht vom Rand der Gesellschaft kommen". Die Absender sind überwiegend Deutsche und „stammen aus der ,Mitte’ Deutschlands". Die Textanalysen sollen aufzeigen, mit welchen Sprachformen Antisemitismus explizit und implizit ausgedrückt wird. AB

Demokratie und was sie bedeutet

Projekt von Indogermanisten zu Normen und Werten erneut gefördert

„Lassen Sie uns mehr Freiheit wagen!" Mit diesen Worten startete Bundeskanzlerin Angela Merkel im November 2005 in ihre Regierungszeit. „Lassen Sie uns die Wachstumsbremsen lösen!", ergänzte sie ihren Aufruf. Gemeint war also vor allem mehr Freiheit für wirtschaftliches Handeln. Diese Verwendung von „Freiheit" ist in Westeuropa weit verbreitet, in Osteuropa wird der Begriff oft anders interpretiert. „Wenn in Albanien oder der Ukraine die Rede von Freiheit ist, wird darunter meist nationale Freiheit verstanden", erläutert Prof. Dr. Rosemarie Lühr, Inhaberin des Lehrstuhls für Indogermanistik der Universität Jena.

In dem Projekt „Normen und Werte in der Verständigung zwischen Ost- und Westeuropa" hat die Sprachwissenschaftlerin gemeinsam mit Soziologen und Philosophen die unterschiedlichen Bedeutungen von „Freiheit", „Gleichheit" und „Gerechtigkeit" untersucht. „Wir haben teilweise große Unterschiede festgestellt", berichtet Lührs Mitarbeiterin Bettina Bock. So werde etwa der Begriff „Gleichheit" in Osteuropa vor allem im Sinne von sozialer Gleichheit verstanden, die Gleichheit vor Gericht sei viel weniger bedeutend. Dabei verläuft die Trennlinie häufig schon innerhalb Deutschlands. „In Ostdeutschland spielt die soziale Gleichheit eine große Rolle. Im Westen ist dagegen die Freiheit als Grundlage der sozialen Gerechtigkeit wichtiger ", so Bock. Zudem gibt es eine unterschiedliche Wahrnehmung des Begriffs „Freiheit" selbst: „Für die Ostdeutschen war 1989 die Reisefreiheit am wichtigsten, im Westen geht es eher um wirtschaftliche und politische Freiheit", so Bock.

Für die Fortsetzung des Projekts „Normen und Werte in der Verständigung zwischen Ost- und Westeuropa", an dem auch Wissenschaftler aus zehn west- und osteuropäischen Ländern beteiligt sind, hat die Volkswagenstiftung im Rahmen ihrer „Europa-Förderinitiative" nun 380000 Euro bewilligt. Das Projekt wird gemeinsam von Prof. Lühr und ihrem Jenaer Kollegen Prof. Dr. Hartmut Rosa (Lehrstuhl für allgemeine und theoretische Soziologie) sowie Prof. Dr. Matthias Kaufmann, Professor für Ethik am Institut für Philosophie der Universität Halle-Wittenberg, bearbeitet.

In den kommenden drei Jahren sollen insgesamt knapp 20 weitere Begriffe untersucht werden. „Neben einer Feinanalyse sprachwissenschaftlicher Art, einer philosophisch ausgerichteten Begriffsgeschichte der einzelnen Wörter und einer soziologischen Diskursanalyse gehen wir auch der Frage nach: Welche Normen und Werte konstituieren Europa?", erläutert Bock. Daher werden in der am 1. Juni angelaufenen zweiten Projektphase unter anderem Begriffe wie „Demokratie", „Autonomie" und „Solidarität" untersucht.

