Sekundäre Immundefizienz nach ZNS-Verletzung Intraoperative ...

GK-VORSTELLUNG
GK-VORSTELLUNG
Interdisziplinäre Ansätze in den
zellulären Neurowissenschaften
Interdisziplinäre Methoden und Tandem-Betreuung der Kollegiaten - Zur Einrichtung des
Graduiertenkollegs „InterNeuro“ an der Universität Leipzig (www.interneuro.de)
Andreas Reichenbach
Im April 2005 wird an der Universität Leipzig
das von der DFG geförderte Graduiertenkolleg
„InterNeuro“ (GRK 1097) seine
Arbeit aufnehmen. In diesem Kolleg haben
sich Mediziner, Biologen, Physiker und
Mathematiker zusammengeschlossen, um
aktuelle Fragen der zellulären Neurowissenschaften
mit neuartigen Methoden- und
Ideenkombinationen zu verfolgen. Kristallisationspunkt
des Kollegs war die grundsätzliche
Erkenntnis, dass wissenschaftliche
Fragen - unabhängig davon, wie bedeutsam
sie aus beispielsweise klinischer Sicht
sein mögen - nur dann bearbeitet werden
können, wenn eine geeignete Methodik dafür
zur Verfügung steht. Eine tiefe Kenntnislücke
klafft bisher beispielsweise in Hinblick
auf die mechanischen Eigenschaften
des Nervengewebes. So weiß man praktisch
nichts darüber, wie ein Nerv die embryonal
etablierte Verbindung zum Zielorgan im
wachsenden Organismus aufrechterhält und
dabei seine Länge vertausendfachen kann
(und das, obwohl z.B. der Verlauf der Cauda
equina innerhalb der adulten Wirbelsäule
noch die mechanischen Kräfte erahnen
lässt, die das ungleiche Wachstum der Gewebe
jahrelang auf die Nerven ausgeübt
haben muss). In jüngster Zeit sind moderne
physikalische Technologien entwickelt
worden, mit deren Hilfe die lange vernachlässigten
Probleme der „Neuro-Mechanik“
endlich untersucht werden können (Optical
Stretcher u.a. Laser-Technologien). In ähnlicher
Weise besteht seit vielen Jahren ein
dringendes Interesse an der subzellulären
Verteilung von Ionen und Spurenelementen
im Nervengewebe, dessen Aktivität,
Differenzierung und sogar Überleben von
diesen Parametern abhängig sind. Auch hier
bietet der jetzt mögliche Einsatz von Hochenergie-Ionen-Nanosonden
an Hirnschnitten
erstmals die Gelegenheit, wesentliche
Kenntnislücken zu schließen. Als weitere
neurowissenschaftliche Probleme, deren
Lösung den Einsatz innovativer Technologien
erfordert, seien hier das Monitoring
von synaptischer Plastizität (Multiphoton-
Mikroskopie) und die Untersuchung der
Lichttransmission durch die Zellen der
Netzhaut (Laser-Technologien) aufgeführt.
Auch in der angewandten Mathematik und
theoretischen Physik sind in den letzten
Jahren durch die Anforderungen komplexer
und vielskaliger Phänomene in den
Naturwissenschaften neuartige Lösungswege
gefunden worden, die jetzt zur Modellierungbiophysikalisch-neurowissenschaftlicher
Probleme genutzt werden können.
Das beantragte Kolleg greift diese neuen
Technologien auf und fokussiert sie auf
mehrere Fragestellungen:
1. Pathophysiologie des Makula-Ödems
2. Entwicklungsmechanik der Fovea centralis
3. Retinale Angiogenese: Diabetische Retinopathie
4. Räumlich-zeitliche Strukturbildung retinaler
Sphäroide
5. Lichtleitereigenschaften von Netzhautzellen
6. GNDF-abhängige Photorezeptor-Reifung
7. Aktive Biomechanik der Growth Cone-
Bewegung
8. Ortsaufgelöster Spurenelement-Nachweis
im ZNS
9. Passive und aktive Mechanik der Neurodegeneration
10. Molekulare Pathophysiologie der zentralen
Osmoregulation
11. Regulation der IP 3 -Signalkaskade durch
Calbindin D28k
12. Neuronale Ca 2+ -Signale in vitro und in
silico
13. GABAerge und glycinerge Inhibition
im auditorischen Hirnstamm
14. Exzitation und Inhibition im auditorischen
Hirnstamm
Insgesamt elf Arbeitsgruppen aus Instituten
und Kliniken der Medizinischen Fakultät
sowie Instituten der Fakultät für Biowissenschaften,
Pharmazie und Psychologie
und der Fakultät für Physik und Geowissenschaften
der Universität Leipzig sowie
aus dem Leipziger Max-Planck-Institut für
Mathematik in den Naturwissenschaften
halten dazu eine Reihe von hochspezialisierten
Forschungstechnologien bereit.
Dazu gehören unter anderem Lasertechnologien
wie Optical Stretcher und konfokale
sowie Multiphoton-Lasermikroskopie,
biophysikalische Methoden wie Fluoreszenzlebenszeit
(FLIM) - und Fluoreszenzerholungszeitmessungen
(FRAP), Hochenergie-Ionen-Nanosonde,
Bioreaktoren und
Atomic Force Microscopy (AFM), biochemische
Methoden wie Microarray-Analyse
und AlphaScreen-Technologie, aber auch
hochtechnologisierte medizinische Verfahren
wie die Netzhaut-Mikrochirurgie und
die optische Kohärenztomographie (OCT)
sowie mathematische Methoden zur Beschreibung
komplexer biologischer Phänomene.
Für die 14 Doktoranden und den Postdoktoranden
wird damit eine Ausbildung
in der zukunftsorientierten neurowissenschaftlichen
Forschung sowie in der zunehmend
wichtiger werdenden interdisziplinären
Kommunikation und Kooperation
angeboten. Dieses Angebot ist
Chance und Herausforderung zugleich -
immerhin ist die Arbeit in Grenzbereichen
zwischen den etablierten Wissenschaftsdisziplinen
für die meisten Absolventen
ungewohnt. Um den Einstieg zu erleichtern,
wird jeder Stipendiat von zwei Hochschullehrern
gemeinsam angeleitet. Diese
Tandem-Betreuung (in der Regel durch einen
Lebens- und einen Naturwissenschaftler)
garantiert die Anwendung der zur Beantwortung
der jeweiligen Frage erforderlichen
spezialisierten Methodik und schafft
zugleich ein Umfeld, in dem die Stipendiaten
sich schnell zurechtfinden und etablieren
können. Ein interdisziplinäres Vorlesungs-
und Kursprogramm unterstützt
zusätzlich den Integrationsprozess und
hilft, anfangs vorhandene Lücken auf ausbildungsfernen
Gebieten schnell zu
schliessen.
36 Neuroforum 1/05