Das menschliche Gehirn ist ein faszinierendes und komplexes Organ, das ständig im Mittelpunkt wissenschaftlicher Forschung steht. Die Universität Bonn und das Universitätsklinikum Bonn (UKB) leisten hierbei einen bedeutenden Beitrag, indem sie innovative Projekte durchführen und neue Erkenntnisse gewinnen. Dieser Artikel beleuchtet einige aktuelle Forschungsergebnisse und Entwicklungen, die von Bonner Forschenden erzielt wurden.
Entschlüsselung der Gedächtnisprozesse
Das menschliche Gehirn muss Gedächtnisinhalte mit den Umständen verknüpfen können, in denen diese auftreten. Bonner Forschende deckten nun auf, wie das menschliche Gehirn zwei unterschiedliche Gruppen von Neuronen nutzt, um Inhalt und Kontext getrennt voneinander zu speichern. Diese Nervenzellgruppen arbeiten koordiniert zusammen, um Erinnerungen zu formen, anstatt Signale in der Aktivität einzelner Zellen zu vermischen. Ein Forschungsteam des Universitätsklinikums Bonn (UKB), der Universität Bonn und des Universitätsklinikums Freiburg hat neue Erkenntnisse über die Gehirnprozesse gewonnen, die sich beim Speichern und Abrufen neuer Gedächtnisinhalte abspielen. Die Studie basiert auf der Messung einzelner Nervenzellen bei von Epilepsie betroffenen Personen und zeigt, wie diese einem inneren Rhythmus folgen.
Innovative Forschungsmethoden
Um die komplexen Schaltkreise des menschlichen Gehirns zu verstehen und die Auswirkungen von Störungen zu erforschen, haben Forschende der Augenklinik des Universitätsklinikums Bonn (UKB) und der Universität Bonn gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen der Universität Münster und der Harvard Medical School eine innovative Plattform entwickelt, mit der sich die Funktion neuronaler Netzwerke gezielt untersuchen lässt. Zwei Projekte von Forschenden der Universität Bonn und des Universitätsklinikums Bonn (UKB) erhalten Fördergelder von jeweils bis zu einer Million Euro. Was passiert bei einem epileptischen Anfall im Gehirn? Wie arbeiten die Nervenzellen nach einer Lähmung durch Schlaganfall? Was geschieht im Kopf von Parkinson-Erkrankten? Bislang war die Untersuchung solcher Fragen schwierig, weil die Patientinnen und Patienten hierfür still halten mussten. Mit der Optisch gepumpten Magnetoenzephalographie (OPMEG) sind nun auch Aufnahmen in Bewegung möglich. Prof. Dr. Dominik Bach, Hertz-Professor für Künstliche Intelligenz und Neurowissenschaften an der Universität Bonn, errichtet nun auf dem Campus des Universitätsklinikums Bonn (UKB) eine solche Forschungsinfrastruktur.
Neue Therapieansätze für neurologische Erkrankungen
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) richtet an der Universität Bonn ein neues Graduiertenkolleg ein. Im Promovierenden-Programm „Entwicklung und Epileptogenese von Dysplasien im Zusammenspiel distinkter ZNS-Zelltypen“ forschen Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler an experimentellen Therapieansätzen für Formen von Epilepsie, die auf bestehende Behandlungen nicht ansprechen. Die DFG fördert das Graduiertenkolleg in den nächsten fünf Jahren mit rund 6,1 Mio. Insbesondere Personen mit Schläfenlappenepilepsie wandern nach einem Anfall immer wieder bewusstseinseingeschränkt und ziellos umher. Forschende des Universitätsklinikums Bonn (UKB), der Universität Bonn und des Deutschen Zentrums für neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) haben einen neurobiologischen Mechanismus identifiziert, der für dieses sogenannte post-iktale Wandering und potentiell auch andere postiktuale Störungen verantwortlich sein könnte. Laut ihrer Hypothese sind epileptische Anfälle nicht direkt für postiktuale Störungen verantwortlich, sondern anfallsassoziierte Depolarisationswellen, auch Spreading Depolarization (SD) genannt.