„Zum Abschluss geben wir eine Art Wörterbuch heraus, in dem man beispielsweise erkennen kann, welcher Aspekt eines Begriffes in welcher Sprache eine Rolle spielt und welcher nicht", erläutert Bettina Bock das Ziel des Projekts. Neben einer Ausgabe als Buch plus CD-Rom soll das Wörterbuch auch als Onlineversion erscheinen. EB

Kontakt:
Tel.: 03641 / 944380
E-Mail:

Musikwissenschaftler startet Projekt zum Umbau zweier Orgeln

Es ist wie bei alten Gebäuden: Mal wird hier etwas angebaut, dort saniert, an anderer Stelle etwas entfernt und erneuert. Im Leben einer alten Orgel gibt es ähnliche Veränderungen und wie bei manchen Bauten fehlen dazu oft Aufzeichnungen über solche Umbauten. Die Geschichte dieser Veränderungen dokumentieren und analysieren wird jetzt HDoz. Dr. Franz Körndle von der Universität Jena an zwei besonders wertvollen Exemplaren. Der Wissenschaftler vom Institut für Musikwissenschaft Weimar-Jena wird zusammen mit dem Greifenberger Institut für Musikinstrumentenkunde eine „Befundsicherung" der beiden Orgeln in der Abteikirche Ottobeuren durchführen.

Eines der prachtvollen Instrumente in der Abteikirche Ottobeuren. Foto: Balk 

Begonnen wird im Auftrag der Pfarrgemeinde Ottobeuren mit der kleinen Heilig-Geist-Orgel. Körndle plant ein gutes halbes Jahr für hochauflösende Fotografien von Pfeifenwerk, Windladen und Spielanlage, um daraus die photogrammetrische Vermessung zu erstellen. Dazu kommt eine präzise Aufnahme sämtlicher Pfeifen-Signaturen. Detailuntersuchungen mit Messmikroskop und Endoskopie geben die Möglichkeit, den Werkstattgeheimnissen der Orgelbauer auf die Spur zu kommen. Die Kosten für die Dokumentation werden etwa 45000 Euro betragen.

Der Musikwissenschaftler von der Universität Jena hat große Erfahrung mit solchen Projekten. Hat er doch beispielsweise erst vor kurzem die Befundsicherung für eine Orgel aus dem frühen 17. Jahrhundert in Gabelbach bei Augsburg abgeschlossen, die nun auf der Basis der dabei erstellten Dokumentation restauriert wird. Auf das neue Projekt freut sich der Orgelspezialist jedoch besonders: „Es sind die Stradivaris unter den Orgeln", schwärmt Körndle von den Ottobeurener Instrumenten, die „so berühmt sind, weil sie enorm gut klingen". Warum das so ist, wird bei der wissenschaftlichen Begutachtung ebenso eine Rolle spielen, wie die Frage was doch verändert wurde. Dabei ist sich Körndle sicher, dass es ein „aufregendes Projekt" wird, bei dem er auf viele Spuren stoßen wird, die vermutlich auf den ursprünglichen Orgelbauer zurückgehen, denn viel verändert wurde an diesen Instrumenten wohl nicht.

Der Orgelbauer war Karl-Josef Riepp, der mit der Anfertigung der Instrumente 1775 begonnen und sie im Folgejahr zur Einweihung abgeschlossen hat. Riepp war dank einer Heirat reich und konnte es sich leisten, nur wirklich interessante Aufträge anzunehmen. So erhielt der gebürtige Ottobeurener jedes Geld, das er für den Auftrag benötigte. Am Ende entstanden Orgeln nach französischem Geschmack – wofür es zu jener Zeit in Ottobeuren gar keine Musik gab. Und so wurden 20 Jahre später – nach Riepps Tod – die Orgeln das erste Mal verändert: Sie wurden hher gestimmt, um nun auch für die heimische Musik den besten Klang zu liefern. „Dazu musste man an den Pfeifen etwas abschneiden", weiß Franz Körndle bereits. Auch dass die große Orgel an sechs Eisenträgern hängt, von denen drei gebrochen sind, hat das Analyseteam bereits entdeckt. Dennoch liegt noch viel Arbeit vor den Wissenschaftlern, um die Baugeschichte dieser Stradivaris unter den Orgeln zu entschlüsseln. AB

Kontakt:
HDoz. Dr. Franz Körndle
Tel.: 03641 / 944990
E-Mail:

Foto: Busch

„Haute Couture" aus Holz

Chemiker entwickeln ionische Flüssigkeiten für die Zelluloseverarbeitung

Ob Erdöl, Gas oder Kohle – fossile Rohstoffe werden immer knapper. Das ist nicht nur ein wachsendes Problem bei der Energiegewinnung. Mit den geringer werdenden Ressourcen schwinden auch Rohstoffe für die Produktion von Verbrauchsgütern.

