Wissenschaft im Schloss Series ID:197

Digitalisierung ist eines der großen Schlagwörter der Gegenwart. Sehen die einen darin das Heil für unsere Gesellschaft, fühlen andere sich unter Stress gesetzt, nicht zuletzt aus Angst vor einer seelenlosen Welt von Algorithmen, in der das Individuum die Kontrolle verliert. Eine mögliche Antwort scheint Digitalisierungs-Skeptikern in einer Art Rückwendung zu den Idealen der Romantik zu liegen, jener Epoche zu Beginn des 19. Jahrhunderts, in der das Schöpferische, die Leidenschaften und das (Über-)sinnliche, auch die Hinwendung zur Natur, den Menschen einzigartig machten und ihn vom „Automaten“ unterschieden. Auch die Sehnsucht nach charismatischen Führungsfiguren ist typisch romantisch. Welche Indizien gibt es für eine solche Gegenströmung in unserer Gesellschaft? Kann sie tatsächlich Sinn und Zuflucht bieten, während die Welt immer moderner wird? Und welche Chancen und Gefahren birgt ein solcher Gegentrend? Über diese und viele weitere Fragen diskutieren Expertinnen und Experten der FAU (Prof. Dr. Aida Bosch, PD. Dr. Sebastian Büttner, Prof. Dr. Simone Derix, Prof. Dr. Christine Lubkoll). In Kooperation mit dem Collegium Alexandrinum

China, die älteste noch bestehende politische Institution unserer Erde, ist aus der Welt der Politik, der Wirtschaft und der Kultur nicht mehr wegzudenken. Aber wie kann man das Geheimnis dieses Erfolges am besten begreifen? Die eine „Formel für China“ gibt es nicht, doch es ist möglich, in Chinas Geschichte und Gegenwart Konstanten und Brüche im chinesischen Selbstverständnis zu identifizieren. Michael Lackner erklärt, wie sich diese vor allem auf das Verhältnis des Vielvölkerreichs China zur Welt auswirken. Anhand von historischen Schlüsselmomenten in Politik, Wissenschaft, Religion und Kunst wird das Beharrungsvermögen der chinesischen Kultur verdeutlicht. Dabei werden jedoch auch die zum Teil dramatischen Veränderungen der Gegenwart nicht vergessen.

Die Anbetung der Hirten und der Könige sind nicht nur zentrale Ereignisse der Weihnachtsgeschichte, sondern auch bedeutende Themen der bildenden Kunst. Während die Anbetung der Könige sich seit dem frühen Christentum weit verbreitet und differenziert hat, erreicht die Anbetung der Hirten ihre Hochzeit erst in der Frühen Neuzeit. Gemeinsam kommen diese beiden Ikonografien auf viele tausend Darstellungen. Peter Bell zeigt, wie sich die Forschung mit Hilfe von Computern diesen vielfigurigen Motiven und ihren zahlreichen stilistischen und technischen Umsetzungen annähern kann. Inwieweit ist es möglich, Szenen automatisiert zu erkennen und aufgrund eines visuellen Befundes auch zu verstehen? Dabei wird nicht nur der aktuelle Stand des künstlichen Sehens deutlich, sondern auch, wie sich die weihnachtlichen Motive über die Jahrhunderte verändert und entwickelt haben.

Paläontologie, die „Lehre vom alten Seienden“, trägt seit über 200 Jahren erheblich zum Naturverständnis bei. Im Rahmen ihrer größten Errungenschaften hat die paläontologische Forschung Artensterben als Tatsache etabliert und Darwins Evolutionstheorie untermauert. Lange als rein beschreibende Disziplin belächelt, widmet sich die Paläontologie mittlerweile erfolgreich großen Zukunftsfragen wie zum Beispiel den Klimaeinflüssen auf Organismen und Ökosysteme. Wolfgang Kießling, Paläontologe an der FAU und Mitautor des nächsten Weltklimaberichts, zeigt die neuesten Erkenntnisse und Entwicklungen auf – und lädt dabei auch zum Mitmachen ein.

Musikliebhaber und leidenschaftliche Konzerthörer haben oft ein feines Ohr für die musikalische Stilistik. Viele von ihnen erkennen sofort den Komponisten, auch wenn sie ein bestimmtes Stück noch nie gehört haben. Kann auch ein Computer solche Fähigkeiten erlernen? Und wie geht er dabei vor? Solche Fragen beleuchtet Christof Weiß, Mitarbeiter der AudioLabs Erlangen und selbst Komponist, in seinem Vortrag. In seiner Dissertation hat er Algorithmen entwickelt, die Musikaufnahmen in verschiedene Kategorien einordnen können. Er erläutert die Funktionsweise dieses Systems und bietet dabei einen Einblick in die Vermessung musikalischer Eigenschaften – von Tonhöhen über Akkorde bis hin zum Musikstil.

