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                           Kooperation mit Abu Dhabi
                           Vereinbarung zum Aufbau einer Medizinischen Fakultät unterzeichnet
                           Universität und Universitätsklinikum    de Vereinbarung unterzeichnet. Mitte    Kultur und Bildung als ganz beson-
                           Bonn werden die Abu Dhabi Universi-     März kamen Vertreter der ADU zum        deres Anliegen ihrer Außenpolitik be-
                           ty (ADU) beim Aufbau eines „German      Gegenbesuch an den Rhein. „Wir wer-     zeichnet. Die Kooperation sei dafür ein
                           College of Medical and Health Sci-      den unsere arabischen Kollegen so-      positives Beispiel. Abu Dhabi ist das
                           ences“ unterstützen. Der Dekan der      wohl bei der Organisation der Studi-    wirtschaftsstärkste Mitglied der Ver-
                           Medizinischen Fakultät Professor Dr.    engänge als auch personell unterstüt-   einigten Arabischen Emirate und soll
                           Reinhard Büttner hat Anfang Februar     zen“, versicherte Professor Büttner.    über 10 Prozent der Weltrohölreser-
                           auf der Nahost-Reise von Bundeskanz-    Angela Merkel hatte auf ihrer Nahost-   ven verfügen.
                           lerin Angela Merkel eine entsprechen-   Reise den Austausch in den Bereichen                                FL/FORSCH




                                                                                                                                                 Foto: arc
 Neue Partner (von
    links): Der Provost
der ADU Professor Dr.
 Owen F. Cargol, Pro-
  rektor Professor Dr.
Max P. Baur, Vice Pre-
sident Kadri Mountas-
  sa, Privatdozent Dr.
    Klaus Fink vom Me-
 dizinischen Dekanat
    und Dekan Prof. Dr.
      Reinhard Büttner




                          Haben oder nicht haben
                          Von Zeitempfinden, Zeitmangel und Biorhythmus

„Gott schuf die Zeit. Von Eile hat er nichts gesagt.“              der sich Menschen unterschiedli-        er, gefragt und sehr beschäftigt zu
So steht es auf einer alten Küchenuhr, angeboten auf               cher Kulturen in einer Einkaufsstra-    sein – aber auch zunehmend das Ge-
dem Bonner Flohmarkt. Eile, Hektik und Termine sind                ße bewegen oder wie schnell man         fühl der Überforderung und zu we-
jedoch heute – in unseren Breiten zumindest – all-                 am Postschalter bedient wird.“ Sa-      nig Zeit für sich selbst zu haben.
gegenwärtig. Das Leben wird länger, aber Zeit wird                 rah Schneider, Studentin der Medi-      Und jemandem „Zeit zu schenken“
überwiegend als Ressource gesehen, die man nut-                    enwissenschaft, hat für sieben Wo-      ist kostbar.
zen muss: In wenig Zeit viel machen und das in ho-                 chen in der Universitätsstadt Stel-
her Qualität und kostengünstig. Und wenn eine E-Mail               lenboisch bei Kapstadt gearbeitet.      Fremdbestimmt –
nicht unmittelbar beantwortet wird, ist das schon fast             Sie kam mit dem Eindruck zurück,        oder „frei“?
ein Affront. Dabei leben die Menschen eigentlich schon             dass das Leben in Südafrika langsa-
seit der Erfindung der künstlichen Beleuchtung gegen                mer verläuft: „Das Verständnis von      Unser Alltag teilt sich in der Regel
ihren natürlichen Rhythmus.                                        schnell und stressig hat mich öfter     in drei Phasen: die fremdbestimmte
                                                                   amüsiert. Südafrikaner haben eine       Zeit, die man an der Schule, in der
                           „Ja, eine allgemeine Beschleuni-        gelassenere Auffassung von Zeit         Uni, bei der Arbeit und im Haushalt
                           gung des Lebens findet sicher statt“,    und nutzen sie anders, sie ‚hängen      verbringt, die Zeit, die man für le-
                           sagt der Psychologe Professor Dr.       gerne ab‘. Das hat wohl auch damit      bensnotwendige Tätigkeiten wie Es-
                           Arndt Bröder. „Der amerikani-           zu tun, dass es weniger Regeln und      sen und Schlafen braucht – die aber
                           sche Wissenschaftler Robert Levi-       Vorgaben gibt als bei uns, viel Son-    durchaus als Genuss erlebt werden
                           ne hat den eindeutigen Zusammen-        ne und das Meer.“                       können – und die Zeit, über die man
                           hang mit dem Grad der Industriali-          Wenn Zeit als kostbare Ressour-     frei bestimmen kann. Freizeit wird
                           sierung – und damit dem Zwang zur       ce gilt, wird Zeit zu verlieren oder    als starker Kontrast zur Arbeitszeit
                           Effizienz – in umfangreichen Stu-        gar zu vergeuden zum Vorwurf. „Ich      gesehen.
                           dien festgestellt. Dabei hat er sogar   habe keine Zeit“ ist ein oft gehörter       „Das war nicht immer so“, betont
                           die Geschwindigkeit gemessen, mit       Schlachtruf. Zum einen signalisiert     der Literaturwissenschaftler Profes-




6        forsch 2/2007 universität bonn
                                                                                                                                      FORSCHEN




sor Dr. Jürgen Fohrmann. „Bis zum       um Zeit zu sparen, muss man erst-       zu warten, ohne dass etwas passiert,
späten 18. Jahrhundert lebte und ar-    mal Zeit investieren – aber für das     kann man als sehr lang empfinden.
beitete man zum Beispiel als Hand-      Gefühl, dann mehr Kontrolle zu ha-      Bröder kennt den Spruch „watched
werkerfamilie unter einem Dach.         ben und selbst zu bestimmen, lohnt      water never boils“; besser ist, zwi-
Erst mit der Industrialisierung, dem    sich das.“                              schendurch etwas anderes zu ma-
aus-dem-Haus-gehen zur Arbeit,               Moderne Medien ermöglichen         chen. Das ersehnte Ereignis selbst
kam die Abgrenzung.“                    vorher nie gekannten, faszinierend      scheint dann ebenfalls oft ganz
                                        schnellen Nachrichten- und Daten-       schnell vorbei – wie das freie Wo-
Freizeithektik versus                   austausch und optimale Erreich-         chenende nach einer Arbeitswoche.
Erholung                                barkeit – aber die damit verbun-            „Im Rückblick allerdings ist es
                                        dene Erwartung schneller Reakti-        umgekehrt“, weiß der Psychologe.
Ein anerkannter Zweig der Soziolo-      on trägt zu Unruhe und Stress bei.      „Hat man viel erlebt, gelernt und
gie widmet sich schon seit langem       Man wird häufig bei dem unterbro-        viele Eindrücke gespeichert, wird
dem Feld Arbeit und Freizeit, heu-      chen, was man gerade tut. „Mit E-       das als lange Zeiteinheit empfun-
te verstärkt im Rahmen der Lebens-      Mail- und Internet-fähigen Handys       den. So scheint die Zeit der Jugend
stilforschung. Dr. Doris Lucke, apl.    dreht sich das Rad noch schneller“,     auch langsamer vergangen zu sein.
Professorin für Soziologie, hat mit     sagt der Psychologe. „Hier kommen       Ältere Leute erleben und verarbei-
dem Thema Zeit beim letzten Dies        Kommunikationskultur und unaus-         ten seltener Neues, bekannte Rou-
academicus viele Zuhörer angezo-        gesprochene Regeln ins Spiel: Was       tine lässt ihnen in der Erinnerung
gen. „In der ersten Hälfte des 20.      wird erwartet und wie geht man da-      die letzten Jahre schneller vergehen.
Jahrhunderts war die von Verpflich-      mit um? Darüber muss man reden.“        Dies verstärkt den Eindruck der flie-
tungen freie Zeit überwiegend Erho-     Bereitschaft sei Dienst – wird erwar-   henden Zeit im Alter.“
lung oder diente der Wiederherstel-     tet, dass man generell auch in Pausen         „Ein gestörtes Zeitgefühl kann
lung der Arbeitskraft“, sagt sie. „Im   erreichbar ist, unterlaufe man das.     oft auch Ausdruck psychischer Er-
wachsenden Wohlstand der 60-er                                                  krankungen sein“, weiß Professor
und 70-er Jahre wurde sie mehr und      Gefühlte Zeit                           Dr. Thomas Schläpfer von der Uni-
mehr zur sozialen Selbstdarstellung.                                            versitätsklinik für Psychiatrie und
Das war die Phase, in der man zum       Ein Tag hat 24 Stunden, eine Stun-      Psychotherapie. „Patienten mit De-
Beispiel nach Italien reiste oder ei-   de 60 Minuten und die 60 Sekunden.      pressionen berichten oft, dass ihnen
nem Tennisclub angehörte. Als die-      So sagt es die Uhr – und bei Termi-     der Tag endlos lang erscheint und ihr
se Reiseziele oder bestimmte Sport-     nen wie bei vielen sportlichen Leis-    Leiden sich so noch vergrößert. Bei
arten populärer wurden, suchte man      tungen spielt sie die entscheidende     einer Manie ‚fliegt‘ die Zeit nicht nur
sich etwas Anderes, noch Exklusi-       Rolle. Wie aber Menschen Zeiträu-       in besonders krasser Form, sondern
veres. In der Folge nahm das ‚immer     me empfinden, kann subjektiv ganz        die Patienten sind auch hektisch in ih-
mehr, immer weiter, immer auffälli-     anders sein.                            ren Bewegungen, in Gestik und Mi-
ger‘ schon geradezu hektische For-          „Die     Wahrnehmungspsycho-        mik, sie sprechen schnell.“ Behandeln
men an. Heute drückt sich das stei-     logie kennt das Weber’sche Gesetz       lässt sich beides psychotherapeutisch
                                                                                                                          Foto: arc
gende Bedürfnis nach innerer Ruhe       zum wahrgenommenen Unterschied          und pharmakologisch, aber auch hier
und Muße, nach persönlicher ‚Ent-       zwischen Reizen“, erzählt Professor     spielt die
schleunigung‘ und Pflege der Ge-         Bröder. „Wenn man zum Beispiel
sundheit auch im Wellnessboom           in einem dunklen Raum zu einer
aus.“ Zum Thema freie Zeit sieht        Kerze eine zweite anzündet,
die Soziologin durchaus auch ei-        wird es deutlich heller. Wenn
nen Unterschied zwischen Männern        schon hundert Kerzen
und Frauen: „Die ist bei Frauen trotz   brennen und man nimmt
des Typs ‚neuer Mann‘, der auch im      eine dazu, wird man
Haushalt etwas mit anfasst, einge-      den Unterschied nicht
schränkter. Männer übernehmen           merken.“ Ähnlich
eher solche Tätigkeiten, die nach au-   wie mit den Ker-
ßen signalisieren: Ich tue was.“        zen ist es mit den
                                        Jahren: Sind schon
Pflichten organisieren                   viele da, fällt ein
                                        weiteres kaum auf.
„Wenn ich gefragt werde: Hast Du        Die Zeit im Al-
kurz Zeit? sage ich schon mal: Ei-      ter scheint daher
gentlich nicht, aber ich nehme          zu rasen, denn es
sie mir“, meint Professor Bröder.       braucht immer grö-
„Das ist das Thema Zeitmanage-          ßere tatsächliche Un-
ment: Wenn ich bestimmte Prinzi-        terschiede, bis wir sie
pien aufstelle und unterscheide, was    auch als vergangene Zeit
wirklich wichtig ist und was ‚nur‘      empfinden. Ein ereignisrei-
dringend, lässt man sich nicht dau-     cher Zeitraum erscheint uns,
ernd aus dem Tritt bringen. Natür-      während wir ihn erleben, kurz,
lich gibt es Zwänge von außen. Und      er vergeht „wie im Flug“. Auf etwas




                                                                                                       forsch 2/2007 universität bonn        7
          FORSCHEN
Foto: fl




          Nach dem Trend zu                  Zeit eine Rolle: Obwohl bei Depres-      guter Schlaf ausgesprochen wichtig.    wechsel- und Kreislaufschwankun-
              immer exotischeren              sionen erste Therapieerfolge schnel-     Versuche mit Probanden in neutralen    gen, eine Störung des Schlaf-Wach-
          Freizeitvergnügungen                ler sichtbar sind, können auch diese     Räumen ohne Tag und Nacht zeigen       Rhythmus beeinflussen die Kon-
               stehen heute Ent-              drei bis vier Wochen den Patienten       eine veränderte Zeitwahrnehmung:       zentrationsfähigkeit nachhaltig, ein
              spannung und „Ent-              sehr lang vorkommen.                     „Im ‚Bunker‘ scheinen die Tage län-    „Jetlag“ wird nur langsam wieder
              schleunigung“ mehr                                                       ger, zwischen 26 und 33 Stunden“,      abgebaut. Davon abgesehen ist trotz
               und mehr im Kurs.              Schlafenszeit                            sagt Dr. Voss. „Das Verhältnis von     künstlicher Beleuchtung die Jahres-
                                                                                       Schlaf- zu Wachzeit verändert sich     zeit der kurzen Tage für viele Men-
                                              Die Chronobiologie hat die volks-        allerdings kaum. Die Probanden –       schen ein Problem: „Der Mangel an
                                              tümlichen Begriffe der Eulen – spät      außer denen, die auch sonst mit we-    natürlichem Licht im Winter führt
                                              zu Bett und spät auf – und der Ler-      niger Ruhestunden auskommen –          bei dafür anfälligen Menschen zur
                                              chen – früh zu Bett und früh auf –       schlafen wie gewohnt etwa ein Drit-    bekannten Winterdepression“, bestä-
                                              geprägt. „Umerziehen ist so gut          tel der Zeit.“                         tigt Professor Schläpfer. So beklagt
                                              wie ausgeschlossen. Das wiederum              Genau genommen veränderte die     mancher schon am Nachmittag „ge-
                                              heißt, dass ein großer Teil der Bevöl-   Erfindung der großräumigen künstli-     fühlte 22 Uhr“, und empfindet einen
                                              kerung gegen die eigenen Anlagen         chen Beleuchtung, die anders als La-   Verlust an Zeit und Energie.
                                              leben muss“, sagt Dr. Ursula Voss,       gerfeuer oder Kerzenschein wirklich         Biologische Rhythmen reichen
                                              Privatdozentin für Psychologie, und      die Nacht zum Tag machte, den na-      von Millisekunden im Stoffwech-
                                              schmunzelt: „Ich selbst gehöre auch      türlichen Lebensrhythmus der Men-      selbereich bis zum Jahr, zum Bei-
                                              dazu.“ Umerziehung ist zwecklos –        schen. Schichtarbeit und Langstre-     spiel dem Winterschlaf von Tieren
                                              aber entwicklungsbedingte Verände-       ckenflüge, ob mit oder gegen die        oder eben der „Winterdepression“
                                              rungen treten zum Beispiel während       MEZ, stören die innere Uhr: Stoff-     bei Menschen. So ist es nachvoll-
                                              der Pubertät ein. Davor sind viele                                                ziehbar, dass auch die Wirksam-
                                              Schüler eher Eulen und sitzen mor-                                                keit und erforderliche Höhe der
                                              gens dann müde im Unterricht.                                                     Konzentration von Arzneien ab-
                                                  Dazwischen gibt es viele weite-                                                hängig von der Tageszeit sein
                                              re Formen: die Kurz- und die Lang-                                                 kann, wann sie verabreicht wer-
                                              schläfer sowie Menschen, die unfä-                                                 den. Dazu ist derzeit ein eigener
                                              hig sind, am Tag zu schlafen und                                                   Forschungsbereich       entstanden.
                                              damit als Schichtarbeiter ein mas-                                                 Wer allerdings von dem ganzen
                                              sives Problem hätten. Licht hat da-                                                Stress Kopfschmerzen bekommt,
                                              rauf tatsächlich Einfluss: Im Som-                                                  hat es relativ einfach: Die Tages-
                                              mer schlafen wir bedingt durch den                                                zeit ist egal, wirksamer ist die Tab-
                                              erhöhten Lichteinfall eher weni-                                                  lette auf nüchternen Magen – aber
                                              ger, im Winter mehr. Da in der Ru-                                                verträglicher nach einem kleinen
                                              hephase die Biorhythmen synchro-                                                 Imbiss. Oder man versucht es erst
                                              nisiert werden, sie sich reorganisie-                                           mit einem kleinen Spaziergang, ei-
                                   Foto: uk




                                              ren und rekonstituieren können, ist                                             ner „Aus-Zeit“.             UK/FORSCH




          8        forsch 2/2007 universität bonn
                                                                                                                                                                    FORSCHEN




                    ... Professor Dr. Armin Falk,           denkt, dass in Afrika Jahr für Jahr      für wahre Kreativität und Produkti-
                    Experimentelle Wirtschafts-             Hunderttausende von Kindern an           vität wichtig.
                    forschung                               Malaria sterben, verliert die Frage,         Oder die Firma schickt ihren
fünf Fragen an...



                                                            ob wir nun 38,5 oder 41 Stunden ar-      Mitarbeiter für ein Jahr nach Sin-
                    Herr Professor Falk, einer Stu-         beiten, an Gewicht.                      gapur. Das mag spannend sein, ver-
                    die aus dem Jahr 2006 zufolge ver-                                               ursacht aber auch Probleme: Der
                    bringen Deutsche viel weniger Zeit      Wie beurteilen Sie in diesem Zu-         Aufbau von Freundschaften, die
                    bei der Arbeit als US-Amerika-          sammenhang flexible Arbeitszeit-          Familie, auch die Bereitschaft, sich
                    ner. Manche Ökonomen sehen da-          Modelle? Also beispielsweise die         gesellschaftlich zu engagieren – das
                    rin auch einen Grund für die hohe       Möglichkeit, Teilzeit zu arbeiten        alles braucht Stabilität. Ökonomen
                    Arbeitslosigkeit hierzulande. Sind      oder ein Sabbatjahr zu nehmen?           neigen dazu, diese „Kosten“ der
                    wir Deutschen zu faul?                      Ich habe ja lange in der Schweiz     Flexibilität zu unterschätzen. Wir
                         Einen ökonomischen Grundsatz       gelebt, wo es sehr weit reichende        laufen Gefahr, den sozialen Kit zu
                    „es ist schlecht, wenig zu arbeiten“    Möglichkeiten gibt, seine Arbeits-       verlieren, der die Gesellschaft zu-
                    gibt es nicht. Im Gegenteil, es ist     zeit frei zu gestalten. Es ist natür-    sammen hält.
                    ganz legitim, sein Glück woanders       lich eine gute Sache, wenn ich sagen
                    zu suchen. Die meisten Menschen         kann: Mir genügt eine Drittelstelle,     In vielen Branchen gibt es mo-
                    leben schließlich nicht, um zu arbei-   mehr mache ich nicht. Der deutsche       mentan keine großen finanziellen
                    ten, sondern arbeiten, um zu leben.     Arbeitsmarkt tut sich damit aus mei-     Spielräume. Welche Möglichkei-
                    Auch wenn es in dieser Hinsicht kul-    ner Sicht noch zu schwer.                ten haben Unternehmen abgese-
                    turelle Unterschiede geben mag.             Andererseits     ist    Flexibili-   hen von höheren Löhnen, die Mo-
                         Solange wir produktiver sind als   tät ohne einen festen Rahmen eine        tivation ihrer Mitarbeiter zu stei-
                    andere, können wir uns auch mehr        zweischneidige Sache: Man kann           gern?
                    Freizeit leisten. Im Zuge der Globa-    vielleicht früher gehen, muss dafür           Vielleicht sind die Spielräu-
                    lisierung sehen wir uns aber heute      aber auch am Wochenende erreich-         me manchmal größer, als die Fir-
                    in zunehmender Konkurrenz zu an-        bar sein. Dann kommen am Sonntag         men uns glauben machen... Aber
                    deren Ländern; unsere Produkti-         Freunde zu Besuch, die beim Ku-          natürlich sind nicht-monetäre An-
                    vitätsvorteile gehen verloren. Und      chen immer wieder auf dem Black-         reize extrem wichtig, manchmal so-
                    das müssen wir durch höhere Ar-         berry ihre Mails abrufen. Sieht zu-      gar wichtiger als Geld: Persönliche
                    beitsleistung wieder kompensieren       nächst toll und flexibel aus, ist aber    Anerkennung beispielsweise, und
                    – insofern würde ich einem Zusam-       auf den zweiten Blick eine Art mo-       damit meine ich den ernst gemein-
                    menhang zwischen Arbeitszeit und        derner Versklavung. Dabei sind           ten Dank für gute Leistungen. Ver-
                    Beschäftigungsquote also durchaus       echte Auszeiten, Zeit zur Besinnung      trauen in die Mitarbeiter, sie also
                    zustimmen.                                                                       mit Vollmachten und Verantwor-
                                                                                                     tung auszustatten. Fairness im Um-
                    Andererseits klagen viele Arbeit-                                                gang. Transparenz und Information
                    nehmer aber schon heute über                                                     – wenn die Gerüchteküche brodelt,
                    zunehmende Belastung im                                                             ist das extrem unproduktiv. Und
                    Job – zu Recht?                                                                        nicht zuletzt: eine gepflegte Ar-
                        Die Anforderungen an                                                                beitsumgebung! Ein schnel-
                    die Arbeitnehmer, mobil                                                                 ler neuer Computer, ein hel-
                    und flexibel zu sein, sind                                                                ler Arbeitsplatz, ein freund-
                    heute sicher größer als                                                                  liches Büro – das alles kann
                    vor zwanzig Jahren. Dazu                                                                  sehr motivierend sein.
                    kommt die zunehmende
                    Angst, seine Arbeit zu                                                                   Wie verbringen Sie am
                    verlieren. Das alles er-                                                                 liebsten Ihre Freizeit?
                    zeugt einen ungesunden                                                                       Mit meiner Familie – und
                    Stress – das ist übrigens                                                              mit ein paar Ideen für neue
                    auch ein Ausfluss der Glo-                                                              Projekte. Ich bin Forscher
                    balisierung. In diesem Sin-                                                           aus Leidenschaft und denke
                    ne würde ich sagen: Viele                                                             oft auch im Alltag über sozial-
                    klagen zu Recht.                                                                     wissenschaftliche Fragen nach.
                        Allerdings müssen wir
                    uns auch die Frage stellen,
                    ob es uns heute nicht viel
                    besser geht als fast al-
                    len Generationen vor
                    uns oder auch vielen
                    anderen Ländern
                                                                                                                                              Foto: Dominik Fritz