So kann Zelluloseverarbeitung auch aussehen. Damit sich das Naturprodukt jedoch zu Fasern verarbeiten lässt, muss es aufgelöst werden. Mit ionischen Flüssigkeiten gelingt das Chemikern jetzt besser. Grafik: Silke Leonhardt

„Nachwachsende Rohstoffe rücken deshalb immer stärker in den Blickpunkt", beobachtet Dr. Annegret Stark von der Universität Jena und nennt als Beispiel die Zellulose. Als Bestandteil von Holz macht sie einen Großteil der auf der Erde vorkommenden Biomasse aus.

Universeller Rohstoff

„Schon heute wird Zellulose vielfältig genutzt: zur Papierherstellung, in der Bekleidungsindustrie oder als Basis für Verpackungsmaterialien, Wrme- und Schalldämmstoff", so die Chemikerin vom Institut für Technische Chemie und Umweltchemie.

Doch nicht allein ihr Vorhandensein in großer Menge macht Zellulose als Rohstoff für die Industrie interessant. Vielmehr lässt sie sich chemisch so modifizieren, dass sie neue zusätzliche Eigenschaften bekommt und z. B. antibakteriell wirkt. Dem steht jedoch bislang ein Problem im Wege: Zellulose ist absolut unlöslich in Wasser und den meisten gängigen Lösungsmitteln. Eine gute Löslichkeit ist aber Voraussetzung für ihre Verarbeitung. Bisher mussten Chemiker den Naturstoff Zellulose deshalb in komplizierten Gemischen lösen, die jedoch eine ganze Reihe gravierender Nachteile haben. So sind sie z. B. nicht recyclebar und neigen bei hohen Temperaturen zu gefährlichen Verpuffungen.

Deshalb haben Forscher des Instituts für Technische Chemie und Umweltchemie und des Kompetenzzentrums Polysaccharidforschung der Universität Jena sowie der Ostthüringischen Materialprüfgesellschaft für Textil und Kunststoffe mbH in Rudolstadt ein Forschungsprojekt ins Leben gerufen. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) fördert das Forschungsvorhaben in den kommenden anderthalb Jahren mit rund 460000 Euro. In diesem Projekt wollen die Wissenschaftler eine neue Klasse von Lösungsmitteln, die so genannten ionischen Flüssigkeiten, für die Verspinnung der Zellulose zu Fasern untersuchen.

Im Gegensatz zu konventionellen Lösungsmitteln bestehen ionische Flüssigkeiten vollständig aus Ionen. Ihr großer Vorteil: Sie verdampfen nicht und bilden deshalb keine explosiven Gasgemische.

Effizientes Verfahren etablieren

Neben dem Sicherheitsaspekt haben die Kooperationspartner auch das Recycling der Lösungsmittel im Blick. „Wir wollen einen Prozess etablieren, der sowohl ökologisch als auch ökonomisch effizienter als bestehende Verfahren ist und gleichzeitig Fasern von höherer Reiß- und Schlingenfestigkeit erzielen", nennt Dr. Stark das Projektziel.

Neben diesen praktischen Vorteilen eröffnet der Einsatz ionischer Flüssigkeiten als Lösungsmittel zur Zelluloseverarbeitung auch völlig neue Möglichkeiten der chemischen Modifizierung. Die damit einhergehenden Änderungen der Zelluloseeigenschaften erlauben die Herstellung von pharmazeutischen Produkten, Lebensmitteln und Baustoffen. US

Kontakt:
Tel: 03641 / 948413
E-Mail:

Dr. Annegret Stark und ihre Kollegen suchen nach der besten Lösung für Zellulose.

Foto: Scheere

Gesundheit essen?