Bonn · Die Stimulation eines Hirnnervs durch elektrische Impulse kann im Körper starke Wirkungen hervorrufen. Das macht sich die Medizin zunutze, etwa bei Depressionen, Epilepsie oder dem Long-Covid-Syndrom. Die tVNS nutzt spezielle Elektroden, die auf die Haut - meist im Bereich der Ohrmuschel oder am Hals - gelegt werden. Das Gerät erzeugt elektrische Felder, die über die Haut den Vagusnerv aktivieren, ohne dass eine Operation nötig ist. Während der Stimulation erleben Anwender meist ein leichtes Kribbeln, Ziehen oder Pulsieren an der Stelle, an der die Elektroden liegen. In Bonn möchte man natürlich messen, ob bei mir im Gehirn auch etwas passiert. Dazu muss ich in den MRT-Scanner, der aufzeichnet, wie mein Gehirn auf die Stimulation reagiert und welche seiner Areale dabei wie aktiv werden. Proband Goertz wird von Doktorandin Antonia Varsamis (r.) und der Psychologin Jana Lieberz mit der Elektrode am Ohr verkabelt. Als ich ins MRT klettere, beschleicht mich keine Sekunde ein klaustrophobisches Gefühl. Blöd ist nur, dass ich als Versuchskaninchen lange ruhig liegen muss, weil im MRT zunächst meine Hirnaktivität ganz ohne Stimulation erfasst werden muss, damit sich die späteren Veränderungen überhaupt erkennen lassen. Gegen das Geklopfe und Gerattere, das jedem MRT-Gerät zu eigen ist, bekomme ich Ohrstöpsel. Tut es weh? Nein, gar nicht. Ich habe bei der einleitenden Kalibrierung einen Wert festgelegt, bei dem es sanft zu zwicken beginnt. Diese Schwelle soll später nicht überschritten werden. Dann beginnt die eigentliche Stimulation, das MRT startet. Ich schaue einen Film, geometrische Figuren fliegen über den Monitor, alles ganz easy. Ich gleite allmählich in eine behagliche Dösigkeit, sehr angenehm. Als ich aus dem Gerät hinausklettere, fühle ich mich erfrischt und zugleich sehr entspannt. Wie wäre es, wenn ich erst mehrere Sitzungen hinter mir hätte? Jana Lieberz hat die Auswertung vorgenommen, sie liest sich wie das unvermeidliche Fachchinesisch der Neurobiologie. Jedenfalls, schreibt Lieberz, war meine Hirnaktivität „während der Stimulation signifikant verstärkt, verglichen mit der Baseline-Messung zuvor“. Beide Regionen, so wissen die Neurowissenschaften, sind darin involviert, dass wir Entscheidungen und Handlungen zielgerichtet treffen und auswählen. Lieberz: „In ihnen werden unter anderem die über den Vagusnerv ans Gehirn vermittelten Informationen aus unserem Körper weiterverarbeitet, sodass unsere Handlungen an unsere Bedürfnisse angepasst werden können. Das ist lustig und aufregend zugleich. Ich bekam während der Stimulation tatsächlich Appetit und musste mir bei Verlassen des Geländes der Bonner Uniklinik erst einmal ein Brötchen kaufen. Nun gibt es mittlerweile Geräte, die Normalsterbliche kaufen können, ohne Kontakt zu Nils Kroemer aufnehmen zu müssen. Macht das überhaupt Sinn? Kroemer: „Wir müssen unterscheiden zwischen Geräten, die jetzt hauptsächlich über Social Media vermarktet werden, und zugelassenen Medizinprodukten. Es ist halt so, dass die Vagusnervstimulation glücklicherweise als sicheres Verfahren gilt, weil sie nebenwirkungsarm ist und zu Hause auch angewandt werden kann. Worin liegt der Unterschied bei den Geräten? Kroemer: „Die Medizinprodukte sind teurer, aber gleichzeitig auch sicher. Da sind die Anforderungen höher als bei Lifestyle-Produkten, die sind zwar auch erst mal sicher, aber nicht zur Behandlung zugelassen; es gibt keine Nachweise, dass sie hilfreich sind, auch wenn man beim Hersteller danach fragt. Für Kranke, bei denen schon vieles ausprobiert wurde, wäre das fast eine Verheißung: mit leichtem Strom neuen Zugang zu ihrem Gehirn und ihrem Körper erlangen. Manches weiß man schon, anderes wird noch erforscht. Die Bonner sind optimistisch. Eine frühere Studie, so Kroemer, zeigte unter anderem, „dass wir die Kopplung zwischen Signalen des Magens und des Gehirns mit einer elektrischen Stimulation verstärken können - und das innerhalb von wenigen Minuten“.
Lesen Sie auch: Rheinische Landesklinik Bonn: Was Sie über die Neurologie wissen sollten
Einfluss von ADHS auf das Finanzverhalten
ADHS-Merkmale wirken sich nicht nur auf Schule und Beruf aus, sondern auch auf das Finanzverhalten. Forschende des Universitätsklinikum Bonn (UKB) und der Universität Bonn konnten zeigen, dass stärkere ADHS-Züge mit höherer Risikobereitschaft, häufigerem spekulativen Handelsverhalten und im Durchschnitt geringeren Renditen verbunden sind. Die Unaufmerksamkeit als entscheidender Treiber für ungünstige Handelsentscheidungen ist besonders hervorzuheben - etwa durch Flüchtigkeitsfehler oder Schwierigkeiten in der Planung und Entscheidungsfindung.
Weitere Forschungsprojekte an der Universität Bonn
Die Universität Bonn ist seit 2019 Exzellenzuniversität und hat sich der transdisziplinären Forschungszusammenarbeit verschrieben. Die Hochschule ist mit nun acht Exzellenzclustern die erfolgreichste Exzellenzuniversität in Deutschland. Im Rahmen ihrer Exzellenzstrategie hat sie dazu komplementär sechs Transdisziplinäre Forschungsbereiche ausgebaut, in denen wichtige gesellschaftliche, technologische und wissenschaftliche Zukunftsthemen aus vielerlei Perspektiven übergreifend bearbeitet werden. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert ein Reinhart-Koselleck-Projekt am Universitätsklinikum Bonn (UKB) und im Exzellenzcluster ImmunoSensation² der Universität Bonn mit 1,25 Millionen Euro. Vielversprechende junge Forschende beim Start in ihre wissenschaftliche Karriere unterstützen - das ist das Ziel des Förderprogramms BONFOR der Medizinischen Fakultät der Universität Bonn. Die sieben besten Projekte aus BONFOR und dem darin angedockten SciMed-Promotionsstipendium wurden nun beim 23.
Mikroplastikfilter für Waschmaschinen
Abwasser aus Waschmaschinen gilt als bedeutende Quelle für Mikroplastik - winzige Kunststoffpartikel, die im Verdacht stehen, die Gesundheit von Mensch und Tier zu schädigen. Forschende der Universität Bonn haben nun einen neuen Filter entwickelt, der dieses Problem eindämmen könnte. Als Vorbild diente ihnen dabei das Kiemenreusensystem von Fischen. In ersten Tests konnte der inzwischen zum Patent angemeldete Filter mehr als 99 Prozent der Plastikfasern aus dem Abwasser von Waschmaschinen entfernen.
Hemmung des P2X4-Rezeptors
Der menschliche P2X4-Rezeptor spielt bei chronischen Schmerzen, Entzündungen und manchen Krebsarten eine zentrale Rolle. Forschende der Universität Bonn und des Universitätsklinikums Bonn (UKB) haben nun einen Mechanismus aufgeklärt, über den sich der Rezeptor hemmen lässt. Die Resultate ebnen den Weg zur Entwicklung neuer Medikamente.
Software zur Lokalisierung von Proteinen und Lipiden
Ein Forschungsteam unter der Federführung von Helmholtz Munich und mit Beteiligung der Universität Bonn und dem Deutschen Zentrum für Diabetesforschung hat eine Software entwickelt, die die Lokalisierung von Proteinen und Lipiden in Zellen vereinfacht.
Lesen Sie auch: Migräne-Therapie: Akupunktur und operative Möglichkeiten im Vergleich
Auswirkungen von Übergewicht auf die Lunge
Welche Auswirkungen hat starkes Übergewicht auf die Lunge? Dieser Frage ist ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Veronika Lukacs-Kornek vom Exzellenzcluster “ImmunoSensation2” der Universität Bonn und des Instituts für Molekulare Medizin und Experimentelle Immunologie (IMMEI) des Universitätsklinikums Bonn (UKB) nachgegangen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Lunge durch Adipositas schneller altert.
Fettzellenbildung und Zilienfunktion
Zu viel Fett kann ungesund sein: Entscheidend ist, wie die Fettzellen gebildet werden. Deswegen untersuchte ein Team unter Leitung von Forschenden des Universitätsklinikums Bonn (UKB) und der Universität Bonn den Einfluss eines Funktionsverlusts von Zilien in Fettvorläuferzellen im Mausmodell. Dabei fanden sie heraus, dass eine Überaktivierung des sogenannten Hedgehog-Signalwegs eine Fehlentwicklung zu bindegewebsartigen Zellen statt weißen Fettzellen bewirkt.
Künstliche Intelligenz in der Kataraktchirurgie
Obwohl die manuelle Kleinschnitt-Kataraktoperation in den Ländern des globalen Südens weit verbreitet ist, gibt es keinen öffentlich zugänglichen OP-Video Datensatz für diese Operation, was eine kritische Lücke in der Kataraktchirurgie-Forschung hinterlässt. Daher hat ein internationales Forschungsteam an der Sankara Eye Foundation India unter Federführung des Universitätsklinikums Bonn (UKB) und der Universität Bonn erstmals eine automatisierte Phasenerkennung mittels KI bei der sogenannten Small Incision Cataract Surgery (SICS) entwickelt. Die Ergebnisse der Studie sind jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Scientific Reports“ veröffentlicht. Parallel dazu startet das internationale Forschungsteam nun einen weltweiten KI-Wettbewerb im Rahmen der MICCAI 2025-Konferenz in Daejeon (Südkorea), bei dem KI-Algorithmen zur OP-Phasenerkennung gegeneinander antreten werden.
Übergewicht bei Müttern und Stoffwechselstörungen bei Kindern
Kinder übergewichtiger Mütter entwickeln häufig ebenfalls Stoffwechsel-Störungen, selbst wenn sie sich gesund ernähren. Eine aktuelle Studie der Universität Bonn liefert nun Hinweise darauf, warum das so ist. Demnach werden bei fettleibigen Mäusen während der Schwangerschaft bestimmte Zellen in der Leber des Embryos umprogrammiert. Dadurch verändert sich der Stoffwechsel der Nachkommen langfristig. Die Forschenden glauben, dass diese Befunde auch für den Menschen gelten könnten.
Hemmung von Proteasen
Proteasen sind Enzyme, die die Spaltung von Peptidbindungen katalysieren. Serin- und Cysteinproteasen spielen eine zentrale Rolle in vielen Stoffwechselprozessen. Durch Hemmung von Serinproteasen kann zum Beispiel auf die Blutgerinnung Einfluss genommen oder der Blutzuckerspiegel gesenkt werden. Unter den Cysteinproteasen sind besonders virale Enzyme als Zielstrukturen für Arzneistoffe bekannt. Prof. Dr. Michael Gütschow vom Pharmazeutischen Institut der Universität Bonn hat mit weiteren Forschenden einen Weg gefunden, wie sich solche Enzyme hemmen lassen.
Lesen Sie auch: Aktuelle Leitlinie: Post-Zoster-Neuralgie
tags: #rheinische #post #rechte #linke #gehirnhalfte