                    heute. Wenn
                    man be-




                                                                                                                           forsch 2/2007 universität bonn                  9
FORSCHEN
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                                                                       Die Grube Messel nahe Darm-               zur Wehr setzen“, erklärt der Bon-
                                                                       stadt hat sich bislang vor allem          ner Paläontologe Dr. Torsten Wapp-
                                                                       durch hervorragend erhaltene              ler. Ihr schützendes Waffenarsenal
                                                                       Urpferdchen-Reste oder meter-             entwickelte sich demnach eventu-
                                                                       lange Krokodilfossilien einen Na-         ell erst nach dieser uralten Moment-
                                                                       men gemacht. Die meisten Fun-             aufnahme.
                                                                       de sind jedoch viel unscheinba-                Bei der Untersuchung fossiler
                                                                       rer – zumindest auf den ersten            Blätter gelang Wappler und seiner
                                                                       Blick. Beim genaueren Hinschau-           Kollegin Dr. Sonja Wedmann auch
                                                                       en erlauben sie nämlich oft ei-           ein weiterer unerwarteter Fund (Bild
                                                                       nen intimen Einblick in ökologi-          oben): Das halbkreisförmige „Biss-
                                                                       sche Zusammenhänge im Eozän.              muster“ stammt mit großer Wahr-
                                                                                                                 scheinlichkeit von einer Blattschnei-
                                                                       Das Blatt links stammt von einem          derbiene. Hinweise auf dieses Insekt
                                                                       Citrusgewächs der Gattung Todda-          hatte man in Deutschland bis da-
                                                                       lia. Seine Nachfahren setzen sich         hin vergeblich gesucht. Inzwischen
                                                                       heute unter anderem durch die Pro-        konnte Sonja Wedmann im Messeler
                                                                       duktion giftiger Substanzen gegen         Ölschiefer sogar ein Fossil des Tie-
                                                                       Insektenfraß zur Wehr. Im Fossil          res finden. „Messel ermöglicht ei-
                                                                       ist aber schwach eine schlauchartige      nen Vergleich zwischen Fraßspuren
                                                                       Struktur zu erkennen (Ausschnitts-        und Körperfossilien, der weltweit si-
                                                                       vergrößerung): Der Gang einer Mi-         cher seines Gleichen sucht“, betont
                                                                       nierfliege, dessen Larve sich vor 47       die Forscherin. Die Projekte beider
                                                                       Millionen Jahren durch das Blatt ge-      Postdoktoranden werden von der
                                                                       fressen hat. „Augenscheinlich konn-       Deutschen Forschungsgemeinschaft
                                                                       te sich die Pflanze damals noch nicht      (DFG) gefördert.
                                                                       ausreichend gegen die Minierfliege                                    FL/FORSCH




                                              Ultragenaues Kli-       halbe Million Jahre zurück könnte die-    www.tv15.de >> Production >> Uni-
                                             maarchiv: Am Grund        ses Archiv reichen. Nun will ein inter-   versität Bonn.
                                          des türkischen Van-Sees      nationales Forscherteam unter Leitung
                                        ruht eine mehrere hundert      des Bonner Paläontologen Professor        Keuschheitsgürtel gegen „Ku-
                                     Meter dicke Schlammschicht.       Dr. Thomas Litt diesen Schatz heben.      ckuckskinder“: Dass weibliche Wes-
                                   Für Klimaforscher ist diese un-     Voruntersuchungen waren schon ein         penspinnen zahlreiche Sexualkontak-
                                ansehnliche Masse Gold wert: Som-      voller Erfolg: So konnten die Wissen-     te haben, können ihre männlichen Art-
                              mer für Sommer hat sich dort Pollen      schaftler zeigen, dass sich das Klima     genossen nicht verhindern. Wohl aber,
                             aus längst vergangenen Tagen abge-        seit der letzten Eiszeit mitunter sehr    dass aus diesen Tête-à-têtes mit den
                             lagert. Bis auf‘s Jahr genau lässt sich   kurzfristig verändert hat – manchmal      Rivalen Kinder hervorgehen: Die Spin-
                             an ihm ablesen, welche klimatischen       innerhalb von zehn oder zwanzig Jah-      nenmänner legen ihrer Partnerin bei
                             Bedingungen beispielsweise zu Zeiten      ren. Ein Kurzvideo zum Vansee-Pro-        der Begattung einfach einen Keusch-
                             des Neanderthalers herrschten. Eine       jekt gibt‘s im Internet unter http://     heitsgürtel an. Die Spitze ihres Geni-




10            forsch 2/2007 universität bonn
                                                                                                                                                         FORSCHEN




                   Gefährliche Würmer                                                                        eine Beckenhälfte zu setzen, gos-
                                                                                                             sen sie aber nur ein wenig Wasser
                                                                                                             hinzu, in dem sich der Fisch vor-
     Parasiten treiben Krebse in den Selbstmord                                                              her aufgehalten hatte. Wieder beo-
                                                                                                             bachteten sie dasselbe Bild: Plötz-
                                                                                                             lich mieden die gesunden Flohkreb-
Biologen der Universität Bonn sind einem trickreichen Parasiten auf                                          se diese Hälfte. Die kranken Tiere
die Spur gekommen. Der Wurm befällt zunächst Flohkrebse, kann                                                fühlten sich von ihr dagegen ma-
sich dort aber nur bis zum Larvenstadium entwickeln. Die Larve pro-                                          gisch angezogen. „P. laevis scheint
grammiert ihren Wirt jedoch um: Der infizierte Krebs weicht räube-                                            also die Verarbeitung der Geruchs-
rischen Fischen plötzlich nicht mehr aus, sondern schwimmt ihnen                                             reize in den Krebsen umzukehren“,
quasi ins Maul. Im Fisch entwickelt sich dann aus der Wurmlarve ein                                          interpretiert Baldauf die Ergebnis-
geschlechtsreifes Tier.                                                                                      se. „Der Sehsinn bleibt dagegen
                                                                                                             unbeeinflusst, wie wir in ande-
Der Wurm, der Flohkrebse in den             wachsenen Wurm, der Fisch schei-                                 ren Experimenten feststellen konn-
Selbstmord treibt, hört auf den zun-        det mit seinem Kot Wurmeier ins                                  ten.“ Möglicherweise verändert der
genbrecherischen Namen Pom-                 Wasser aus, diese werden von Floh-                               Schmarotzer die Ausschüttung des
phorhynchus laevis, abgekürzt P.            krebsen gefressen. Damit schließt                                Neurotransmitters Serotonin, was
laevis. Wie bei vielen anderen Pa-          sich der Kreis.                                                  die Signalverarbeitung im Krebs-
rasiten vollzieht sich sein Leben               Bachflohkrebse können sehen,                                  Gehirn verändern könnte.
in zwei Stadien: Die Larve benö-            verfügen aber auch über einen emp-                                    Parasiten, die auf einen Wirts-
tigt für ihre Entwicklung den Bach-         findlichen Geruchssinn. Um zu se-                                 wechsel angewiesen sind, haben da-
flohkrebs. Nur in Fischen wie dem            hen, welchen dieser Sinne P. laevis                              für oft ausgefeilte Strategien ent-
Flussbarsch kann sie aber zum ge-           umprogrammiert, haben sich Bald-                                 wickelt. Nicht immer ändern sie
schlechtsreifen Wurm heranwach-             auf und seine Kollegen verschiede-                               das Verhalten ihres Zwischenwirts.
sen. Der Schmarotzer muss also den          ne Versuchsanordnungen einfallen                                 Manchmal sabotieren sie auch ein-
Wirt wechseln, will er sich vermeh-         lassen. Dazu setzten sie infizierte                               fach seine Tarnung, so dass er
ren. Die Kunst ist es, das möglichst        und gesunde Krebse auf den Grund                                 schneller gefressen wird. „Ein schö-
effizient zu tun.                            eines Aquariums und spannten dar-                                nes Beispiel liefert der Saugwurm,
     Dazu hat sich P. laevis einen ge-      über ein feinmaschiges Netz. Das                                 dessen Jungstadien sich in Bern-
meinen Trick einfallen lassen: Er           Becken oberhalb des Netzes trenn-                                steinschnecken entwickeln“, er-
programmiert den Flohkrebs so um,           ten sie mit einer Wand in zwei Teile.                            klärt Sebastian Baldauf. Schließ-
dass der sein Verhalten ändert. „In-        „Wenn wir nun in eines dieser Teil-                              lich dringen die Saugwurmlarven
fizierte Bachflohkrebse gehen ge-             becken einen Flussbarsch setzten,                                in die Fühler der Schnecke ein und
fräßigen Fischen nicht mehr aus             schwammen die infizierten Kreb-                                   verwandeln sie in farbenfroh gerin-
dem Weg, sondern schwimmen ih-              se zu seiner Seite“, sagt Sebastian                              gelte pulsierende Fortsätze. Endwirt
nen sogar entgegen“, erklärt der            Baldauf. „Die gesunden Tiere zogen                               ist in diesem Fall die Wasseramsel:
Bonner Evolutionsbiologe Sebastian          sich dagegen in die andere Hälfte                                Die sieht die auffälligen Fühler und
Baldauf. Resultat: Der Flussbarsch          des Aquariums zurück.“                                           frisst sie samt ihrem infektiösen In-
frisst den Krebs samt Wurmlarve,                Nun wiederholten die Forscher                                halt auf.                               Buntbarsch-Pär-
die Larve entwickelt sich zum er-           den Versuch. Statt den Barsch in                                                           FL/FORSCH     chen an der Bruthöhle




tals bricht nämlich beim Verkehr ab         glied, paaren sie sich weit häufiger mit
und verstopft die Geschlechtsöffnung        Bruder oder Schwester. Das haben Evo-
der Spinnen-Dame. Biologen der Uni-         lutionsbiologen der Universität Bonn in
versitäten Bonn und Hamburg haben           einer aktuellen Studie festgestellt. Die
diesen verblüffenden Mechanismus            Forscher konnten keine Hinweise dafür
aufgedeckt.                                 finden, dass die Geschwisterliebe unter
                                            Buntbarschen beim Nachwuchs zu ge-
Geschwisterliebe          hilft Nach-      netischen Komplikationen führt. Statt-
                                                                                       Foto: Dr. Harald Kullmann




wuchs: In fast allen menschlichen Kul-      dessen arbeiten verwandte Eltern bei
turen ist Inzucht tabu. Nicht so bei man-   der Aufzucht der Kinder besser zusam-
chen Buntbarschen: Lässt man ihnen die      men. Die Forscher vermuten, dass ihre
Wahl zwischen einem nicht verwandten        Beobachtungen auch für andere Arten
Artgenossen und einem Familienmit-          zutreffen könnten.




                                                                                                                                  forsch 2/2007 universität bonn      11
FORSCHEN




                       „Witwenland“ im Focus
                       Bonner Forscher erhalten 387.000 Euro für Projekt in Ostafrika
                       Mit der nachhaltigen und um-                 die internationale Schnittblumenin-        menbedingungen der Nutzung be-
                       weltgerechten Nutzung von                    dustrie hat die „Wetlands“ für sich        rücksichtigen. „Bislang gibt es noch
                       Feuchtgebieten beschäftigt sich              entdeckt und nutzt sie zum großflä-         keine konkreten Handlungsoptio-
                       ein neues Forschungsvorha-                   chigen Anbau. „Die demographi-             nen, wie sich die notwendige Stei-
                       ben, das von der Volkswagen-                 schen und ökonomischen Entwick-            gerung der landwirtschaftlichen
                       stiftung mit fast 400.000 Euro               lungen verstärken zunehmend den            Produktion mit den Vorgaben der
                       unterstützt wird. Das Institut               Druck auf diese Gebiete“, erklärt Pro-     Nachhaltigkeit und des Umwelt-
                       für Nutzpflanzenwissenschaften                fessor Dr. Mathias Becker vom Bon-         schutzes vereinbaren lässt“, erläu-
                       und Ressourcenschutz koordi-                 ner Institut für Nutzpflanzenwirt-          tert Becker. Zu Beginn wollen die
                       niert das Projekt gemeinsam mit              schaft und Ressourcenschutz, der           Forscher vor Ort die Größe der ein-
                       Forschern aus Berlin, Kenia und              das Projekt koordiniert. „Dadurch          zelnen Feuchtgebiete messen, ih-
                       Tansania.                                    kommt es zu Konflikten, diese Ten-          ren Artenreichtum erfassen, Was-
                                                                    denz mit den ökologischen         und      ser- und Nährstoffflüsse feststellen
                       Beinahe ungenutzt und wenig er-              sozialen Funktionen in                     und das landwirtschaftliche Nut-
                       forscht sind die Feuchtgebiete in            Einklang zu bringen.“                      zungspotenzial der Fläche bestim-
                       Ostafrika, die alleine in Tansania           Ziel des Projektes ist                     men. Anhand dieser Daten wählen
                       und Kenia etwa 12 Millionen Hekt-            es, Konzepte zu ent-                       die Wissenschaftler die repräsenta-
                       ar umfassen. Dabei übernehmen die            wickeln, die die Viel-                       tivsten Feuchtgebiete aus und er-
                       saisonal überfluteten Gebiete wich-           falt des Gebietes als                             stellen ein umfangreiches Mo-
                       tige Funktionen als Speicher für             Ökosystem und                                      dell zur sinnvollen und um-
                       Wasser und Kohlenstoff. Außerdem             die veränderten                                      weltgerechten Nutzung.
                       beherbergen sie viele Arten, die             Rah-                                                      „Wir möchten mit un-
                       sonst nirgendwo vorkommen. Häu-                                                                    serer Arbeit vor allem
                       fig erachten einheimische Stämme                                                                     Entscheidungshilfen ge-
                       die Flächen als minderwertig und                                                                    ben und verdeutlichen,
                       geben sie beispielsweise an Witwen                                                                  wie wertvoll diese Flä-
                       ab, die das Land für den landwirt-                                                                   chen sind“, sagt Becker.
                       schaftlichen Eigenbedarf nutzen.                                                                     „Die Förderung durch
                           Durch das große Bevölkerungs-                                                                    die Volkswagenstiftung
                       wachstum in Afrika kommt es heute                                                                    zeigt uns, dass wir im
                       jedoch zu einer immer intensiveren                                                                   richtigen Trend liegen.
                       Bewirtschaftung der Feuchtgebie-                                                                     Denn obwohl die Feucht-
                       te, um die wachsenden städtischen                                                                   gebiete bislang als Stief-




                                                                                                                                                         Foto: Prof. Becker
                       Märkte mit Nahrungsmitteln zu ver-                                                           kinder der Agrarforschung be-
  Ungewöhnlicher      sorgen. Gerade die Zentren der Ge-                                                           trachtet wurden, beschäftigen
 Fund im Uferbereich   biete eignen sich für den Anbau von                                                          wir uns mit dem Thema schon
eines bewirtschafte-   Reis, während an den trockeneren                                                             seit langer Zeit.“
 ten Feuchtgebietes.   Rändern Gemüse wächst. Aber auch                                                                        MONIKA LANG / FORSCH



                       Zettelwirtschaft hat ein Ende:              deutsch: Die Schlafmütze zieht sich        2. Weltkrieg und besonders nach der
                       Über 850.000 Zettel benötigte der sie-       hastig etwas an und ordnet gegebe-         „Wende“ 1990 haben den Anteil der
                       benbürgische Pfarrer Friedrich Krauß,        nenfalls noch schnell ihr Haar. Die mit-   Deutschsprachigen in Siebenbürgen
                       um in rund 60 Jahren den Wortschatz          telfränkischen Mundarten Siebenbür-        sehr stark dezimiert. Die älteste deut-
                       der Sprache seiner Heimat zu sammeln.        gens besitzen vorrangig Merkmale aus       sche Sprachinsel mit ihren Mundarten
                       Als er 1978 verstarb, ging sein Nachlass     der westlichen Moselregion um Trier        ist vom Untergang bedroht.
                       an das Institut für Geschichtliche Landes-   und Luxemburg, zeigen aber auch jün-            Nicht nur der Sprache, sondern
                       kunde der Universität Bonn. Dort begann      gere ostmitteldeutsche und bairische       auch dem nordsiebenbürgischen Kul-
                       im Jahr 1980 die Arbeit an einem Nord-       Elemente sowie Einflüsse aus dem Ös-        turgut kann man im NSSWB in fünf
                       siebenbürgisch-Sächsischen Wörterbuch        terreichischen, Ungarischen und Ru-        Bänden mit 4.500 Seiten auf die Spur
                       (NSSWB), gefördert durch die Deutsche        mänischen.                                 kommen: Neben Wortformen und
                       Forschungsgemeinschaft (DFG). Jetzt               Bereits im 13. Jahrhundert ka-        Satzbeispielen liefert es zahlreiche
                       wurde das umfangreiche Werk mit dem          men die ersten Siedler nach Sieben-        Verweise auf volkskundliche, hand-
                       fünften Band fertig gestellt.                bürgen, vom ungarischen König zur          werkliche und redensartliche Eigen-
                           Steht früh morgens unerwarteter          Kultivierung des Landes im Karpaten-       heiten. Sprachgeschichtliche Einblicke
                       Besuch vor der Tür des Nordsiebenbür-        bogen geholt. In den folgenden Jahr-       und kulturhistorische Details komplet-
                       ger-Sachsen, dann struckelt die Drim-        hunderten entwickelten die „Sach-          tieren die lexikalische Dokumentation
                       zochel und hofft, dass sie nicht wie         sen“ eine blühende Sprachkultur. Aus-      der traditionsreichen Sprachinsel.
                       eine Strubbelente aussieht. Auf Hoch-        siedlung und Abwanderung nach dem                     SARAH SCHNEIDER / FORSCH




12    forsch 2/2007 universität bonn
                                                                                                                                  FORSCHEN




Flugzeugsteuerung per Fingerzeig
Neue Technik macht Datenhandschuh überflüssig
Forscher der Universität Bonn                 „Das Besondere an unserem Ver-          seine Hand in einer definierten Posi-
haben Computern beigebracht,                  fahren ist, dass wir ohne externe       tion an eine bestimmte Stelle zu le-
auf Handbewegungen zu rea-                    Hilfsmittel auskommen“, erklärt         gen.
gieren. Die Methode ist extrem                Schlattmanns Kollege Ferenc                 Zum Spielen ist die neue Metho-
schnell und robust: Sie funktio-              Kahlesz: „Um Handbewegungen             de übrigens nicht primär gedacht –
niert mit Kinderpatschen genau-               in Echtzeit mit großer Genauigkeit      auch wenn sich damit aus Sicht der
so wie mit Maurerpranken. Das                 verfolgen zu können, muss man           Informatiker auch Playstation oder
Verfahren könnte die Steuerung                normalerweise zumindest die Fin-        X-Box viel intuitiver steuern ließen
von 3D-Anwendungen revoluti-                  ger farblich markieren, damit sich      als bislang. „Wir entwickeln in ei-
onieren.                                      die Software leichter orientieren       nem EU-Projekt möglichst natürli-

Was stört, ist der rote Kragen. Sonst                                                                                         Markus Schlatt-
könnte man Markus Schlattmann                                                                                                 mann durchfliegt die
mit seinen dunklen Klamotten und                                                                                              Alpen
der schwarzen Brille für einen der
„Men in Black“ halten. Vor allem,
wenn er wie jetzt seine Hand zur
Pistole formt.
    Der Informatiker spielt aber
nicht etwa „Räuber und Gendarm“:
Durch einfache Schlenker seiner
Hand steuert er ein virtuelles Flug-
zeug durch die Alpen. Eine lässi-
ge Drehung aus dem Handgelenk,
schon kippt der Horizont zur Seite.
                                        Foto: fl




Nun knickt Schlattmann das Hand-
gelenk nach unten. Brav nickt die
Flugzeugnase gen Erdboden. Knapp
über dem Zugspitzblatt fängt er den           kann. Oder man braucht dazu ei-         che Interaktionsmöglichkeiten zwi-
Flieger ab. Kurz geht es an schnee-           nen Datenhandschuh, der die Ge-         schen Mensch und Maschine“, sagt
bedeckten Felswänden entlang,                 lenkstellung per Funk oder Ka-          Professor Dr. Reinhard Klein. Der
dann zieht er die Maschine wieder             bel an den Rechner meldet.“ Mit         Wissenschaftler leitet am Bonner In-
steil zur Seite.                              einem einzigen Handschuh ist es         stitut für Informatik II die Arbeits-
    Bei Zuschauern ohne stabilen              zudem oft nicht getan; schließlich      gruppe „Computer Graphik“. „Un-
Magen kann sich nach mehreren                 haben die Nutzer unterschiedlich        sere Partner bauen dazu beispiels-
solcher Schwenks eine leichte Übel-           große Hände. Das Bonner Verfah-         weise einen 3D-Bildschirm, der
keit bemerkbar machen. Was auch               ren ist f lexibler: Egal ob Kinder-     ohne Brillen oder ähnliche Hilfs-
an den realistischen dreidimensi-             patsche oder Maurerpranke, die          mittel funktioniert.“
onalen Bildern des Kooperations-              Kameras erkennen genau, in wel-             Interesse an intuitiven und fle-
partners RSS GmbH liegen mag.                 che Richtung der Benutzer gera-         xiblen Eingabegeräten kommt bei-
Die 3D-Brille trägt das ihre zum na-          de zeigt und wie seine Handf läche      spielsweise aus der Medizin. So in
turgetreuen Eindruck bei.                     geneigt ist.                            der Computertomographie: Hier fal-
    „Handtracking“ nennen die                                                         len immense Datenmengen an, aus
Mitarbeiter aus der Arbeitsgruppe             Grafikkarte übernimmt das                denen Grafikprogramme detaillier-
Computergrafik der Uni Bonn ihr                Rechnen                                 te dreidimensionale Bilder erzeu-
Verfahren: Drei Kameras verfolgen                                                     gen. Mit der Software ist es zum
die Stellung der Finger, ein Rechner          „Zudem nutzen wir gar keine au-         Beispiel auch möglich, sich durch
setzt die Bewegungen in Steuerbe-             ßergewöhnliche Technik“, beteuert       das Gehirn zu einem Tumor zu na-
fehle um. „Das Ganze geht präzise,            Schlattmann. „Die meiste Rechen-        vigieren, ihn aus allen Blickwinkeln
schnell und intuitiv“, sagt Schlatt-          arbeit erledigt die Grafikkarte.“ Und    zu betrachten oder umliegendes Ge-
mann. Er legt den Daumen auf den              die sei auch kein anderes Modell,       webe auszublenden, das den Blick
Zeigefinger; auf dem Projektions-              als heute bei schnellen Rechnern        auf den Krankheitsherd stört. „Eine
schirm materialisieren sich ein paar          von Haus aus dabei sei. Ein weite-      herkömmliche Maus ist für derartige
zusätzliche Symbole. Der Informa-             rer Vorteil: Man muss das Verfahren     3D-Anwendungen aber nur schlecht
tiker klickt mit seinem Zeigefinger            nicht initialisieren. Sobald die Hand   geeignet“, betont Markus Schlatt-
auf ein Kreuz, und das Fenster mit            im Blickfeld der Kameras auftaucht,     mann. „Mit einem guten Handtra-
der Alpenlandschaft verschwindet.             legt die Tracking-Software los. Bei     cking-Verfahren geht das viel einfa-
Die Leinwand wird schwarz: De-                anderen Methoden wird der Nut-          cher und natürlicher!“
monstration beendet.                          zer bei Programmstart aufgefordert,                               FL/FORSCH




                                                                                                           forsch 2/2007 universität bonn        13
FORSCHEN




                             Die schnellen Simulanten
                             Wie die Numerische Mathematik große Probleme klein kriegt
                             Es gibt Probleme, die wünscht man seinem ärgsten Feind                  den.“ Im Brandungsbereich
                             nicht. Zum Beispiel berechnen zu müssen, wie eine Wel-                  wäre mit ein paar verstreu-
                             le bricht. Wer‘s ganz exakt haben will, ist damit ganz schön            ten Werten nichts mehr zu
                             lange beschäftigt. Oder man macht‘s wie die Bonner Mathe-               holen. Hier sind so genann-
                             matiker: Mit ein paar schlauen Tricks – und Mut zur Unge-               te adaptive Rechenverfah-
                             nauigkeit.                                                              ren notwendig. Sie erkennen
                                                                                                     nicht-glatte Bereiche, indem
                             Von einer Vorstellung ver-      heimnisse für sich behalten könn-       sie zwischen den Knoten ge-
                             abschiedet man sich am In-      ten. „Wir berechnen die Lösungen        wissermaßen Stichproben
                             stitut für Numerische Si-       einer Gleichung nur an bestimm-         nehmen und sie mit den in-
                             mulation ganz schnell: Dass     ten diskreten Punkten“, erklärt Dr.     terpolierten Schätzwerten
                             Mathematik immer zum            Marc Alexander Schweitzer, einer        vergleichen. Bei unerwartet
                             Ziel hat, die hundertprozen-    der leitenden Mitarbeiter am Ins-       großen Abweichungen heißt
                             tig korrekte Lösung zu fin-      titut für Numerische Simulation.        es dann für den Algorith-
                             den. Die Bonner Forscher        „Die Werte zwischen diesen Punk-        mus, die Maschen des Net-
                             machen ständig Fehler – und     ten erhalten wir dann beispielsweise    zes dort lokal wesentlich en-
                             lösen damit näherungsweise      durch Interpolation.“ Konkreter ge-     ger zu knüpfen.
                             Probleme, die sich sonst gar    sprochen: Wollen die Mathematiker




                                                                                                                                     Foto: Frank Homann
                             nicht lösen ließen.             die Ausbreitung einer Welle in einer    Lösen
                                  Das Beispiel mit der       Badewanne berechnen, schauen sie
                             Welle ist ein solches Pro-      sich nicht den Bewegungsimpuls je-      Aber selbst 1.000 Knoten-
                             blem: Wie genau türmt           des einzelnen Wasserteilchens an.       punkte sind eine Herausfor-
                             sich das moderate Auf und       Sie legen stattdessen eine Art vir-     derung, die ohne Compu-
                             Ab der Meeresoberflä-            tuelles dreidimensionales Netz in       ter kaum zu stemmen wäre. In ein
                             che in Strandnähe zu ei-        die Wanne und berechnen die Wer-        mathematisches Modell umgesetzt
                             ner beeindruckenden Was-        te nur an den Knotenpunkten. In ei-     heißt das nämlich, eine Gleichung
                             serwand auf? Wann über-         ner würfelförmigen Wanne von ei-        mit 1.000 Unbekannten zu lösen.
                             schlägt sich die Welle? Und     nem Meter Kantenlänge kämen sie         Der große deutsche Mathematiker
                             wie stört der Felsblock am      so bei einer Maschenweite von 10        Carl Friedrich Gauß hat schon vor
                             Strand das heranbranden-        Zentimetern mit 10x10x10 = 1.000        über 150 Jahren ein Verfahren vor-
                             de Wasser? Um diese Fra-        Datenpunkten aus. Bei einer Auflö-       geschlagen, wie solche Gleichun-
                             gen exakt zu beantworten,       sung von einem Zentimeter wären         gen exakt zu lösen sind. „Unser Pro-
                             müsste man theoretisch          es in jede Raumrichtung schon 100       blem dabei: Diese Methode ist viel
                             den Bewegungsimpuls je-         Punkte, das sind insgesamt 1003         zu zeitraubend“, erklärt Marc Ale-
                             des einzelnen Wasserteil-       = eine Million. Mit zunehmender         xander Schweitzer.
                             chens zu jeder beliebigen       Auflösung steigen also Speicherbe-            Denn wenn sich die Zahl der
                             Zeit kennen – ein Ding der      darf und Rechenzeit dramatisch an.      Unbekannten verdoppelt, steigt
                             Unmöglichkeit. „Wir ver-        Generell gilt: Der Diskretisierungs-    beim klassischen Gauß-Verfahren
                             suchen,       mathematische     fehler ist umso größer, je gröber das   der Rechenaufwand um den Fak-
                             Modelle für die Wirklich-       Netz ist. In der Praxis geben die Ma-   tor acht; bei einer Verzehnfachung
                             keit so auf dem Computer        thematiker einen tolerierbaren Feh-     um den Faktor 1.000. Die Metho-
                             umzusetzen, dass sie sich       ler vor und justieren danach die Auf-   de ist von der Ordnung O(n3), sa-
                             in angemessener Zeit zu-        lösung ihres Verfahrens.                gen Mathematiker zu diesem tücki-
                             mindest näherungsweise               Manchmal reicht schon ein rela-    schen Verhalten. Wie kritisch O(n3)
                             lösen lassen“, erklärt Insti-   tiv grobes Netz, um die Werte zwi-      ist, zeigt das Beispiel mit der Bade-
                             tutsleiter Professor Dr. Mi-    schen den Knoten ziemlich gut ab-       wanne: Bei einer Maschenweite von
                             chael Griebel. Dazu wen-        zuschätzen. Der Mathematiker sagt:      10 cm sind die Werte an 1.000 Kno-
                             den Griebel und seine Mit-      Das Problem ist „glatt“ – ähnlich       tenpunkten zu berechnen. Mal an-
                             arbeiter eine Strategie an,     wie die Meeresoberfläche ein paar        genommen, der Computer benötigt
                             die im Prinzip aus vier Tei-    hundert Meter vor der Küste. Es         dazu eine Sekunde. Will man nun
                             len besteht: Diskretisieren,    genügt, wenn man ein paar Werte         die Maschenweite auf einen Zenti-
                             Lösen, Zerlegen und Ver-        kennt; den Rest kann man einiger-       meter verkleinern, steigt die Zahl
                             teilen, Vereinfachen.           maßen gefahrlos interpolieren. Gro-     der Knoten (und damit der Unbe-
                                                             ße Überraschungen sind nicht zu er-     kannten) um den Faktor 1.000 auf
                             Diskretisieren                  warten. „Glatte Probleme sind für       insgesamt eine Million. Der Rech-
                                                             Mathematiker jedoch wenig span-         ner benötigt nun aber nicht etwa die
                             Dieser Schritt hat nichts       nend“, sagt Professor Griebel. „Inte-   tausendfache Zeit, also 17 Minuten:
                             damit zu tun, dass Mathe-       ressanter sind Anwendungen, in de-      O(n3) bedeutet, dass die Berechnung
                             matiker besonders gut Ge-       nen die Lösungen lokal unglatt wer-     erst nach der 1.0003-fachen Zeit ab-




14   forsch 2/2007 universität bonn
                                                                                                                                                                    FORSCHEN




geschlossen ist. Erst nach 10003 Se-                                            zessor ist dann für ein Teilgebiet zu-   der Simulation flexibel anpassen, in-   512 Prozessoren
kunden wäre die Software fertig –                                               ständig; dementsprechend sinkt der       dem es unausgelasteten Prozessoren     machen dem Paral-
das sind knapp 32 Jahre. „In der Pra-                                           Zeitaufwand für das schnelle Mehr-       mehr Gebiet zuweist.                   lelrechner des Insti-
xis sieht es nicht ganz so dramatisch                                           gitter-Verfahren im Beispiel oben                                               tuts Dampf. Das Bild
aus, weil man meist eine schnellere                                             auf Bruchteile einer Sekunde.“ Oft       Vereinfachen oder der Fluch            zeigt (v.l.) hockend:
Variante des klassischen Gauß-Ver-                                              führt eine solche statische Gebiets-     der Dimension                          Dr. Marc-Alexander
fahrens nutzen kann“, betont Grie-                                              zerlegung aber zu einem Lastun-                                                 Schweitzer, Prof. Dr.
bel. „An dem generellen Problem                                                 gleichgewicht – etwa, wenn der Al-       Physikalische Phänomene spielen        Michael Griebel, Bram
ändert das aber nichts.“                                                        gorithmus im Brandungsbereich            sich in der Regel im dreidimensi-      Metsch, Martin Engel
    Die Mathematiker kennen je-                                                 plötzlich mehr Punkte berechnen          onalen Raum ab. Dazu kommt als         stehend: Dr. Thorsten
doch auch Algorithmen mit der Ord-                                              muss als auf hoher See. In der Re-       vierte Dimension die Zeit, wenn        Kleinjung, Prof. Dr.
nung O(n). „Das sind so genannte                                                gel merkt das Programm erst wäh-         man einen zeitabhängigen Prozess       Jens Franke, Fried-
Mehrgitter-Verfahren, die die Lö-                                               rend der Rechnung, wo die „un-           berechnen möchte. „Vor 20 Jahren       rich Bahr. Prof. Fran-
sung des Systems iterativ berech-                                               glatten“ Bereiche sind. Dann muss        war bei zweidimensionalen Proble-      ke nutzt die geballte
nen“, erklärt Schweitzer. Sie brau-                                             es den Ressourceneinsatz im Laufe        men Schluss“, erklärt Griebel. „In-    Rechenkraft z.B., um
chen dazu sogar weniger als die                                                                                                                                 große Primzahlen zu
oben genannten 17 Minuten – in der                                                                                                                              „knacken“.
Praxis reichen zwei bis drei Minu-
ten aus. Allerdings rechnen sie eben                                                                                                                            Schleusen und
nicht exakt, sondern nur bis zu einer                                                                                                                           Wehre (hier eine Si-
vorgegebenen Genauigkeit.                                                                                                                                       mulation) sind die Na-
                                                                                                                                                                delöre der Wasserwe-
Zerlegen und verteilen                                                                                                                                          ge. Zusammen mit Dr.
                                                                                                                                                                Jann Strybny und Dr.
Natürlich lässt sich ein großes Pro-                                                                                                                            Carsten Thorenz von
blem auch mit entsprechend poten-                                                                                                                               der Bundesanstalt
ter Hardware erschlagen. Im Rech-                                                                                                                               für Wasserwirtschaft
nerraum des Instituts für Nume-                                                                                                                                 sucht das Team um
                                        alle Fotos links, Foto rechts: AG Griebel




rische Simulation steht ein großer                                                                                                                              Professor Griebel un-
Parallelrechner. Sein Herz bilden                                                                                                                               ter anderem nach Lö-
512 Prozessoren, die parallel an                                                                                                                                sungen, Schleusen
ein und derselben Aufgabe arbeiten                                                                                                                              möglichst schnell zu
können. „Wir könnten beispielswei-                                                                                                                              befüllen, ohne dass
se unsere Badewanne in 512 gleich                                                                                                                               an der Oberfläche ge-
große Wannenteile zerlegen“, erläu-                                                                                                                             fährliche Wellen ent-
tert Professor Griebel. „Jeder Pro-                                                                                                                             stehen.




                                                                                                                                              forsch 2/2007 universität bonn        15
                         FORSCHEN




                          Ein Schiff wird     zwischen sind die Verfahren so aus-       Aktien im Dax in den kommenden        nen. Sie bemühen sich, das Problem
                              von einer Welle   gereift und die Rechner so schnell        zwölf Monaten um jeweils drei         in niedrigere Dimensionen zu über-
                                   überrollt.   geworden, dass wir dreidimensiona-        Prozent oder mehr steigen. Doch       führen – vereinfacht gesagt, indem
                                                le Probleme recht gut lösen können.       was wäre ein fairer Preis für eine    sie Aktien mit vergleichbarer Wert-
                                                Ich bin optimistisch, dass wir in den     solche Option? „Um das zu beur-       entwicklung zu einer Gruppe zu-
                                                nächsten 20 Jahren auch viele vier-       teilen, müssten wir bei 30 Dax-       sammenfassen. Dahinter steckt die
                                                dimensionale physikalische Phäno-         Werten ein 30-dimensionales Pro-      Idee, dass sich die BMW-Aktie in
                                                mene in den Griff bekommen.“              blem lösen“, erklärt Griebel. „Der    der Regel ähnlich wie die von Volks-
                                                    Doch leider gibt es Probleme,         Rechenaufwand steigt aber ex-         wagen entwickelt. Moderne Metho-
                                                die noch viel mehr Dimensionen            ponentiell mit der Dimensionali-      den spüren derartige Korrelationen
                                                haben. Dazu gehört beispielswei-          tät an. Eine direkte Berechnung       auf und nutzen sie, um die Options-
                                                se die Bewertung von Optionsprei-         ist dann jenseits aller Möglichkei-   preisberechnung auf eine geringe-
                                                sen in der Finanzmathematik. Op-          ten.“ Mathematiker sprechen auch      re Zahl von „Leitaktien“ zurückzu-
                                                tionen sind gewissermaßen Wet-            vom „Fluch der Dimension“.            führen.
                                                ten auf die Wertentwicklung von               Dennoch gibt es Verfahren, die
                                                Aktien. Eine solche Wette könn-           hochdimensionale Aufgaben zu-         Quantencomputer
                                                te beispielsweise lauten, dass alle       mindest näherungsweise lösen kön-
                                                                                                                                Was aber, wenn die oben beschrie-
                                                                                                                                bene Strategie nicht reicht, um eine
                                                  Institut für Numerische Simulation                                            Aufgabe zu lösen? Dann hilft nur
                                                                                                                                noch die Hoffnung. „Langfristig
                                                  Das Institut in der Wegeler Straße 6    eine stabile Brücke mit minimalem     spannend ist sicherlich die Frage, ob
                                                  wurde im Oktober 2003 gegründet.        Eigengewicht konstruieren? Wie        es gelingt, tatsächlich einen Quan-
                                                  Die sechs Professoren und knapp         lassen sich Schäden im menschli-      tencomputer herzustellen“, sagt Mi-
                                                  40 Mitarbeiter versuchen, Antwor-       chen Kniegelenk numerisch simu-       chael Griebel. „Damit würden sich
                                                  ten auf handfeste Fragen zu fin-         lieren und so besser verstehen?       manche unserer Probleme von selbst
                                                  den: Wo muss man eine Klimaan-          Die bearbeiteten Fragestellungen      erledigen.“ Erste Schritte in diese
                                                  lage einbauen, damit sich die kal-      stammen aus den Bereichen Na-         Richtung seien ja schon getan. Viel-
                                                  te Luft schnell und gleichmäßig im      tur- und Ingenieurwissenschaften,     leicht, so sinniert er, erlebt er die-
                                                  Raum verteilt? Was ist ein „fairer“     Landwirtschaft und Geodäsie, Me-      se neue Rechnergeneration ja noch.
                                                  Preis für eine Option? Wie lassen       dizin und Lebenswissenschaften        „Man muss sicher nicht an Quanten-
                                                  sich Blutgefäße in Tomographie-         sowie Finanz- und Wirtschaftswis-     computer glauben“, sagt er und lä-
                                                  Bildern identifizieren? Wie lässt sich   senschaften.                          chelt. „Aber man kann.“
                                                                                                                                                           FL/FORSCH
alle Fotos: AG Griebel




                         16    forsch 2/2007 universität bonn
                                                                                                                                      FORSCHEN




Chaos im Gehirn
Informationsweiterleitung erfolgt nicht nur an Synapsen
Das Gehirn verarbeitet Informationen augenscheinlich chaotischer




                                                                                 Foto: fl
als bislang angenommen: Die Weiterleitung der Informationen von
Neuron zu Neuron erfolgt möglicherweise nicht ausschließlich an
den so genannten Synapsen – das sind die Kontaktstellen zwischen
den Nervenzell-Fortsätzen. Anscheinend schütten die Neuronen
auch auf der ganzen Länge dieser Fortsätze Botenstoffe aus und er-
regen so benachbarte Zellen.

Bisher schien alles ganz klar: Ner-     ne Bläschen mit Glutamat zur Axon-
venzellen empfangen ihre Signa-         Membran und entlassen ihren Inhalt
le mit kurzen „Zellärmchen“, den        ins Gehirn. Glutamat ist einer der
so genannten Dendriten. Diese lei-      wichtigsten Neurotransmitter und
ten die elektrischen Impulse zum        wird auch bei der Signalweiterlei-
Zellkörper, wo sie verarbeitet wer-     tung an Synapsen ausgeschüttet. Die
den. Für die „Verteilung“ des Resul-    Forscher konnten sogar nachweisen,
tats sind die Axone zuständig. Das      dass bestimmte Zellen in der weißen
sind lange kabelartige Zellausläu-      Substanz auf das Glutamat reagier-
fer, in denen die elektrischen Sig-     ten: Die Vorläufer der so genannten
nale entlanglaufen, bis sie an einer    Oligodendrozyten. Oligodendrozy-
Synapse auf das Dendrit-Ärmchen         ten sind die „Isolierzellen“ des Ge-           sind. Auf diesem Konzept beruht            Privatdozent
eines anderen Neurons treffen. Für      hirns. Sie produzieren das Myelin,             die Vorstellung, dass sich neuronale       Dr. Dirk Dietrich er-
die elektrischen Nervenzellpulse        eine Art Fettschicht, die die Axo-             Information im Gehirn ähnlich wie          forscht das „Chaos“
stellt die Synapse eine unüberwind-     ne umhüllt und für eine schnellere             Strom in einem Computer gerichtet          im Gehirn
bare Barriere dar. Daher kommt es       Signalweiterleitung sorgt. „Wahr-              und nur entlang bestimmter geord-
dort zu einer wundersamen Signal-       scheinlich orientieren sich noch un-           neter Schaltkreisen ausbreitet.
Umwandlung: Die Synapse schüttet        reife Isolierzellen mit Hilfe des Glu-              Die Entdeckung des Forscher-
Botenstoffe aus, so genannte Neuro-     tamats, um Axone zu finden und sie              teams hat aber noch einen medizi-
transmitter, die zum Dendriten dif-     mit einer Myelinschicht zu umhül-              nisch interessanten Aspekt. Es ist
fundieren. Dort docken sie an be-       len“, vermutet Dirk Dietrich.                  schon lange bekannt, dass bei Sau-
stimmte Rezeptoren an und erzeu-            Sobald die Axone den weißen                erstoffmangel oder heftigen epilep-
gen so wieder elektrische Impulse.      „Kabelschacht“ verlassen, treten               tischen Anfällen zahlreiche Isolier-
„Bisher nahm man an, dass nur an        sie in die graue Gehirnsubstanz ein            zellen in der weißen Substanz zu-
Synapsen Neurotransmitter ausge-        und treffen dort auf ihre Empfän-              grunde gehen. Auslöser der Schäden
schüttet werden“, betont der Bon-       ger-Dendriten. Dort erfolgt an den             ist ein alter Bekannter: Der Neuro-
ner Privatdozent Dr. Dirk Dietrich.     Synapsen die Weitergabe der Infor-             transmitter Glutamat. „Niemand
„Das scheint nach unseren Erkennt-      mation an die Empfängerzelle. „Wir             wusste bislang jedoch, wo das Glu-
nissen aber nicht zu stimmen.“          halten es jedoch für wahrschein-               tamat herkommt“, sagt Dr. Diet-
                                        lich, dass die Axone auch außerhalb            rich. „Unsere Ergebnisse eröffnen
Botenstoff lockt                        von Synapsen auf ihrem Weg durch               vielleicht völlig neue Therapieop-
Isolierzellen an                        die graue Substanz Glutamat frei-              tionen.“ Denn schon heute gibt es
                                        setzen“, spekuliert Dietrich. „Hier            Medikamente, die verhindern, dass
Zusammen mit seinen Kollegin-           liegen Nervenzellen und Dendriten              Glutamatbläschen ihre Fracht ins
nen Dr. Maria Kukley und Dr. Es-        dicht an dicht. Das Axon könnte so             Gehirn abgeben. Auch wissen die
tibaliz Capetillo-Zarate hat Dietrich   also nicht nur den eigentlichen Emp-           Bonner Neurowissenschaftler in-
die „weiße Substanz“ im Gehirn von      fänger, sondern auch noch zahlrei-             zwischen genau, welche Rezeptoren
Ratten genauer untersucht. Hier lie-    che weitere Nervenzellen erregen.“             der Isolierzellen der Neurotransmit-
gen die „Kabelschächte“, die rech-          Sollte diese These stimmen,                ter stimuliert – ebenfalls ein An-
te und linke Hirnhälfte miteinander     muss die seit über hundert Jah-                satzpunkt für neue Arzneien.
verbinden. Sie bestehen im wesent-      ren gültige Lehrmeinung zur Kom-                    Doch warum ist Glutamat mitun-
lichen aus Axonen und Hilfszellen.      munikation von Neuronen revi-                  ter so gefährlich? Bei einem Epilep-
Dendriten oder gar Synapsen gibt        diert werden. 1897 prägte Sir Char-            sie-Anfall „feuern“ die Nervenzellen
es dort keine. „Man würde dort also     les Sherrington die Idee, dass nur             sehr schnell und heftig. Dann lau-
auch keine Botenstoff-Freisetzung       an den Synapsen Botenstoffe frei-              fen so viele Impulse durch die Axo-
erwarten“, betont der Hirnforscher.     gesetzt werden. Laut dem Begrün-               ne, dass auf einen Schlag große Men-
    Dennoch machten die Wissen-         der der modernen Neurophysiologie              gen Glutamat frei werden. „In diesen
schaftler in der weißen Substanz        können Nervenzellen daher nur mit              Konzentrationen schädigt der Boten-
eine merkwürdige Entdeckung: So-        wenigen Nervenzellen kommunizie-               stoff die Isolierzellen“, sagt Dietrich.
bald ein elektrischer Impuls durch      ren: nämlich nur mit denjenigen, mit           „Die Dosis macht das Gift.“
ein Axon-Kabel läuft, wandern klei-     denen sie über Synapsen verbunden                                           FL/FORSCH




                                                                                                              forsch 2/2007 universität bonn         17
FORSCHEN




                    Trauer, Angst, Schuldgefühle
                    Psychosoziale Beratung bei einer Pränataldiagnostik ist extrem wichtig
                    Die Pränataldiagnostik ermög-            klären, inwiefern psychosoziale Be-    Abschied und Beerdigung anspre-
                    licht, manche Fehlentwicklungen          ratung bei einer Pränataldiagnostik    chen zu können. Einige der Befrag-
                    und Erkrankungen eines Kindes            sinnvoll ist. Seit dem Studienstart    ten hielten noch mehr Informationen
                    bereits vor der Geburt zu erken-         im Januar 2003 haben sich rund 500     über Hilfsangebote und Kontakte zu
                    nen. Manchmal stürzt das Er-             Frauen an der Erhebung beteiligt.      anderen Betroffen und Selbsthilfe-
                    gebnis die Eltern in eine schwere        Etwa 350 von ihnen waren zu wie-       gruppen für wünschenswert. Fast
                    Krise. Eine in Bonn, Düsseldorf          derholten Befragungen bereit.          ausnahmslos raten die Studienteil-
                    und Essen durchgeführte Studie               „Auch zwei Jahre nach der Prä-     nehmerinnen anderen Betroffenen
                    zeigt, dass eine begleitende psy-        nataldiagnostik ist jeder Zweiten      zu einer psychosozialen Beratung
                    chosoziale Betreuung der Betrof-         das Erlebte gedanklich und gefühls-    – auch schon vor der Pränataldiag-
                    fenen extrem wichtig ist.                mäßig noch sehr präsent“, sagt Pro-    nostik.
                                                             fessorin Rohde. „Die Erfahrung,
                    Das Ergebnis einer Pränataldiagnos-      ein krankes oder behindertes Kind      Beratung als fester Bestand-
                    tik kann die Eltern in Not und Ver-      zu bekommen beziehungsweise            teil der Pränatalmedizin
                    zweiflung stürzen. Durch den akuten       eine Schwangerschaft abzubrechen,
                    Leidensdruck entsteht oft zunächst       kann psychische Störungen verursa-     Die drei Modellprojekte zeigen, wie
                    der Impuls, die Schwangerschaft so-      chen.“                                 eine psychosoziale Beratung erfolg-
                    fort zu beenden. „Doch es ist nicht          Zudem bleiben Ängste, unter        reich in den Klinikalltag integriert
                    im Sinne der Patientin, einem sol-       anderem im Hinblick auf eine neue      werden kann. Allerdings wirft die
                    chen Drängen nachzugeben“, sagt          Schwangerschaft. Jede Vierte ist       Evaluation auch Fragen auf, bei-
                    Professorin Dr. Anke Rohde, Lei-         noch nach zwei Jahren erhöht psy-      spielsweise nach einer sinnvollen
                    terin der Gynäkologischen Psycho-        chisch belastet – wobei insbesonde-    Einbindung der Partner in das Be-
                    somatik am Universitätsklinikum          re ängstliche oder zurückhaltende      ratungskonzept. Denn die Frauen
                    Bonn. Jede Frau soll ohne Druck ei-      Frauen ein erhöhtes Risiko für einen   empfinden die Unterstützung durch
                    nen Weg finden, den sie als richtig       behandlungsbedürftigen Trauerver-      ihren Partner als enorm wichtig.
                    empfindet und möglichst auch später       lauf zeigen. „Gerade diese Frauen          Die Studie wurde durch das
                    vor sich selbst verantworten kann.       würden von einer über die Akutsi-      Land NRW gefördert und vom Bun-
                    „Zudem muss der Arzt nach aus-           tuation hinausgehenden längerfris-     desministerium für Familie, Senio-
                    führlicher Aufklärung und Beratung       tigen Betreuung profitieren“, sagt      ren, Frauen und Jugend unterstützt.
                    erst einmal feststellen, ob eine medi-   Professorin Rohde.                     Professorin Rohde und Privatdozen-
                    zinische Indikation zum Schwanger-           Über 90 Prozent der Studien-       tin Woopen haben die Ergebnisse in
                    schaftsabbruch gegeben ist“, betont      teilnehmerinnen empfanden die Be-      einem Buch zusammengefasst:
                    Privatdozentin Dr. Christiane Wo-        ratung auch rückblickend als hilf-
                    open von der Universität Köln, die       reich. Diese bot ihnen ein neutra-     Psychosoziale Beratung im
                    die Studie mit Anke Rohde wissen-        les Umfeld für ihre Gefühle, Ängste    Kontext von Pränataldiagnostik/
                    schaftlich begleitet.                    und innere Zerrissenheit. Verschie-    Evaluation der Modellprojekte
                         Egal welcher Weg schließlich ge-    dene Zukunftsperspektiven mit und      in Bonn, Düsseldorf und Essen,
                    gangen wird, er ist in der Regel von     ohne Kind konnten reflektiert wer-      ISBN: 978-3-7691-1242-9, Deut-
                    Trauer und Schuldgefühlen beglei-        den. Als nützlich empfanden es die     scher Ärzte-Verlag
                    tet. Die drei Modellprojekte sollten     Frauen auch, konkrete Fragen wie                                 IV/FORSCH




                                            Bücher James




18   forsch 2/2007 universität bonn
                                                                                                                              FORSCHEN




                                                      Nikon




Kampf      gegen Epilepsie: Es ist      manche Patienten auf Wirkstoffe an-      neszellen schädigen. Betroffen ist vor




                                                                                                                                               kompakt
ein Projekt, in das Forscher wie Be-     sprechen, andere dagegen nicht. Ver-     allem die Stelle des schärfsten Sehens,
troffene viel Hoffnung setzen: 29 Ar-    mutlich sind dafür genetische Faktoren   auch „Makula“ genannt. Folge: Die
beitsgruppen aus 12 europäischen         ausschlaggebend – wie das Krampflei-      Umgebung erscheint unscharf, Far-
Ländern wollen in den nächsten vier      den überhaupt häufig „in der Familie“     ben verblassen, ein schwarzer Fleck
Jahren unter anderem neue Therapi-       liegt. Inzwischen konnte die Wissen-     verdeckt das Blickfeld und dehnt sich
en gegen Epilepsie entwickeln. Zehn      schaft bereits einige Erbanlagen iden-   mehr und mehr aus, bis Lesen oder
Millionen Euro stellt die EU für das     tifizieren, die die Erkrankung auslö-     Autofahren unmöglich werden. Etwa
Verbundprojekt zur Verfügung, in dem     sen. Bei anderen Epilepsie-Varian-       zwei Millionen Menschen in Deutsch-
die Bonner Epileptologie eine Schlüs-    ten vermutet man zwar eine erbliche      land kennen die Symptome dieser so
selrolle spielt: Patienten mit schwe-    Komponente; welches Gen genau be-        genannten altersabhängigen Maku-
ren Krampfanfällen, die sich auch me-    troffen ist, weiß man aber nicht. Die-   ladegeneration, kurz AMD, aus eige-
dikamentös nicht in den Griff bekom-     se Erbanlagen zu finden, ist ein weite-   ner Erfahrung. Während gegen die
men lassen, können sich hier nämlich     res Ziel des EU-Projekts.                „feuchte“ Form der AMD mittlerwei-
einem chirurgischen Eingriff unterzie-                                            le wirksame Medikamente zur Verfü-
hen. Dabei entfernen Hirnchirurgen       Hoffnung      für AMD-Patienten:        gung stehen, gibt es gegen die „tro-
vorsichtig den Anfallsherd. „Das kran-   Die lichtempfindliche Netzhaut erneu-     ckene“ Variante bislang keine Thera-
ke Nervengewebe eignet sich natür-       ert sich ständig. Mit zunehmendem        pie. In diese Lücke stößt das neue
lich hervorragend, um beispielsweise     Alter klappt das nicht mehr vollstän-    Medikament Fenretinide. Momentan
neue Epilepsie-Medikamente zu tes-       dig. Was bleibt, ist ein Rest aus Ab-    startet die weltweit erste große Pati-
ten“, erklärt der Epileptologe Profes-   fallprodukten – unter anderem das so     entenstudie, in der die Arznei auf ihre
sor Dr. Heinz Beck. Die EU-Forscher      genannte „Lipofuszin“. Lipofuszin be-    Wirksamkeit getestet wird. Maßgeb-
wollen mit derartigen Gewebe-Expe-       sitzt toxische Bestandteile und kann     lich beteiligt ist die Universitäts-Au-
rimenten auch herausfinden, warum         auf Dauer die lichtempfindlichen Sin-     genklinik Bonn.




                                                                                                         forsch 2/2007 universität bonn   19
FORSCHEN




                          Das Laserfernsehen ist fast marktreif
                          Noch 150 Jahre nach seiner Geburt inspiriert Heinrich Hertz seine Erben
Er starb bereits mit 37 Jahren, und trotzdem kennt sei-           wenn wir eine Lampe einschalten,         hen die Erben von Heinrich Hertz ei-
nen Namen heute noch jedes Schulkind: Der ehemali-                die Infrarot-Fernbedienung betäti-       nen Umweg: „Wenn wir einen Li-
ge Bonner Physik-Professor Heinrich Hertz, der am 22.             gen, uns im Solarium bräunen oder        thiumniobat-Kristall mit infrarotem
Februar 150 Jahre alt geworden wäre. Ihm zu Ehren                 mit der Mikrowelle Speisen zube-         Laserlicht beschießen, regen wir die
hat die Deutsche Telekom AG im Jahr 2000 an der Uni               reiten: Immer sind die von Heinrich      Dipole darin so stark an, dass sie wie
Bonn den Heinrich-Hertz-Stiftungslehrstuhl eingerichtet.          Hertz nachgewiesenen „elektroma-         eine zu stark gezupfte Gitarrensei-
An seiner alten Wirkungsstätte entwickeln Hertz’ Erben            gnetischen Wellen“ im Spiel.             te zahlreiche Obertöne aussenden“,
heute unter anderem Strategien, um Laserlicht zu ma-                  „Einen Dipol-Empfänger gibt es       erklärt Buse. Dabei vervielfacht
nipulieren. Ihre Erkenntnisse könnten in nicht allzu fer-         heute in jedem Handy“, erklärt Pro-      sich die Frequenz des eingestrahl-
ner Zukunft den Sprung in die Wohnzimmer schaffen:                fessor Dr. Karsten Buse. Der 40-         ten Lichts; die Farbe verschiebt sich
Schon in zwei Jahren sollen erste Laserfernseher auf              Jährige bekleidet an der Universität     in den sichtbaren Bereich. „An un-
den Markt kommen, die in Schärfe und Farbenpracht                 Bonn die nach Hertz benannte Stif-       serem Lehrstuhl verbessern wir die
alle heute erhältlichen Geräte weit übertreffen.                  tungsprofessur der Deutschen Tele-       Kristalle so, dass wir die Farbum-
                                                                  kom. Die Zusammenarbeit hat be-          wandlung mit sehr hoher Effizienz
Zu Ehren von Hein-       Von 1889 bis zu seinem Tode fünf        reits zu einem knappen Dutzend           und bei großen Lichtleistungen hin-
 rich Hertz planen die    Jahre später lehrte und forschte        Patenten geführt – zumeist im zu-        bekommen.“
  Bonner Physiker im      Heinrich Hertz an der Uni Bonn. In      kunftsträchtigen Gebiet der Laser-           Durch Kombination mit ande-
 Herbst zwei öffentli-    der Physikalischen Sammlung la-         physik. „Die Firmen reißen uns die       ren Verfahren können die Bonner
che Experimentalvor-      gern zahlreiche Originalinstrumen-      Mitarbeiter aus den Händen“, sagt        Physiker so genau die gewünschte
 lesungen. Darin wer-     te, die er für seine Experimente mit    der Physiker nicht ohne Stolz. Auch      Lichtfarbe erzeugen – wichtig un-
den von Professor Dr.     elektromagnetischen Wellen nutz-        bei den großen US-amerikanischen         ter anderem für die Entwicklung
     Karl-Heinz Althoff   te. Darunter ist auch sein berühmter    Eliteschmieden wie Stanford oder         extrem brillanter und scharfer Bild-
  zahlreiche Original-    Dipol-Sender: Hertz ließ zwischen       dem MIT sind seine Diplomanden           schirme. Denn mit einem roten, ei-
  experimente vorge-      zwei halbrunden Kupferelektroden        und Doktoranden gern gesehene            nem grünen und einem blauen La-
führt. Professor Buse     – dem Dipol – einen Funken über-        Gäste.                                   ser lassen sich prinzipiell alle Far-
  (unten) wird zudem      schlagen. Dadurch erzeugte er hoch-         Eines der Spezialgebiete von Bu-     ben herstellen, die unser Auge sehen
   zeigen, was die Er-    frequente Radiowellen, die er mit       ses Arbeitsgruppe ist eine exotische     kann. „Ein normales TV-Gerät
kenntnisse von Hertz      einem ähnlichen Dipol in einigen        chemische Verbindung, das so ge-         schafft nur 50 Prozent aller Farben“,
     für die Forschung    Metern Entfernung wieder auffan-        nannte Lithiumniobat. Die Substanz       betont der Physiker. „Neben einem
      heute bedeuten.     gen konnte. Wenn die Ausrichtung        bildet Kristalle, an denen Heinrich      Laserdisplay wirken herkömmliche
                                zwischen Sender und Empfän-       Hertz wohl seine helle Freude ge-        Bildschirme einfach flau.“ Die gro-
                                           ger stimmte, flogen     habt hätte: Sie stecken nämlich ge-      ßen Elektronikfirmen arbeiten da-
                                              dort dann eben-     wissermaßen voller mikroskopisch         her momentan an Fernsehgeräten
                                               falls die Fun-     kleiner Dipol-Antennen. Für Laser-       auf Laser-Basis. „Inzwischen steht
                                               ken. Das Radio     forscher ist diese Substanz extrem       die Technologie auch dank unserer
                                                verdankt (eben-   interessant: Mit ihr lässt sich näm-     Erkenntnisse kurz vor dem Durch-
                                                 so wie der Be-   lich vergleichsweise einfach und         bruch“, versichert Buse. „Spätes-
                                                  griff „Rund-    kostengünstig farbiges Laserlicht        tens in zwei Jahren werden die ers-
                                                   funk“) die-    erzeugen.                                ten Laserfernseher auf den Markt
                                                   sem Effekt         Denn Laser, die direkt rot, grün     kommen.“                   FL/FORSCH
                                                  seine Exis-     oder blau leuchten, sind extrem inef-
                                                   tenz. Auch     fizient. Bei gleichem Energieeinsatz
                                                                  strahlen die kleinen Halbleiterlaser
                                                                                                                                                    Foto: Frank Homann


                                                                  viel kräftiger – dafür aber nur im un-
                                                                  sichtbaren Infrarotbereich. Daher ge-




20      forsch 2/2007 universität bonn
                                                                                                                               FORSCHEN




Die Welt direkt nach dem Urknall
Bonner Forscher blicken am CERN weit in die Vergangenheit
25 Projektpartner, 32 Millionen Euro Fördergelder, zehn Jahre Vorberei-            Theorie, dem so genannten Stan-
tungszeit: Das sind die Rahmendaten des deutschen Anteils dreier inter-            dardmodell der Teilchenphysik“,
nationaler physikalischer Großprojekte, in denen es unter anderem um               erklärt Professor Wermes. „Diese
den Aufbau der Materie Sekundenbruchteile nach dem Urknall geht. Fi-               Theorie hat aber gravierende Män-
nanziert werden die Kollaborationen vom Bundesministerium für Bildung              gel, die sich bei den Experimenten
und Forschung (BMBF). Auch das Physikalische Institut der Universität              am Large Hadron Collider mit an
Bonn erntet nun die Früchte einer jahrelangen Vorarbeit.                           Sicherheit grenzender Wahrschein-
                                                                                   lichkeit zeigen werden. Bei den En-
Ab Ende diesen Jahres nimmt am             Das Top-Quark ist gewissermaßen         ergien, die wir dort erreichen, muss
Europäischen Labor für Teilchen-           ein Neuzugang im physikalischen         die Vorhersagekraft der Theorie zu-
physik CERN ein neuer Beschleu-            Teilchenzoo. Es entsteht bei energie-   sammenbrechen.“
niger seine Arbeit auf – der                                                                      So muss das Stan-
weltgrößte seiner Art. Im                                                                     dardmodell möglicher-        Besuch am CERN:
„Large Hadron Collider“ las-                                                                  weise um die so genannte     Kanzler Dr. Reinhardt
sen die CERN-Physiker posi-                                                                   Supersymmetrie erwei-        Lutz, Rektor Profes-
tiv geladene Teilchen mit un-                                                                 tert werden, die neue (su-   sor Dr. Matthias Wi-
geheurer Wucht aufeinan-                                                                      persymmetrische) Teil-       niger und Teilchen-
derprallen. Dabei kommt es                                                                    chen vorhersagt. Eines       physiker Professor Dr.
zu Reaktionen, wie man sie                                                                    dieser Teilchen, vermu-      Norbert Wermes wa-
auch in der ersten Billionstel                                                                tet die Physikgemeinde,      gen schon einmal den
Sekunde nach dem Urknall                                                                      könnte auch das Rätsel       Blick in die Tiefen der
hätte beobachten können.                                                                      der „Dunklen Materie“        Materie.
    Die Bonner Experimen-                                                                     erklären, das Kosmolo-
talphysiker haben sich fast                                                                   gen, Astronomen und
                               Foto: arc




ein Jahrzehnt auf diesen Mo-                                                                  Physiker derzeit gleicher-
ment vorbereitet: So lange zu-                                                                maßen beschäftigt. Pro-
rück reichen nämlich ihre Plä-                                                                fessor Wermes: „In die-
ne für einen äußerst schnellen und ge-     reichen Kollisionen, die nur in sehr    sem Fall wird ein neues Kapitel der
nauen Detektor, der nun in einem Teil      großen Beschleunigern erreicht wer-     Physik aufgeschlagen.“
der Experimente zum Einsatz kom-           den können. 1995 wurde es in Chi-                                 FL/FORSCH
men wird. Denn bei den „Crashtests“        cago zum ersten Mal nachgewiesen.
wandeln sich die Kontrahenten in           Weniger als 1.000 Mal konnten Phy-
neue Teilchen um, deren Eigenschaf-        siker das rätselhafte Teilchen seit-
ten viel über die Anfänge unseres          dem beobachten. Entsprechend
Universums vor etwa 15 Milliarden          wenig ist bis heute über das Top-
Jahren verraten. Diese Reaktionspro-       Quark bekannt. Was man weiß,
dukte zu orten, hat sich das Team um       ist, dass es für ein Elementarteil-
Professor Dr. Norbert Wermes auf die       chen extrem schwer ist: Es wiegt
Fahnen geschrieben – keine ganz ein-       fast soviel wie ein Gold-Atom.
fache Aufgabe: Pro Sekunde kommt           „Und eben dieses Gewicht ist es,
es zu 40 Millionen Zusammenstößen;         das das Teilchen für uns so inte-
dabei entstehen jeweils durchschnitt-      ressant macht“, erklärt Dr. Mar-
lich 1.600 Teilchen, die nachgewiesen      kus Cristinziani. Da Quarks wie
werden müssen.                             entgegengesetzt gepolte Magne-
    Eines davon ist das rätselhaf-         te normalerweise direkt nach ih-
te Top-Quark. Dr. Markus Cristin-          rer Geburt zu zusammengesetz-
ziani wird dieses exotische Elemen-        ten Teilchen „verkleben“, geben
tarteilchen unter die Lupe nehmen.         sie nur sehr wenig über sich als
Der 34-jährige Deutsch-Italiener lei-      Individuen Preis. Anders das
tet eine neue Emmy-Noether-For-            Top-Quark: Es ist aufgrund
schungsgruppe, die von der Deut-           seines Gewichts so instabil,
schen Forschungsgemeinschaft mit           dass es direkt zerfällt. „Die
1,2 Millionen Euro finanziert wird.         Zerfallsprodukte lassen sich
Ein lohnender Einsatz, gilt doch das       mit physikalischen Methoden
Top-Quark als „Guckloch“ der Phy-          analysieren“, sagt der Leiter
siker auf neuartige Phänomene. Sei-        der Emmy-Noether-Gruppe.
ne Erforschung könnte unser Ver-                Und wozu das Ganze?
ständnis vom Aufbau der Materie            „Physiker erklären sich den
tiefgreifend verändern.                    Aufbau der Materie mit einer




                                                                                                        forsch 2/2007 universität bonn        21

				
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