Grundlagenprojekt zur Ernährungsforschung

Der Lehrstuhl für Humanernährung der Universität Jena hat im Mai ein neues Forschungsprojekt im Bereich der ernährungswissenschaftlichen Grundlagenforschung begonnen. Das Team um Prof. Dr. Michael Ristow wird untersuchen, in welcher Wechselwirkung einzelne Lebensmittelinhaltsstoffe mit dem Energiestoffwechsel des Körpers stehen. Das ergebnisoffene Projekt trägt den Titel „Regulation und Modulation des Stoffwechsels" und ist zunächst auf drei Jahre angelegt. Es wird von der Coca-Cola GmbH gefördert. Am Lehrstuhl konnte dadurch die Stelle von Anja Voigt geschaffen werden.

„Die Kooperation mit Coca-Cola hilft uns, die Grundlagenforschung in weitere Anwendungsbereiche auszudehnen", erläutert Ristow. „Zwar gilt es heute allgemein als sicher, dass ein Zusammenhang zwischen Ernährung und Krankheitsprävention besteht. Was genau im Körper passiert, wenn wir bestimmte Nahrungsinhaltsstoffe zu uns nehmen, durchschauen wir aber erst im Ansatz." Ristow und sein Team werden deshalb gezielt nach Inhaltsstoffen der Nahrung suchen, die zur Prävention von Krankheiten wie Krebs, Diabetes oder Fettstoffwechselstörungen beitragen können.

Erfreut über den Projektstart zeigt sich auch die Geschäftsführerin von Coca-Cola Deutschland, Béatrice Guillaume-Grabisch: „Sich ausgewogen zu ernähren, ist wichtig für die Gesundheit. Darum brauchen wir gesicherte Erkenntnisse darüber, was einzelne Nahrungsinhaltsstoffe im Körper auslösen. Auf dieses Wissen stützen wir uns als Lebensmittelhersteller, wenn wir neue Produkte entwickeln. Deshalb freuen wir uns, die Arbeit von Professor Ristow und seinem Team unterstützen zu können." PM

Radarauge sieht bei jedem Wetter

„TerraSAR-X" ins All gestartet – Geografen nutzen seine Daten

Strahlenden Himmel und Sonnenschein – dieses Wetter lieben nicht nur sonnenhungrige Urlauber oder Besitzer von Solarenergie-Anlagen. Auch für die Arbeit von Geowissenschaftlern, die sich mit Fernerkundung befassen, war bislang ein wolkenloser Himmel eine wichtige Arbeitsvoraussetzung. „Andernfalls zeigten uns Satellitenaufnahmen, die wir für unsere Forschungen nutzen, nichts von der Erdoberfläche sondern lediglich eine Wolkendecke", sagt Prof. Dr. Christiane Schmullius.

Satelliten-Aufnahmen von Nordhausen in Thüringen. Links: eine optische Aufnahme. Die Sicht ist zum Teil von Wolken verdeckt. Rechts: Die Radaraufnahme liefert einen ungetrübten Blick. Fotos: Eumirage (l.), ESA (r.)

„Doch diese Zeiten sind vorbei", ist sich die Inhaberin des Lehrstuhls für Fernerkundung der Universität Jena sicher. Denn am 15. Juni startete vom kasachischen Weltraumbahnhof Baikonur aus der deutsche Fernerkundungssatellit „TerraSAR-X". Dieser öffentlich und privat finanzierte Satellit arbeitet per Radar. Seine Instrumente liefern aus 500 Kilometern Höhe hochaufgelöste Bilder von der Erdoberfläche. „Und zwar unabhängig von Tageslicht und bei jedem Wetter", so Schmullius.

Gegenüber bisherigen Satelliten, wie Envisat, die Aufnahmen mit einer Auflösung von 25 Metern lieferten, ist „TerraSAR-X" ein echtes Adlerauge: Seine Bilder sollen bis auf einen Meter aufgelöst sein. Dies freut die Jenaer Geografin vor allem deshalb, weil sie und ihre Partner zu den ausgewählten Teams gehören, die die Daten, die „TerraSAR-X" aus seiner Umlaufbahn zur Erde funkt, als Erste wissenschaftlich nutzen dürfen. Ihr Projektvorschlag gehört zu den sieben aus 41 Vorschlägen, die das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) dafür ausgewählt hat. Das DLR als Auftraggeber für Entwicklung und Bau des Satelliten ist zuständig für dessen wissenschaftliche Nutzung.