Gletscher werden häufig als Indikatoren für klimatische Änderungen herangezogen. Dabei ist es jedoch auch wichtig, die zugrundeliegenden Prozesse und Mechanismen zu verstehen und die zeitliche Dimension der Änderungen im Blick zu behalten. Matthias Braun zeigt in seinem Vortrag die neuesten Erkenntnisse aus der Auswertung von Satellitendaten zu Gletscheränderungen in verschiedenen Regionen unserer Erde. Die Ergebnisse ermöglichen regionale bis kontinentale Aussagen zu den Flächen-, aber auch zu Volumen- und Massenänderungen der Gletscher. Neben diesen aktuellen Bezügen ermöglichen Analysen der Zeitreihen solcher Daten aber auch bessere Einblicke in den eigentlichen Ablauf der Prozesse. Matthias Braun ordnet diese Arbeiten auch in den größeren globalen Kontext und die aktuelle Diskussion zum Klimawandel ein.

Medizin ist etwas Gutes. Aber auch in der Medizin gibt es „des Guten zu viel“. Woran liegt es, dass immer mehr Patienten, aber auch Ärzte sich in unserem Gesundheitssystem nicht mehr wohl fühlen? Sind die Ärzte zu profitorientiert? Sind die Patienten zu anspruchsvoll? Ist vielleicht die Politik schuld? Oder sind wir es am Ende alle gemeinsam? Wer aber profitiert davon und wer leidet darunter, dass die Medizin so geworden ist, wie sie ist? Wie kann man zwischen sinnvoller, unnützer oder gar schädlicher Medizin unterscheiden? Thomas Kühlein ist Direktor des Allgemeinmedizinischen Instituts und greift diese und viele weitere Fragen in seinem Vortrag auf.

Das Jahr 2018 steht als Wissenschaftsjahr unter dem Thema „Arbeitswelten der Zukunft“. Die Facetten der Forschung hierzu sind reichhaltig. Darüber hinaus betrifft uns die Zukunft der Arbeit auch ganz praktisch und die Frage, ob es überhaupt eine solche geben kann, berührt uns alle. Wie gehen wir damit um, wenn Algorithmen zu Kollegen werden? Gemeinsam mit dem Publikum wird Kathrin M. Möslein einen Blick in die Zukunft werfen: Wohin führt die Digitalisierung? Was ist dran an den dramatischen Prognosen zu disruptiven Umwälzungen der Arbeitswelt? Und woher kommt die ganze Aufregung um Digitalisierung und Disruption, mit der wir aktuell auf Schritt und Tritt konfrontiert werden? Prof. Möslein blickt in ihrem Vortrag genau auf diese Fragen aus der Perspektive der Arbeits-, Organisations- und Innovationsforschung. Dies öffnet spannende Innovationsfelder für den Einzelnen, aber auch für die Institutionen, die Arbeit in Wirtschaft und Gesellschaft für die Zukunft gestalten.

Krebspatienten haben ein hohes Risiko für die Entwicklung einer Fehlernährung und eines Muskelabbaus. Die Lebensqualität und die körperliche Leistungsfähigkeit leiden dabei enorm unter den Folgen. Um der Mangelernährung und dem Muskelabbau entgegen zu wirken, werden spezielle ernährungstherapeutische Ansätze zur Stabilisierung der Ernährungssituation und körperlichen Aktivität entwickelt. Eine proteinreiche Ernährung scheint angesichts des erhöhten Proteinumsatzes bei Krebserkrankungen von Vorteil für die Erhaltung der Muskelmasse zu sein, so dass in den aktuellen Leitlinien der nationalen und internationalen Fachgesellschaften eine proteinreiche Ernährung bei einer Krebserkrankung empfohlen wird. In Hinblick auf den Muskelabbau ist zusätzlich eine individuell angepasste Sporttherapie notwendig. Prof. Zopf präsentiert die aktuellen Ernährungs- und Bewegungstherapieempfehlungen bei einer Krebserkrankung.

Eisenoxidnanopartikel weisen zahlreiche Eigenschaften auf, die sie für die Anwendung in der Medizin interessant machen. Das Material kann beispielsweise als Kontrastmittel für die diagnostische Bildgebung verwendet werden. Da die Partikel auf Grund ihrer Eigenschaften auch magnetisiert werden können, lassen sie sich aber auch als steuerbare Transportmittel für Therapeutika nutzen. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ist die Magnetisierung ganzer Zellen, um somit die Rekonstruktion von Gewebe durch diese sogenannten Hybridzellen zu ermöglichen. Unser Labor beschäftigt sich sowohl mit der Synthese als auch mit der Erforschung der physikochemischen und toxikologischen Eigenschaften der Eisenoxidnanopartikel. Gleichzeitig wird auch die Wirksamkeit der nach Apothekenstandards hergestellten Partikel getestet mit dem Ziel, sie künftig erfolgreich für Therapien einsetzen zu können. Der Vortrag beleuchtet die Entwicklungsarbeit dieser vielfältig nutzbaren Eisenoxidnanopartikeln und ihre zukünftige biomedizinische Anwendung.

Wüst und leer, das ist eine weit verbreitete Vorstellung über den Zustand des Meeresbodens. Das geologische Wissen über die Tiefen des Meeres ist heute noch lückenhaft. Gesteinsproben von Tiefseevulkanen machen es nun möglich, die grundlegenden Prozesse unseres Planeten besser zu verstehen. Dabei halten die Tiefseevulkane und die an ihnen vorkommenden Organismen immer wieder neue wissenschaftliche Überraschungen für uns bereit. Dieser Arbeit am Meeresboden und dem wissenschaftlichen – und womöglich wirtschaftlichen – Gewinn aus diesen seltenen Proben widmet sich der Geologe PD Dr. Christoph Beier, der mit zahlreichen Forschungsfahrten auf den Ozeanen unterwegs war: Welche Hindernisse und Erfolge bringt die Arbeit auf See mit sich? Wie tragen die Erlanger Reinstraumlabore zur modernen Forschung bei?

Nur 15 Minuten körperliche Belastung am Tag oder 90 Minuten pro Woche machen einen Unterschied, wie lange wir leben. Bewegen wir uns mindestens so lang, sinkt das relative Sterberisiko um 14 Prozent – was durchschnittlich drei Jahren entspricht. Wer mehr Sport treibt, reduziert das Risiko noch weiter. In vielen Teilen unserer Welt herrscht jedoch Bewegungsmangel. Prof. Dr. Klaus Pfeifer geht in seinem Vortrag der Frage nach, wie sich Menschen trotzdem dazu bringen lassen, im Alltag aktiver zu werden. Der Sportwissenschaftler hat zielgruppenspezifische Empfehlungen für Bewegung und deren Förderung entwickelt, um der Untätigkeit entgegenzuwirken. Egal ob Kinder, Jugendliche, Erwachsene, Senioren oder Menschen mit Vorerkrankungen: Jeder kann durch Bewegung etwas für seine eigene Gesundheit tun.

Es ist ein altbekanntes Phänomen: Wenn im eigenen Leben etwas nicht so läuft wie gewünscht, wird dafür schnell ein Sündenbock gesucht - die anderen sind schuld, nicht ich. Studien aus der Sozialpsychologie zeigen, dass solche Schuldzuweisungen sowohl bewusst als auch unterschwellig und automatisiert erfolgen. Die Frage, inwieweit sich jemand in seiner Identität bedroht fühlt, spielt hier ebenso eine Rolle wie das Einteilen der Mitmenschen in "Wir" versus "Andere". Sozialpsychologin Prof. Dr. Andrea Abele-Brehm gibt einen Einblick in die aktuelle Forschung und geht der Frage nach, welche Konsequenzen sich daraus ergeben.

In der Art und Weise, wie Neandertaler wahrgenommen werden, spiegeln sich die Werte einer Gesellschaft wider. Für Darwin waren sie zunächst das fehlende Bindeglied zwischen Affe und Mensch. Im Laufe des 20. Jahrhunderts wurden dem Neandertaler immer weniger tierische und mehr menschliche Eigenschaften zugeschrieben. Heute steht außer Frage, dass Neandertaler als erfolgreiche Großwildjäger an der Spitze der Nahrungskette standen und sich dank kultureller Errungenschaften durchsetzen konnten. Prof. Dr. Thorsten Uthmeier geht in seinem Vortrag der Frage nach, ob Neandertaler auch in anderen Bereichen ihrer Kultur dem modernen Menschen ebenbürtig waren oder nicht – zum Beispiel bei Bestattungen, der Schmuckherstellung, sozialer Fürsorge oder hinsichtlich Gewalt und Kannibalismus. Die Diskussion darum ist groß, obwohl der Mensch nachweislich bis heute Neandertaler-Gene in sich trägt.

In Krisengebieten verlieren Menschen Tag für Tag durch Waffen und Minen Gliedmaßen. Prothesen könnten den Opfern helfen, doch selbst einfache Modelle sind dort für die meisten Betroffenen unerschwinglich. Mit Hilfe von 3DScans und 3D-Druckern arbeitet Prof. Dr. Christian Zagel mit dem Lehrstuhl für Graphische Datenverarbeitung der FAU und in Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Lübeck an einer Methode, individuell anpassbare Prothesen zu  entwickeln – einfach und kostengünstig, vor Ort herstellbar und noch dazu weitgehend aus recycelten Materialien. In seinem Vortrag zeigt der Wissenschaftler wie das Projekt funktioniert: Mithilfe einer Kamera wird ein dreidimensionales Ebenbild des eigenen Körpers erstellt – eigentlich, um virtuell in einem Online-Shop Kleidung anzuprobieren. Doch das System eignet sich auch für andere Zwecke, bei denen es auf die Passgenauigkeit ankommt – eben zum Beispiel für Prothesen.

Nichts ist mehr, wie es scheint: Forscher der FAU haben zusammen mit Partnern der Universität Stanford und des Max-Planck-Instituts für Informatik in Saarbrücken eine Technologie entwickelt, mit der sich Mimik und Lippenbewegungen eines Menschen erfassen und auf das Videobild eines anderen übertragen lassen – in Echtzeit.   Prof. Dr. Stamminger zeigt in seinem Vortrag wie die Facial Reenactment Software (Face2Face) funktioniert: Das Programm erkennt Mimik und Lippenbewegungen eines Menschen in einem Video und überträgt diese im gleichen Moment auf das Videobild eines anderen. Bei computeranimierten Filmen werden ähnliche Technologien seit Jahren eingesetzt – jedoch mit viel größerem Aufwand. In Zukunft könnte die Software bei Simultanübersetzungen, Filmsynchronisationen aber auch zum Erlernen der eigenen Gesichtsmimik nach einem leichten Schlaganfall eingesetzt werden.

Warum die Flüchtlinge, die derzeit nach Europa kommen, keine neue Völkerwanderung darstellen? Weil bereits die Völkerwanderung vor über 1500 Jahren alles andere als das war. Weder in der Spätantike noch im frühen Mittelalter gab es eine Vorstellung von einem „Wandern der Völker“. Erst im frühen 16. Jahrhundert entstanden das zugrunde liegende Geschichtsbild sowie die Begriffe „migratio gentium“ und später „Völkerwanderung“. PD Dr. Roland Steinacher erklärt, was die Basis für diese Entwicklung in Antike und Mittelalter bildete. Warum traten an die Stelle des römischen Reiches im frühen Mittelalter ethnisch definierte Staatsgebilde wie das vandalische Afrika oder das fränkische Gallien? Und wie bewältigten die Menschen damals die geistige Spannung zwischen einem universalen Christentum, der Selbstdefinition als Römer und einer spezifischen ethnischen Identität?

Mehr als eine Million Flüchtlinge sind im vergangenen Jahr nach Deutschland gekommen – die soziokulturelle Integration stellt eine gesamtgesellschaftliche Herausforderung dar. Prof. Dr. Yesim Erim stellt Theorien zur Wanderungsmotivation sowie zur psychischen und kulturellen Anpassung von Migranten vor. Darüber hinaus geht sie der Frage nach, wie Migration und psychische Gesundheit zusammenhängen. Welche Belastungsfaktoren sind bekannt? Was ist an psychischen Folgestörungen zu erwarten? Wie wirken sich die kulturelle Anpassung, der Aufenthaltsstatus und die Integration ins Arbeitsleben auf die psychische Stabilität aus? Daneben beleuchtet die Expertin das Thema auch aus gesellschaftlicher Sicht: Gibt es ausreichend Angebote, um Geflüchtete angemessen psychotherapeutisch zu behandeln? Was können Ehrenamtliche tun und wie erklärt die Sozialpsychologie ihre Hilfsbereitschaft?

Die Region des Nahen Ostens kommt nicht zur Ruhe. Fünf Jahre nachdem die Protestierenden in Tunesien und Ägypten die Diktatoren Ben Ali und Mubarak entmachteten und einige Beobachter schon das demokratische Zeitalter ausriefen, dominieren Berichte über Verfolgung, Repression, Terrorismus und Staatszerfall die Schlagzeilen – Stichpunkt „Islamischer Staat“. Der Vortrag von Prof. Dr. Thomas Demmelhuber zielt darauf ab, systematisch die unterschiedlichen Verlaufslinien der politischen und gesellschaftlichen Entwicklung dieser Länder aufzuzeigen. Die Regionen befinden sich in einem fundamentalen Wandel, in dem sich eine neue regionale Ordnung herauszubilden scheint – Fragen der Demokratie spielen dabei eine Nebenrolle.

Sie sind nicht nur schmerzhaft und krankmachend, sondern auch überlebenswichtig: Entzündungen. Der Körper wehrt durch Entzündungen Krankheitserreger ab, dämmt Organschäden ein und repariert verletztes Gewebe. Allerdings muss er sie auch wieder abschalten können, wenn er sie nicht mehr benötigt. Ungeklärt ist bisher, wie sich Entzündungen wieder auflösen. Geschieht das nicht, kommt es zu chronisch entzündlichen Erkrankungen wie rheumatoider Arthritis, Morbus Crohn oder Asthma. Zwar gibt es Medikamente, die Entzündungen hemmen und die Beschwerden vieler Patienten lindern, langfristig heilbar sind diese Krankheiten derzeit jedoch noch nicht. In seinem Vortrag erklärt Prof. Dr. Georg Schett, wie Entzündungen entstehen, wie sie dem Körper helfen oder auch schaden können. Außerdem stellt der Mediziner aktuelle Forschungsprojekte und Ergebnisse vor. Seit Kurzem gibt es an der FAU einen eigenen Sonderforschungsbereich der Deutschen Forschungsgemeinschaft, der sich mit der Auflösung von Entzündungen beschäftigt.

Vor genau 70 Jahren fand im Schwurgerichtssaal des Nürnberger Justizpalasts ein historisches Ereignis statt: Der Prozess gegen die Hauptschuldigen des nationalsozialistischen Terrorregimes wurde eröffnet und die Angeklagten mussten sich wie gewöhnliche Verbrecher vor der Weltöffentlichkeit verantworten. Niemals vorher war es gelungen, Staatenlenker und hohe Militärs zu verurteilen und ihre Taten als Verbrechen an der Menschheit zu brandmarken. Dieser neue Ansatz stieß zwar auf erhebliche Kritik, folgte aber der Maxime, dass die monströsen Verbrechen nicht ungesühnt bleiben dürften. Erst nach Ende des Kalten Kriegs lebte diese Idee wieder auf und gipfelte schließlich in die Gründung des Internationalen Strafgerichtshofs in Den Haag. In seinem Vortrag erklärt Prof. Dr. Christoph Safferling, wie sich das Völkerstrafrecht ausgehend von Nürnberg bis heute entwickelt hat, spricht aktuelle Probleme an und zeigt, was wir heute noch von den Nürnberger Prozessen lernen können.

Viele Krankheiten, bei denen sich das Gewebe dauerhaft verändert, wie etwa chronisch entzündliche Darmerkrankungen, Tumore sowie degenerative Erkrankungen der Muskulatur und des Herzens, hinterlassen einen typischen Fingerabdruck im Gewebe. Bisher werden Gewebeproben entweder im Labor eingefärbt und analysiert oder mit speziellen Endo-Mikroskopen direkt im Patienten nach Anfärben mit Farbstoffen untersucht. Diese Verfahren sind jedoch zeitaufwändig und haben Nebenwirkungen. Eine Alternative sind körpereigene Eiweiße, die in fast allen Geweben vorkommen und an denen sich Umbauprozesse erkennen lassen. Und vor allem: Sie leuchten, wenn sie mit infrarotem Licht bestrahlt werden. Genau hier setzen Wissenschaftler der FAU an. Doch was im Labor gut funktioniert, hat einen entscheidenden Nachteil: Die Technik ist bisher zu groß für den Einsatz im Körper. Daher wollen die Forscher diese sogenannte Multiphotonen-Bildgebung derart verkleinern, dass sie in Endoskope oder sogar in Nadeln passt. Außerdem arbeiten sie an einem Multi-Photonen-Atlas, in dem sie die Gewebeveränderungen, die bislang noch viele Rätsel aufgeben, beschreiben wollen. 

Die magische Grenze liegt bei 30 Prozent. So hoch ist nämlich aktuell der maximale Wirkungsgrad von Siliziumsolarzellen – theoretisch. Denn in der Praxis ist die Effi­zienz deutlich geringer. Doch Chemiker und Physiker der FAU wollen dies in den kommen­den Jahren ändern. Bislang regt in einer Siliziumsolarzelle jedes Lichtteilchen, Photon genannt, genau ein Elektron an, das dann den Strom liefert. In manchen organischen Materialien allerdings kann ein Photon zwei Elektronen anregen und den Strom damit verdoppeln. Zwar ist diese Singulett-Spaltung keine neue theoretische Erkenntnis, jedoch ist es Wissenschaftlern aus den USA vor kurzem erstmals gelungen, das Phänomen im Experiment direkt zu beobachten. So vielversprechend das Ganze klingt, so gering war damit bisher die Stromausbeute und so zahlreich sind die offenen Fragen. Das interdisziplinäre FAU-Team will nun den Prozessen der Singulett-Spaltung auf den Grund gehen. Ihr Ziel: hocheffiziente Solarzellen aus umweltfreundlichen und günstigen Materialien.

Im menschlichen Körper reguliert der Zellzyklus die Vermehrung von Zellen. Wird dieser Kreislauf gestört, führt dies zu einem unkontrollierten Wachstum – Krebs entsteht. Darüber hinaus scheint der Zellzyklus bei vielen unheilbaren Krankheiten wie Herz- und Nierenerkrankungen eine wesentliche Rolle zu spielen. Forscher der FAU wollen die Mechanismen besser verstehen, die den Zellzyklus steuern. So sollen damit verbundene Krankheiten zukünftig besser behandelt und schneller geheilt sowie präventive Maßnahmen entwickelt werden. Zwar hat die Wissenschaft bereits große Fortschritte gemacht, jedoch ist das Bild bei weitem nicht vollständig: Die Regulation des Zellzyklus variiert je nach Zelltyp, Gewebe, Stadium der Zellteilung und der Krankheit. Ein Team von Medizinern und Naturwissenschaftlern aus Erlangen sowie Forschern aus der Schweiz und den USA beschäftigt sich mit Fragen wie: Warum bilden Herzmuskelzellen keine Tumore? Können Medikamente, die das Wachstum von Krebszellen hemmen, auch chronische Erkrankungen verlangsamen? Kann die Aktivierung des Zellzyklus für ein regeneratives Wachstum genutzt werden?

Eine erfolgreiche Transformation unseres Energiesystems hin zu einem Smart Energy System hängt wesentlich von adäquaten Investitionsanreizen und der Attraktivität der Geschäftsmodelle der beteiligten Stakeholder ab. Ziele des Forschungsprojekts „Sustainable Business Models in Energy Markets“ sind die Generierung von neuen und dringend erforderlichen Erkenntnissen zur Interaktion zwischen Geschäfts­modellen und Regulierung unter Berücksichtigung der technischen Referenzmodelle sowie die Ableitung von Empfehlungen für politische und regulatorische Rahmen­bedingungen zur Sicherstellung einer erfolgreichen Transformation des Energie­systems.

Das „Emerging Fields Projekt „Human Rights in Healthcare“ erforscht für unsere Gesellschaft zentrale Fragen an der Schnittstelle von Menschenrechten und Medizinethik im Gesundheitswesen.

Die endoskopisch molekulare Bildgebung stellt ein neuartiges diagnostisches Verfahren dar, welches zukünftig eine frühzeitige Diagnose von Erkrankungen, sowie das Therapiemonitoring von Medikamenten ermöglichen kann.  

Die Produktion von Wirk- und Naturstoffen erfolgt heutzutage vorwiegend auf chemischem Weg oder durch Extraktion aus Pflanzen und Mikroorganismen. Die synthetische Biologie könnte hierzu zukünftig eine vielversprechende Alternative bieten, indem sie einzelne Zellbausteine synthetisch herstellt und geschickt zusammenbaut, so dass Wirk- und Naturstoffe auf synthetischem Weg hergestellt werden. Die Zellbausteine, Enzyme genannt, können beliebig kombiniert werden und bergen ein enormes Potenzial für die Naturstoffsynthese, die in biologischen oder chemischen Systemen begrenzt ist. In der synthetischen Biologie werden Naturstoffe spezifisch und mit hoher Rate durch Biomoleküle ohne die Zuhilfenahme von lebenden Organismen gebildet. Hierdurch würde nicht nur die Umwelt geschont, sondern es könnten auch ganz neuartige Substanzen mit herausragenden Eigenschaften erzeugt werden. Im Rahmen des EFI-Projekts „Synthetische Biologie“ werden experimentelle Techniken aus den Lebenswissenschaften, der Physik und den Ingenieurwissenschaften u.a. mit Computersimulationen biologischer Systeme verknüpft, um neuartige Produktionssysteme für Wirk- und Naturstoffe zu entwickeln. Die computergestützte Biologie bietet hierbei die Möglichkeit, Proteine mit spezifischen Eigenschaften am Computer gezielt zu designen. Wie funktionieren solche Ansätze? Wie können diese Prozesse optimiert werden? Auf welche biophysikalischen und biochemischen Grundlagen kann zurückgegriffen werden? Was sind die Ziele des Projekts und wie ist die Zukunftsvision dieser Technik?

Die Erlanger Schritte-Sammler: Wie die Medizin mit Hilfe der Bewegungsanalyse Krankheiten diagnostizieren und behandeln will

Schriftsteller interessieren sich für die neuen Erkenntnisse der Kosmologie und Evolutionstheorie, da sie unmittelbar für das Selbstverständnis von Menschen relevant sind. Physiker interessieren sich für literarische Texte, weil sie ihnen einen neuen Blick auf ihre Forschung ermöglichen. Was muss ein Physiker über Sprache wissen, um überzeugend schreiben und vortragen zu können? Wieviel Physik muss ein Literaturwissenschaftler zur Kenntnis nehmen? Bietet Literatur einen neuen Blick auf ethische Probleme, die aus der Atomphysik oder Genetik entstehen? Das Erlanger Zentrum für Literatur und Naturwissenschaft (ELINAS) bietet ein Forum, um solche Fragen zu behandeln. Im Vortrag soll am Beispiel Zeit gezeigt werden, wie Albert Einsteins Relativitätstheorie in Thomas Lehrs Roman „42“ einfließt und wie Carl Sagans verfilmter Science-Fiction-Roman „Contact“ die physikalische Forschung zu Wurmlöchern und Zeitreisen anregte. Zur Sprache kommen auch Goethes chemische Versuchsanordnungen, Keplers Erzählung „Der Traum“ sowie die Bedeutung der Metapher für Erkenntnisprozesse in Physik und Literatur. Nicht zuletzt wird das Erlanger „Science & Poetry-Lab“ vorgestellt.

Die Grundlagenphysik basiert auf zwei fundamentalen Säulen: 1. Die Quantenfeldtheorie, in deren Sprache die Physik der Elementarteilchen formuliert ist. 2. Die Allgemeine Relativitätstheorie, also Einsteins geometrische Deutung der Gravitation (Schwerkraft). Obwohl sehr erfolgreich, ist die Allgemeine Relativitätstheorie keine unbegrenzt gültige Theorie, denn sie sagt die Existenz von Singularitäten voraus. Dabei handelt es sich um Punkte in der Raumzeit, an denen Materie auf einen einzigen Punkt konzentriert wird – prominenteste Beispiele hierfür sind schwarze Löcher und der Urknall. Dies motiviert die Suche nach einer fundamentaleren Theorie der Quantengravitation oder Quantengeometrie, die die Prinzipien der Quantenfeldtheorie und Allgemeinen Relativitätstheorie vereinheitlicht und die genannten Divergenzen vermeidet. Der Vortrag führt in Konzepte der Quantenfeldtheorie und Allgemeinen Relativitätstheorie ein, erläutert welche physikalischen Erkenntnisse man sich von der Quantengravitation verspricht, betont das fruchtbare Wechselspiel zwischen Mathematik und Physik bei der Suche nach einer solchen Theorie und stellt Erlanger Beiträge zu diesem Programm vor.

Das Zusammenspiel von Symmetrien (in der Mathematik repräsentiert durch Symmetriegruppen), Geometrie und Quantentheorie hat in Erlangen eine lange Tradition: Felix Kleins „Erlanger Programm“ spezifiziert Geometrien durch Symmetriegruppen und Emmy Noether beschrieb das Wechselspiel zwischen Symmetrie und physikalischen Erhaltungsgrößen. In der modernen Quantenphysik sind Symmetrien ein zentraler Aspekt der Modellbildung. Auf der Seite der Mathematik steht hier die Darstellungstheorie, der Forschungsschwerpunkt des interdisziplinären Emmy-Noether-Zentrums für Algebra. Der Vortrag führt zunächst in die Ideenwelt dieser Thematik ein und stellt dann einige aktuelle Projekte aus diesem Kontext vor.

Das Beispiel Griechenland macht klar: Es ist keineswegs selbstverständlich, dass der moderne Steuerstaat reibungslos funktioniert. In dem Vortrag wird verdeutlicht, wie eine effiziente Steuerverwaltung, individuelle Anreize zur Steuervermeidung und soziale Normen die Steuerehrlichkeit beeinflussen können. Die Grundprinzipien, nach denen ein Staat mit steuerehrlichen Bürgern und einer dem Gemeinwohl verpflichteten öffentlichen Verwaltung funktionieren kann, werden anhand von Beispielen aus der verhaltensökonomischen und psychologischen Forschung anschaulich erläutert. Dabei geht es zum Beispiel um die Frage, wie sich Steuerehrlichkeit und die Effektivität der öffentlichen Verwaltung gegenseitig beeinflussen und wie normative Vorstellungen über Gerechtigkeit oder Solidarität die Bereitschaft zur Steuerehrlichkeit verändern können.

Das Erlangen Centre for Astroparticle Physics (ECAP) hat sich seit seiner Gründung vor etwa fünf Jahren zu einem der weltweit bedeutendsten universitären Forschungszentren in einem hochaktuellen Forschungsfeld der entwickelt. Der Vortrag rekapituliert die Entstehung und Entwicklung des Zentrums, stellt die wichtigsten experimentellen Projekte des ECAP vor und erklärt, welchen Beitrag sie zur Beantwortung der grundlegenden Fragestellungen der Astroteilchenphysik leisten.

Wir wissen heute, dass die meisten Galaxien – darunter auch die Milchstraße – in ihrem Zentrum ein supermassives schwarzes Loch besitzen. In vielen Fällen gelangt normale Materie, etwa Sterne und Gaswolken, in die Nähe dieses schwarzen Lochs und wird verschluckt. Dadurch werden in solchen "Aktiven Galaxien" gewaltige Mengen von Strahlung erzeugt und Materie wird in sog. „Jets“ ausgestoßen, die Hunderttausende von Lichtjahren ins Universum reichen. Der Vortrag stellt dar, wie astronomische Beobachtungen in verschiedensten Wellenlängenbereichen, von der Radio- bis hin zur Gammastrahlung, zur Erforschung dieser Vorgänge eingesetzt werden, was wir von der Beobachtung von Neutrinos lernen können und fasst unser heutiges Wissen und die offenen Fragen zur Physik Aktiver Galaxien zusammen.

Der Bedarf an funktionellen Gewebeersatz wird nicht nur beim Verlust von Organen oder deren Funktionen, sondern auch bedingt durch die zunehmende Lebenserwartung für die Reparatur von altersbedingten Verschleißprozessen stets größer. Aufgrund dieses wachsenden Bedarfs wurde seit den 1990er Jahren verstärkt nach Auswegen gesucht, durch Züchtung körpereigener Ersatzgewebe (Tissue Engineering– TE) Organfunktionen zu ersetzen. Durch die Kombination von Technologien der Ingenieurs-, Werkstoff- und Lebenswissenschaften (Life Sciences), soll die Gewebefunktion aufrecht erhalten, ersetzt, verbessert oder grundlegend erforscht werden. Unter dem Begriff "Tissue Engineering" versteht man heute deshalb einen interdisziplinären Forschungsbereich an den Schnittstellen zwischen Medizin, Bio- und Materialwissenschaften. Die größte Herausforderung stellen derzeit aber trotz aller Anfangserfolge noch ausreichend große Ersatzkonstrukte für größere Substanzdefekte dar. Dies liegt daran, dass die Durchblutung der transplantierten Zellen in der Anfangsphase bis zur Integration in den Körper noch nicht hinreichend gesichert ist. In Erlangen konnte hierfür ein Verfahren entwickelt werden, welches durch die Implantation von arteriellen Gefäßschleifen analog zur Technik der klinisch bereits eingesetzten mikrochirurgischen Lappenpräfabrikation bereits erfolgversprechende neue Möglichkeiten verspricht. Bis diese Probleme hinreichend gelöst sind, ist das Ausnutzen des Körpers als „natürlicher Bioreaktor“ im Sinne eines „guided tissue repair“ unter Einsatz der bereits jetzt durch TE gewonnenen Erkenntnisse ein erfolgversprechender Weg. Das Zusammenwirken zahlreicher verschiedener Forschungsinstitute in Erlangen unter dem Dach der Emerging Field Initiative (EFI) ist ein vielversprechender Ansatz auf dem Weg zum körpereigenen Gewebeersatz.

Zu jeder Auflösung existiert bei diesem Vortrag eine ungekürzte Fassung (Dauer 01:47 h) und die, auf BR-alpha ausgestrahlte, 30-minütige Sendung. Abstract Teil 1 (Prasch) Die Synthetische Biologie beschäftigt sich als sehr junge Disziplin mit dem Design biologischer Systeme und nutzt dazu standardisierte Bausteine und ingenieurwissenschaftliche Prinzipien, die es erlauben maßgeschneiderte Moleküle sowie ganze Organismen zu schaffen. Die Geschichte der Synthetischen Biologie ist eng mit der Entwicklung der Molekularbiologie sowie der Biotechnologie verknüpft. Das Prinzip und die Vorteile der Synthetischen Biotechnologie werden in diesem Vortrag anhand aktueller Beispiele aus der modernen Pflanzenzüchtung, vornehmlich aus dem Bereich der Grünen Gentechnik, anschaulich dargestellt. Abstract Teil 2 (Grimm) Innovationen im Bereich der synthetischen Biologie können eine wichtige Grundlage des Wirtschaftswachstums sein. So können heute Pflanzen resistent gemacht werden gegen Schädlinge oder auch an widrige Lebensbedingungen angepasst werden. Die Akzeptanz aktueller Entwicklungen ist jedoch in verschiedenen Anwendungsbereichen extrem unterschiedlich. Während in Europa eine steigende Zustimmung zur roten Gentechnik zu verzeichnen ist, bleibt die Akzeptanz der grünen Gentechnik konstant niedrig oder nimmt sogar ab. Es zeigt sich außerdem, dass Bürgern zunehmend die Möglichkeit fehlt, den Gehalt von Informationen über aktuelle Entwicklungen zu beurteilen. Das Vertrauen in Institutionen und Informationsquellen spielt daher eine zentrale Rolle für den Akzeptanzprozess. Im Rahmen eines Kooperationsprojekts zwischen Biologen und Wirtschaftswissenschaftlern an der FAU Erlangen-Nürnberg wird derzeit in experimentellen Studien der Einfluss von Informationsquellen auf die Akzeptanzentscheidung am Beispiel der grünen Gentechnologie erforscht. In ihrem Vortrag präsentiert Veronika Grimm erste Ergebnisse dieser Studie. Es zeigt sich wie zu erwarten, dass die Interessen von Akteuren bei der Beurteilung der Aussagen berücksichtigt werden. Überraschend deutlich zeigt sich, dass weiblichen Akteuren deutlich mehr vertraut wird, wenn es um Aspekte geht, die das persönliche Umfeld der Probanden betrifft.  

Unser Verständnis der Welt ist geprägt von einer strikten Trennung von den Menschen auf der einen und den Tieren auf der anderen Seite. Eine solch strikte Trennung manifestiert sich unter anderem in den unterschiedlichen moralischen und rechtlichen Umgangsweisen zwischen Menschen und Tieren. Wird ein solches anthropozentrisches Welt- wie Selbstbild dabei in unterschiedlichen kulturellen Imaginationen verarbeitet und fiktional unterlaufen, sind angesichts neuster Entwicklungen in der medizinischen Biotechnologie die gezogenen Grenzen neu in Frage gestellt. Welcher Kategorie ist beispielsweise ein Mischwesen zuzuordnen, dessen Embryonalentwicklung durch die gezielte Verbindung von menschlichem und tierischem Material bestimmt wurde? Und welche Konsequenzen ergeben sich, so Nerven-Vorläuferzellen auf die Hirne von beispielsweise Primaten übertragen werden? Mit diesen und weiteren Fragen beschäftigen sich der medizinische Biotechnologe Prof. Dr. Oliver Friedrich sowie der Ethiker Prof. Dr. Peter Dabrock in ihrer gemeinsamen Vorlesung „Der Mensch als Chimäre? Die Herausforderungen von Tier-Mensch-Mischwesen durch die medizinische Biologie“. Die Vorlesung war dabei Teil der „emerging fields lectures“ an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, im Rahmen derer das Projekt „Bio-Objects and Bio-Subjects. Exploring the Interface of Science, Technology and Society“ einen Einblick in seine Arbeit gab. Zu jeder Auflösung existiert bei diesem Vortrag eine ungekürzte Fassung (Dauer 01:47 h) und die, auf BR-alpha ausgestrahlte, 30-minütige Sendung.

Pflanzenschutzmittel sind aus der aktuellen Landwirtschaft in den allermeisten Fällen nicht mehr wegzudenken. Mittel der chemischen Industrie haben allerdings oft negative Nebenwirkungen, die in der Öffentlichkeit zur Ablehnung führen. Hier können biologische Mechanismen attraktive Alternativen sein. Der gezielte Einsatz von Viren in der Landwirtschaft als Alternative zu klassischen Insektiziden ist gut etabliert und weithin akzeptiert. Erst deren mögliche genetische Veränderung mit dem Ziel, die Wirkung noch passgenauer steuern zu können, verursacht in der Öffentlichkeit erhebliches Unbehagen. Anhand des Vergleichs konkreter biotechnologischer Forschungsbefunde und der medialen Berichterstattung über Biotechnologie lässt sich zeigen und diskutieren, was sich bei der Informationsvermittlung im Übergang vom Labor in die Medien ereignet, wie Forschungsergebnisse, aber auch dadurchausgelöste Ängste kommuniziert und Zukunftsszenarien imaginiert werden. Ausgehend von einer konkreten Fallstudie, nämlich dem Vireneinsatz zur Bekämpfung von Schmetterlingsraupen der Wickler-Familie, soll im Vortrag über die Zusammenhänge von Wissenschaft, Technik und medialer Berichterstattung nachgedacht werden. Zum einen geschieht dies aus der Perspektive eines Biotechnologen, zum anderen aus der Sicht der Medienwissenschaft.