Weltweiter Waldbestand

In ihrem Projekt arbeiten die Jenaer Geografen eng mit der Welternährungsorganisation (FAO) der Vereinten Nationen zusammen. „Diese Organisation veröffentlicht seit 1946 in Abständen von fünf bis zehn Jahren einen Bericht zum weltweiten Waldbestand", weiß Prof. Schmullius.

Das Wissen um die globalen Waldressourcen ist dabei sowohl von wissenschaftlichem als auch von wirtschaftlichem Interesse. So regulieren die Wälder den Kohlendioxidgehalt in unserer Atmosphäre und nehmen entscheidenden Einfluss auf das Klima. „Aber auch um den Bedarf und die Ressourcen für die Nutzung von Holz etwa im Bereich der Papier- oder Möbelherstellung abzuschätzen, sind solche Daten wichtig", so Prof. Schmullius.

Bisher basiert die Statistik der FAO jedoch ausschließlich auf Daten, die die nationalen Forstbehörden der Organisation melden. Dabei handelt es sich jedoch nicht um geografisch lokalisierbare statistische Angaben.

Für Validierungszwecke müssen jedoch Kartierungen herangezogen werden. In tropischen sowie borealen Bereichen sind diese mit optischen Daten allein aber nur ungenügend zu realisieren, da diese Gebiete in der Regel von Wolken bedeckt sind. Dabei wird das Radarauge von „TerraSAR-X" künftig maßgebliche Unterstützung leisten und eine Überprüfung der statistischen Angaben erst ermöglichen. US

Kontakt:
Prof. Dr. Christiane Schmullius
Tel.: 03641 / 948880
E-Mail:

Mit dem Alter steigt das Risiko

Kooperationsprojekt zur Arteriosklerose wird mit 382000 Euro gefördert

Arteriosklerose ist eine der am häufigsten vorkommenden Erkrankungen unserer Zeit. Der wichtigste – aber am wenigsten verstandene – Risikofaktor für diese Krankheit ist das Alter. Die durch Arterienverkalkung ausgelöste Gefäßerkrankung und deren Folgen sind in den Industrienationen die häufigste Todesursache. Wodurch die gefährliche Arteriosklerose ausgelöst wird und welche altersabhängigen Veränderungen der Arterienwand dazu beitragen, ist aber nach wie vor nicht geklärt.

Diese bisher vernachlässigten Mechanismen wollen Jenaer Wissenschaftler identifizieren: „Erste Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass bei der Arteriosklerose Autoimmunreaktionen ähnlich denen rheumatischer Erkrankungen ablaufen und die Gefäßwände angreifen und zerstören und dass der offenbar autoaggressive Charakter der Immunreaktion strikt altersabhängig ist", erklärt Prof. Dr. Andreas Habenicht, Direktor des Instituts für Vaskuläre Medizin (IVM) am Universitätsklinikum (UKJ).

Um diese Hinweise systematisch untersuchen zu können, erhält das IVM jetzt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft Fördergelder in Höhe von insgesamt 382000 Euro für ein Kooperationsprojekt mit dem Fritz-Lipmann-Institut für Altersforschung. Weitere Partner in dem auf zunächst drei Jahre ausgelegten Projekt sind Immunologen in Deutschland und US-amerikanische Forschergruppen in Chicago und New York.

„Mit Hilfe dieser jetzt geförderten Grundlagenforschung erhoffen wir uns Informationen über die altersabhängigen Auslöser-Mechanismen der Arteriosklerose und damit neue Ansätze zur Bekämpfung der Gefäßzerstörung", so Prof. Habenicht. HR

Kontakt:
Prof. Dr. Andreas Habenicht
Tel.: 03641 / 933237
E-Mail: