Wissenschaftler entwickeln eine frühzeitige Therapie nach Schlaganfällen und erhalten dafür einen Preis im Wettbewerb “365 Orte im Land der Ideen”.

Gemeinschaftsprojekt „Frührehabilitation“ ist ausgewählter „Ort 2012“. Mit ihrem Projekt „Frührehabilitation von Schlaganfallpatienten durch Hirnstimulation“ hatten sich Christian Grefkes (Max-Planck-Institut für neurologische Forschung) und Roland Sparing (Klinik und Poliklinik für Neurologie der Uniklinik Köln) ins Rennen begeben.

Die Wettbewerbsjury befand es neben 53 anderen Projekten in der Kategorie „Wissenschaft“ als zukunftsweisend und somit als würdig für die Auszeichnung „Ort 2012“.

Die Arbeitsgruppe „Neuromodulation & Neurorehabilitation“ setzt unter der Leitung von Priv. Doz. Dr. med. Christian Grefkes auf einen frühstmöglichen Therapiebeginn nach einem Schlaganfall, um eine bestmögliche funktionale Erholung der Motorik zu erzielen. Bereits in den ersten zwei Wochen erhalten Schlaganfallpatienten der Station „Frührehabilitation“, die geleitet wird von Prof. Dr. med. Roland Sparing, eine gezielte Stimulation motorischer Hirnregionen. Diese soll die natürliche Regenerationsfähigkeit des Gehirns unterstützen. Es werden also bereits in der Akutphase eines Schlaganfalls Störungen in Hirnnetzwerken mit Hilfe funktioneller Bildgebung geortet, um dann mittels nicht-invasiver Hirnstimulationsverfahren korrigiert zu werden. Auf diese Weise sollen Folgeerscheinungen eines Hirninfarktes wie Lähmungen geheilt bzw. gemildert werden.

Der Wettbewerb

Die Initiative „Deutschland – Land der Ideen“ steht unter der Schirmherrschaft des Bundespräsidenten. In ihrem Wettbewerb „365 Orte im Land der Ideen“ werden zukunftsweisende Ideen und Projekte aus den Bereichen Kultur, Bildung, Umwelt, Wirtschaft, Gesellschaft und Wissenschaft ausgezeichnet, die gemäß der Jury die beeindruckende Ideenvielfalt und Innovationskraft Deutschlands sichtbar und erlebbar machen. Die öffentliche Preisverleihung wird am 3. Juli stattfinden. Das geplante Rahmenprogramm sieht vor, das Projekt der Kölner Öffentlichkeit vorzustellen. „Eine gute Gelegenheit, all unseren Probanden und Patienten einmal herzlich zu danken“, freut sich Christian Grefkes auf das bevorstehende Ereignis.

Nominiert als Bundessieger

Bereits jetzt steht das Projekt neben zwei weiteren „Orten“ auf der Auswahlliste zum Bundessieger in der Kategorie „Wissenschaft“. Behaupten muss es sich gegen „Schwarmintelligenz in der Logistik“ des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik (Dortmund) sowie gegen „Bäckerhefe erhöht die Erfolgsquote bei Impfungen“ der Universität Saarbrücken. Eine Entscheidung wird im Herbst 2012 erwartet.

Weitere Informationen:

Web www.land-der-ideen.de/365-orte/preistraeger/forschungsprojekt-fruehrehabilitation

Forschungsverbund untersucht Sprachverstehen und kognitive Leistungen bei älteren Menschen

Hörstörungen sind eine der häufigsten chronischen Erkrankung älterer Menschen. Die Folgen sind eine Verschlechterungen des Sprachverstehens und damit die Einschränkungen der Kommunikationsfähigkeit. Dies kann weitreichende Konsequenzen bis hin zu sozialer Isolation im Alter haben.

Im Projekt „Sprachaudiometrie und kognitive Leistungen im Alter (SAKoLA)“ werden in den nächsten 2 Jahren in einem Forschungsverbund an der Universität zu Köln die Zusammenhänge zwischen Hörstörung und kognitiven Leistungen genauer untersucht. Das Projekt wird von der Marga und Walter Boll-Stiftung gefördert. Beteiligt sind dabei das Jean Uhrmacher Institut, die Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen-, Ohrenheilkunde sowie die Klinik und Poliklinik für Neurologie der Uniklinik Köln.

Schwerpunkt der Forschungen wird das Sprachverstehen in akustisch anspruchsvollen Situationen, wie z.B. mit Hintergrundgeräuschen oder mehreren Sprechern sein. Dabei ist das Verständnis meist noch deutlicher eingeschränkt, als es durch die Hörstörungen allein zu erwarten wäre. Der Grund dafür können Einschränkungen kognitiver Leistungen wie z.B. Aufmerksamkeit und Gedächtnis sein, die im Alter in der Regel einem Abbau unterliegen. Die Wissenschaftler werden das Sprachverstehen mittels audiologischer Messungen in unterschiedlich komplexen Kommunikationssituationen erfassen und mit verschiedenen kognitiven Funktionen vergleichen. Die Forscher erhoffen sich durch das Projekt wichtige Informationen im Hinblick auf eine umfassendere Hördiagnostik zur Ermöglichung verbesserter rehabilitativer Maßnahmen im Alter.

Kölner Studie zeigt: Die Deutschen sind fremdenfreundlich und sehr selbstkritisch

Wie aufgeschlossen sind die Deutschen gegenüber ihren ausländischen Mitbürgern? Eine auf zehn Jahre angelegte Studie des Lehrstuhls für Entwicklungs- und Erziehungspsychologie unter der Leitung von Prof. Dr. Ulrich Schmidt-Denter hat Einstellungen zweier Generationen in Deutschland mit zehn europäischen Nachbarländern verglichen. Über 6.000 Probanden mit und ohne Migrationshintergrund wurden zu ihren fremdenfreundlichen und fremdenfeindlichen Haltungen befragt.

Das Ergebnis der Studie zeigt: Deutsche Jugendliche und ihre Eltern nehmen hinsichtlich der Ausprägung von Fremdenfeindlichkeit (Xenophobie) und Antisemitismus innerhalb des europäischen Rankings einen unauffälligen mittleren Platz ein. Andererseits sind die Deutschen aber offenbar ausgesprochen fremdenfreundlich. Nach Werten für Fremdenfreundlichkeit (Xenophilie) befragt, belegen die Deutschen europaweit einen unangefochtenen Spitzenplatz. Nirgendwo sonst finden fremdenfreundliche Statements so viel Zustimmung wie in Deutschland. Gleichzeitig sind die Deutschen aber sehr selbstkritisch. Die negative Haltung sich selbst gegenüber lässt sich nach den empirischen Kriterien der Studie sogar als „typisch deutsch“ bezeichnen. Beispielsweise wird der Aussage „Ausländer haben viele positive Eigenschaften, die uns Deutschen fehlen“ sehr viel häufiger zugestimmt als bei den europäischen Nachbarn.

Angesichts der Straftaten mit fremdenfeindlichem Hintergrund wird in den Medien häufig die Frage nach der Wirksamkeit von Präventionsmaßnahmen, der „Erinnerungskultur“ oder der „Vergangenheitsbewältigung“ gestellt. Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass eine Schuld- und Schamgefühle induzierende Erziehung und eine Dekonstruktion sozialer und nationaler Bindungen sich nicht nur auf die Deutschen ungünstig auswirken. Das ständige Kultivieren negativer deutscher Selbstbeschreibungen wirkt auch auf integrationswillige Zuwanderer verstörend. Maßnahmen, die Deutsche und Migranten zusammenführen, stärken dagegen das Gemeinschaftsgefühl. Das konnten die Wissenschaftler bereits in einer Studie zur Fußballweltmeisterschaft 2006 nachweisen. Sie gehen davon aus, dass sich Gemeinsamkeit nicht nur bei freudigen, sondern auch bei traurigen Ereignissen fördern lässt (etwa im Konsens gegen Gewalt, Extremismus und Terrorismus). Fraglich bleibe dagegen, ob das oft demonstrative Auftreten türkischer Politiker die Entwicklung eines „Wir-Gefühls“ zwischen den Deutschen und ihren Migranten fördert oder ob jene als Repräsentanten einer ausländischen Macht nicht eher Gefühle wechselseitiger Entfremdung verstärken.

Veröffentlichung im renommierten Wissenschaftsjournal Nature Structural & Molecular Biology.

Forscher/innen des schwedischen Karolinska-Instituts an der medizinischen Universität Solna und der Universität zu Köln haben ein neues Protein identifiziert, das in die Abwehrmechanismen der Zelle gegen Krebs involviert ist.

Der sogenannte CDC-48/p97-Komplex hat eine wichtige Rolle im Proteinabbau und ist an der Entstehung von neurodegenerativen Erkrankungen und Demenz beteiligt. In einer Studie beschreiben die Forscher/innen nun, wie dieser Komplex zur Reparatur von DNA Schäden beiträgt und dadurch eine bedeutende Funktion in der körpereigenen Abwehr gegen Krebs übernimmt.

DNA-Schäden bedrohen nicht nur das Überleben einer jeden Zelle, sie sind auch direkt an der Entstehung von Krebs beteiligt. Da die DNA täglich Strahlungen ausgesetzt ist, sind unsere Zellen mit Abwehrmechanismen ausgestattet, die komplexe Reparatursysteme aktivieren. Dabei erkennen Sensor-Proteine die geschädigte DNA und aktivieren weitere Reparaturproteine, die die DNA-Schäden beheben. Während des letzten Jahrzehnts haben viele Labore zeigen können wie Reparaturfaktoren zu DNA Schäden rekrutiert werden, allerdings blieb dies bislang für einen bestimmten Tumorunterdrücker (den Tumorsuppressor 53BP1) ungeklärt.

Die Studie, die im Wissenschaftsjournal Nature Structural & Molecular Biology veröffentlicht wurde, identifiziert nicht nur einen neuen Faktor des Reparatursystems, sondern beschreibt auch dessen Funktion. Durch Untersuchung verschiedener Zellkultursysteme entdeckten die Wissenschaftler, dass der CDC-48/p97-Komplex an DNA-Schäden lokalisiert. Dieses Ergebnis war unerwartet, weil der CDC-48/p97-Komplex primär am Abbau von defekten Proteinen beteiligt ist. Dabei entfaltet CDC-48/p97 Abfallproteine, die anschließend in kleine Stücke zerlegt werden. Es zeigt sich, dass CDC-48/p97 etwas sehr ähnliches an geschädigter DNA durchführt, allerdings mit ganz anderem Effekt.

Die Studie von Prof. Thorsten Hoppe und seinem schwedischen Kollegen belegt, dass der CDC-48/p97-Komplex dafür sorgt, den Tumorsuppressor 53BP1 an DNA Schäden zu binden.

Interessanterweise entfernt CDC-48/p97 dabei ein anderes Protein ohne es abzubauen, um so für das Protein 53BP1 den Weg frei zu machen. Darüber hinaus konnte nachgewiesen werden, dass Fadenwürmer, denen CDC-48 fehlt, wesentlich sensitiver gegenüber DNA-Schäden sind, was auf eine grundlegende Funktion von p97 in der DNA Reparatur deutet, die während der Evolution beibehalten wurde.

Der hier beschriebene Mechanismus des regulierten Austauschens zweier Reparaturproteine, die an die gleiche Stelle der geschädigten DNA binden, rückt die Regulation des Tumorsuppressors 53BP1 somit in einen neuen Kontext. Eine verbleibende wichtige Frage ist, ob der CDC-48/p97-Komplex eine ähnliche Rolle auch in anderen Prozessen einnimmt.

Eine Stadt – ein Energiesystem: Das ist Ziel des Forschungsprojekts „Cologne Clean City 2022“.

In Zukunft müssen Städte energieeffizienter sein, um Megatrends wie der Urbanisierung gerecht zu werden und dem Klimawandel in geeigneter Form entgegenzuwirken. An innovativen Technologien mangelt es nicht. Doch die singulären Lösungen müssen zu einem ganzheitlichen System verknüpft werden, das die Individualität und die Identität einer Stadt als Markenzeichen fördert. Bayer MaterialScience und die Fachhochschule Köln erarbeiten ein solches Konzept für Köln.

20 Kilometer vom Stadtzentrum Abu Dhabis entfernt gab es bis vor einigen Jahren nicht mehr als Sand und Sonne – und das in rauen Mengen. Doch 2008 entschied sich das Emirat für ein waghalsiges Projekt. Mitten in der Wüste soll bis 2016 die Ökostadt „Masdar City“ entstehen, in der 50.000 Menschen leben und sich ausschließlich mit Strom aus erneuerbaren Quellen versorgen sollen. Weder Kohlendioxid noch Müll belasteten dann die Umwelt. Mit dieser Vision will Abu Dhabi Vorreiter auf dem technologischen Gebiet erneuerbarer Energien werden und Pionier für andere „Ökostädte“ sein.

Unabhängig von der Tatsache, dass das Projekt 2010 ins Stocken geriet, wird es für den europäischen Kontinent wohl kaum eine Vorreiterrolle einnehmen. Der Grund: Es ist nicht zu erwarten, dass innerhalb von weniger als zehn Jahren ganze Städte, die in ihrer Infrastruktur über die modernsten,miteinander kommunizierenden Technologien verfügen, aus dem Boden gestampft werden. Und dennoch: Einzelne Technologien dieser Vision könnten für Europa, Asien oder Amerika interessant sein, denn: Auch Städte, die schon existieren, stehen – zum Beispiel bedingt durch den Atomausstieg und die zunehmende Zahl von Menschen, die in Städten leben – vor der großen Herausforderung, wesentlich effizienter mit Ressourcen umzugehen.

Alternative Energiequellen nehmen dabei eine zentrale Rolle ein – und müssen irgendwie in die teilweise jahrhundertealten Städte integriert werden. „Stuttgart-21-Effekt“ Doch wie? Ein Wasserkraftwerk neben dem Brandenburger Tor? Ein Photovoltaikdach für die Dresdner Frauenkirche? Ein 80 Meter hohes Windrad direkt neben dem Kölner Dom?

Lösungen wie diese sind eher unwahrscheinlich. „Sie würden vermutlich zu Diskussionen führen – wenn nicht sogar zum ‚Stuttgart-21- Effekt’“, sagt Dietmar Köring. Er ist Architekt und wissenschaftlicher Mitarbeiter an der FH Köln. In einem Forschungsprojekt entwickeln die Hochschule und Bayer MaterialScience ein Konzept für die energieeffiziente Stadt der Zukunft, die sich nahtlos in Geschichte und Architektur einer existierenden Infrastruktur einbettet. Im Zentrum steht die Frage, wie die Energie-Architektur Kölns in Zukunft aussehen könnte. „Dabei geht es nicht um einzelne innovative Technologien der Stromerzeugung und -speicherung“, sagt Eckard Foltin, der das Creative Center von Bayer MaterialScience leitet. Im Zentrum steht vielmehr ein effizientes Energiesystem, das sich in die urbane und natürliche Landschaft ebenso wie in das traditionell- individuelle Stadtbild einbinden lässt und dabei Nutzerbedürfnisse, Architektur und Technologien zu einem Gesamtkonzept vereint.

Bayer MaterialScience leitet daraus dann Anforderungsprofile für die Entwicklung neuer Materialien ab und treibt diese im Unternehmen voran.. Das Thema „Vernetzung“ nimmt in vieler Hinsicht einen herausragenden Stellenwert ein. Auf technischer Ebene geht es um die Verbindung der alten und der neuen Energieerzeuger und -verbraucher durch intelligente Stromnetze. Die sogenannten Smart Grids vernetzen alle Strom erzeuger, -speicher und – verbraucher miteinander. Ein Vorteil: Die Stromnachfrage passt sich über Preissignale dem Angebot an. So sorgen bereits heute technische Smart-Home-Lösungen dafür, dass sich Waschmaschine und Spülmaschine dann anschalten, wenn die Energie billig ist.

Das ist aber noch lange nicht alles. „Köln ist eine gewachsene Stadt mit über 1 Million Einwohnern, in der viel Energie produziert und verbraucht, aber kaum eine Kilowattstunde gespeichert wird. Bis 2022 könnte Köln eine balancierte Energiebilanz aufweisen“, lautet die Vision von Lorenz Kramer, Innovationsmanager bei Bayer MaterialScience.

Konkret heißt das: Das Forschungsprojekt mit dem Arbeitstitel „Cologne Clean City 2022“ analysiert Köln und Umgebung gezielt nach Stadtbezirken und Gebäudestrukturen, die sich zu Energiespeicher- sowie Energieproduktionsorten umfunktionieren lassen, und entwickelt entsprechende Architekturkonzepte. „In vielen am Rhein gelegenen Häusern können die Keller nicht genutzt werden, weil sie bei Hochwasser immer wieder volllaufen. Diese Keller sind potentielle Energiespeicher“, sagt sein Kollege Foltin.

Bereits jetzt gibt es Beispiele dafür, wie man bestimmte Orte mit unterschiedlichen Funktionen versehen kann. Architekt Köring berichtet von einem Kölner Pumpwerk, das die tiefer gelegenen Bereiche Mühlheims vor Überflutungen durch einen nahegelegenen Bach schützt. Auf den oberirdischen Baukörper des Pumpwerks wurde eine Schulturnhalle gebaut. Der Vorteil: Die Verschmelzung der beiden Gebäude mit völlig unterschiedlichen Funktionen reduziert die bebaute Grundstücksfläche auf ein Minimum. Ein anderes Beispiel: Direkt am Rhein befindet sich an einigen Pumpspeicherwerken eine Signalanlage, die mit unterschiedlichen Farben den Wasserstand anzeigt. Die Idee könnte man, leicht abgewandelt, auf ein Energiekraftwerk übertragen. Letztlich entstehen so völlig neue Architekturtypen. „Über die Frage, ob sie sich in das Kölner Stadtbild einfügen, sollten nicht nur Unternehmen, Architekten und Stadtplaner entscheiden“, sagt Bayer-Experte Foltin.

Neben den unterschiedlichen am Forschungsprojekt beteiligten Akteuren müssten auch die großen Energieunternehmen Nordrhein- Westfalens, die Politik und vor allem die Bewohner einbezogen werden und sich am interdisziplinären Austausch beteiligen. „Wir wollen ein Bewusstsein für zukünftige Herausforderungen schaffen, Lösungsansätze visualisieren und die Bewohner darauf vorbereiten, dass es neuer Konzepte bedarf“, so Lorenz Kramer. Ziel des Projekts sei es daher auch, die „Corporate Identity“ der Stadt Köln in ein damit verbundenes „Corporate Design“ umzusetzen.

Doch um Ästhetik allein geht es der Forschungsgruppe ebenso wenig wie um Einzellösungen. Ihr Ziel ist es, ein energetisch-ästhetisches Konzept für die gesamte Stadt Köln zu entwickeln. Dafür war es bei Projektstart zunächst wichtig, die Stadt auf die vorhandenen Energiequellen hin zu untersuchen. Außerdem erstellte die Hochschule konkrete Nutzerprofile. Sie veranschaulichen zum einen, in welchen Stadtteilen wie viel Energie bei Tag und bei Nacht verbraucht wird. Zum anderen vermitteln sie, wie sich der Stromverbrauch innerhalb eines Stadtteils genau gestaltet. In den Alltag integrieren Da der Stromverbrauch von vielen Faktoren wie persönlichem Lebensstil, Mobilität, Gesundheit und sozialer Vernetzung abhängt, analysierte die Forschungsgruppe den spezifischen Verbrauch von Bewohnern in den unterschiedlichen Stadtteilen.

Das Ziel: Ideen zu entwickeln, wie sich die Zukunft der Energie in den Alltag integrieren lässt. Daraus entstand zum Beispiel die Vision vom „Büdchen 2022“, an der 18 Studenten der Fachhochschule arbeiten. So könnte das Büdchen 2022 zum Beispiel als Ladestation für Elektroautos genutzt werden. Während der Fahrer dort genüsslich seinen Kaffee trinkt und die Zeitung liest, lädt sich die mit begrenzter Reichweite ausgestattete Batterie wieder auf. Das dichte Büdchen- System in Köln würde eine Versorgung mit Ladestationen sicherstellen. Eine andere Idee betrifft Straßenbahnen, die über mit Folien bedruckte Glaswände verfügen, die ein Einkaufsregal darstellen. Auf dem Weg zur Arbeit oder nach Hause könnten Bewohner ein dort angezeigtes Produkt mit ihrem Smartphone abfotografieren und es mit Hilfe eines Codes bestellen sowie bezahlen. 30 Minuten später würden Brot, Milch, Butter oder Fertigpizza dann geliefert. „Diese Möglichkeit gibt es bereits in Korea“, erzählt Architekt Köring. Das Konzept würde so den Einkauf vereinfachen und unterschiedliche Bereiche miteinander vernetzen.

Wenn es also nicht nur gelingt, ein intelligentes Stromnetz aufzubauen, sondern es auch in das Leben der Menschen und in das Bild der Stadt zu integrieren, könnte Köln eine der ersten europäischen Ökostädte werden. Das Forschungsprojekt geht sogar noch einen Schritt weiter. Eine gemeinsam entwickelte „Toolbox“ soll es Städteplanern und Architekten weltweit erleichtern, eine Stadt auf ihre Energiequellen, ihren Verbrauch und mögliche Flächen der Speicherung hin zu untersuchen. Um eine Stadt energieeffizient zu machen, ist ein kompletter Neubau eher abwegig. Vielmehr sollten Synergien genutzt und zu einem System zusammengeschlossen werden. In der Forschungsgruppe ist man sich einig, dass in diesem Projekt neue Architekturtypologien für Gebäude entstehen können, die dann auch auf andere Städte übertragbar sind.

Weitere Informationen:

Fachhochschule Köln
Prof. Jochen Siegemund

Mail jochen.siegemund@fh-koeln.de

Web www.c-i-a-d.org
Bayer MaterialScience

Dr. Lorenz Kramer
Mail lorenz.kramer@bayer.com

Das Projekt “virtuelles museum // kölner sport” ist Teil des Forschungsschwerpunkt Corporate Architecture.

Der Sport wird im öffentlichen Bewusstsein, aber auch in der wissenschaftlichen Auseinandersetzung, oft als Randphänomen der Alltagskultur gesehen. Auf der Suche nach einer angemessenen und innovativen Form des Umgangs mit seiner historischen Dimension, die gleichermaßen anschaulich und wissenschaftlich fundiert ist, bietet ein „Virtuelles Museum“ neue Möglichkeiten. Der Begriff des Museums ist ganz bewusst gewählt, da damit eine Wertigkeit bei der Vermittlung von Geschichte verbunden ist. Die außergewöhnliche Sicht auf den Sport und seine Geschichte in einer Stadt schafft eine Präsentationsplattform, bei der eine Verbindung zwischen historischen Fakten, visueller Kommunikation und emotionalem Erleben hergestellt wird. Diese moderne Art der Information schafft neue Erlebnisräume, die Jugendliche und Erwachsene gleichermaßen anspricht. Außerdem haben die Nutzer die Möglichkeit, das Museum durch eigene Beiträge mitzugestalten. Spielerisch-sportliche Elemente aus dem Bereich des „Electronic Sports“ sind ein weiteres Merkmal des „Virtuellen Museums“.

Das Internet ist ein Medium, das junge Menschen in besonderem Maße anspricht. Von der inhaltlichen Seite scheinen dagegen ältere Menschen, die über sportliche Erfahrungen in ihrem Lebensalltag verfügen, neugieriger zu sein. Damit eignet sich das „virtuelle Museum“ für einen generationsübergreifenden Ansatz, der die Gruppe der Senioren bzw. älteren Erwachsenen als zusätzliche „Informanten“ einbezieht. Unter pädagogischen Gesichtspunkten kann zudem über das Thema Sport ein neuer Zugang zur Kommunikationsform „Internet“ für Ältere geschaffen werden.

Ziele und Fragestellungen

Mit dem Projekt sind folgende Ziele und Fragestellungen verbunden:

1. Konzeption eines „Virtuellen Museums“ unter Berücksichtigung spielerisch-sportlicher Komponenten.

2. Entwicklung einer „virtuellen“ Kommunikationsebene zum Thema Sportgeschichte zwischen Jung und Alt.

3. Sportgeschichte als Alltagsphänomen begreifen, Vermittlung von Inhalten, Sicherung von Zeitzeugen-Aussagen und Dokumenten in einem „virtuellen Archiv“.

4. Schaffung lokaler Identität (Innenwirkung) und Unterstützung eines innovativen Images der „Sportstadt Köln“ im globalen Raum (Außenwirkung).

5. Förderung medialer Bildung von Kindern, Jugendlichen und älteren Erwachsenen (Medienkompetenz).

6. Erforschung der Integrations- und Vermittlungsfunktion sowie der Rückkopplungseffekte virtueller Welten und die Beschreibung von Kommunikationsnetzwerken.

Gestaltung eines virtuellen Raums

Typologien und Morphologien des architektonischen Raumes unterliegen unserer Kognition oder einem gelernten Raumverständnis – auf dieser Basis bietet der „virtuelle Raum“ erweiterte Erfahrungswerte und Erlebniswelten. Material, Struktur, Oberfläche, Farbe, Belichtung/Beleuchtung sind die tradierten „Werkzeuge“ der Raumgestaltung. Damit erhalten klassische Räume ihre Funktion, ihre Anmutung, ihre Stimmung, ihre Qualität. Umfeldbedingungen wie z.B. innen – außen, Tag – Nacht, belebt – unbelebt sind Faktoren, die in der Konzeption, der Gestaltung und der Realisation zu beachten sind und auf die der Raum reagiert. Diese Unterschiedlichkeit wird bestimmt von den auf ihn wirkenden Einflüssen. Er selbst – der Raum, die Architektur – ist per se statisch, jedoch als dreidimensionales Medium mit allen Sinnen erfahr- und begehbar.

Im Gegensatz dazu soll der „virtuelle Raum“ definiert sein als „selbst aktiv“ und mit unseren Kognitionen übereinstimmend „3d-simulierend“. Veränderungen werden entsprechend der aktuellen Situation, der aktuellen Funktion, vorgenommen. Er (der virtuelle Raum) reagiert als zweidimensionales Abbild aktiv und folgt einer vorbestimmten oder variablen Dramaturgie, die entweder streng externe Faktoren berücksichtigt oder auch den scheinbaren Zufall zulässt. Die Veränderungen sind immateriell, trotzdem beruhen sie auf materiellen Erfahrungen.

Der „virtuelle Raum“ stellt somit eine breite Palette der Erscheinung und der Kommunikation mit den unterschiedlichsten Einflussmöglichkeiten zur Verfügung. Diese Palette wird gespeist aus der Historie, aus den aktuellen künstlerischen und gestalterischen Ansätzen, sowie Umsetzungen aus dem Bereich der Architektur und den technischen Möglichkeiten der Anwendung der Medien.

Das Projekt „Virtuelles Museum des Kölner Sports“ bietet anhand der Typologie „Museum“ die Erforschung der Bezugssysteme und Wahrnehmungen der aufeinander bezogenen Raumverhältnisse / -verständnisse des architektonischen und virtuellen Raumes sowie Rückkopplungseffekte zwischen Virtualität und Realität.

Folgende Fragestellungen sollen bei der Erhebung in den Mittelpunkt gestellt werden: Eignet sich das „Virtuelle Museum“ zur Vermittlung historischer Inhalte? Gelingt eine generationsübergreifende Kommunikation? Verändert sich durch die Nutzung virtueller Räume das Verhalten in der Realität (z.B. in Richtung aktiver Beteiligung am Sport oder Aufsuchen bestimmter Orte)? Was und wie lernen die Besucher des Museums bzw. ist das „Virtuelle Museum“ in der Lage, Wissen zu vermitteln? Wird die technische Realisierung den Anforderungen und den Zielgruppen gerecht?

Das gesamte Vorhaben hat Modellcharakter und ist ein in Deutschland einmaliges Pilotprojekt. Es handelt sich hierbei um ein Gemeinschaftsprojekt der Fachhochschule Köln und der Deutschen Sporthochschule Köln und wird von der RheinEnergieStiftung Jugend/Beruf, Wissenschaft über einen Zeitraum von zwei Jahren mit insgesamt 120.000 Euro (60.000 Euro pro Hochschule) gefördert. Die grundlegenden inhaltlichen, grafischen und technischen Umsetzungen können zukünftig auf andere Städte oder Themenbereiche angewandt werden. Für eine erfolgreiche Um- und Fortsetzung des Projektes sollen, mit Zustimmung der RheinEnergieStiftung, weitere Sponsoren angesprochen werden.

Weitere Informationen:

Web www.f05.fh-koeln.de/profil/forschung

Web www.c-i-a-d.org

Kölner Genetiker werden von der EU gefördert

Die Entwicklung zielgerichteter Therapien für genetisch bedingte Erkrankungen des Menschen stellt eine große Herausforderung dar. Das gilt auch für Therapien für Hautkrankheiten, die nach wie vor viele Fragen aufwerfen, obwohl die Haut das größte und zugleich zugänglichste Organ des Menschen ist. Gleichzeitig haben neue Methoden der molekularen Humangenetik und der Genomforschung der letzten Jahre inzwischen entscheidend zur Aufklärung der Ursachen vieler genetisch bedingter Hautkrankheiten beigetragen.

Eine der Herausforderungen bei der Entwicklung neuartiger therapeutischer Strategien ist das Fehlen geeigneter Krankheitsmodelle für die Forschung. Der Einsatz dreidimensionaler Hautmodelle, die auch zur Simulation von Hautkrankheiten geeignet sind, bietet hier einen viel versprechenden neuen Ansatzpunkt.

Die Kölner Genetiker um Dr. Hans Christian Hennies haben ein europäisches Netzwerk gegründet, um In-vitro- und In-vivo- Modelle (außerhalb und am lebenden Organismus) für seltene angeborene Hautkrankheiten zu etablieren. Um für möglichst authentische In-vitro-Modelle Patientenzellen einsetzen zu können, wollen die Wissenschaftler/innen die Technik der Reprogrammierung von Hautzellen verwenden, um induzierte pluripotente Stammzellen zu erzeugen, d.h. Stammzellen, die sich in jede mögliche Zelle entwickeln können und in großem Umfang verfügbar sind.

Diese Zellen sollen einerseits genutzt werden, um Mechanismen und Schlüsselproteine der Entwicklung der Oberhaut zu untersuchen, andererseits sollen mit Hilfe pluripotenter Stammzellen Hautmodelle erzeugt werden, die auch für systematische Wirkstoffanalysen eingesetzt werden können. Zur Überprüfung der Ergebnisse kommen dann auch Mausmodelle zum Einsatz.

Das Netzwerk „SkinDev“ umfasst Forschungsgruppen in Deutschland, Frankreich, Italien und Israel und wird in der Abteilung Dermatogenetik am Cologne Center for Genomics der Universität zu Köln koordiniert. Es ist eines von nur 13 Netzwerken, die zur Förderung in dem europäischen Programm ERA-Net zur Forschung über seltene Erkrankungen ausgewählt wurden. Die Netzwerke beschäftigen sich mit neuen Therapien für hämatologische, metabolische, neurologische und dermatologische Krankheiten sowie angeborene Fehlbildungen. Das Forschungsprogramm wird innerhalb des 7. Forschungsrahmenprogramms der Europäischen Kommission von Forschungsorganisationen aus neun europäischen Staaten finanziert.

Kölner Wissenschaftler liefert Nachweis in Studie.

Ein Durchbruch in der Erforschung einer bestimmten Form des kontrollierten Zelltods, der sogenannten Nekroptose, gelang Prof. Manolis Pasparakis und seinen Kollegen im Exzellenzcluster CECAD für Alternsforschung und dem SFB829 an der Universität zu Köln.

In der Oktober-Ausgabe von Immunity veröffentlicht Prof. Pasparakis eine Studie, die den Nachweis liefert, dass die Regulation der Nekroptose in den sog. Keratinozyten entscheidend für die Verhinderung von Hautentzündungen ist. Die äußere Hautschicht, die Epidermis, besteht überwiegend aus diesen speziellen Zellen. Ihre wichtigste Funktion ist die die Wirkung als physiologische und immunologische Barriere, die den Körper gegen gefährliche Mikroorganismen schützt.

Um den bereits gut verstandenen Signalweg des programmierten Zelltods, der Apoptose, zu aktivieren, interagiert das „Fas Associated Death Domain“ (FADD)-Protein mit sogenannten Death-Rezeptoren. Diese Todes-Rezeptoren können aber auch eine andere Art von Zelltod auslösen, die Nekroptose. Sie wird durch die beiden Proteine RIP1 und RIP3 vermittelt. Laut Prof. Pasparakis lassen bisherige Studien vermuten, dass die Verhinderung der RIP-vermittelten Nekroptose essentiell für die embryonale Entwicklung ist. „Nach dem aktuellen Stand der Forschung bleibt die physiologische Bedeutung der Mechanismen, die die Nekroptose regulieren, für die normale Gewebefunktion und bei der Entstehung von Erkrankungen aber noch unklar“, fasst der Kölner Genetiker zusammen.

Im Zentrum der Entdeckung von Pasparakis und seinem Team steht die Beobachtung, dass Keratinozyten in der Epidermis bei Mäusen spontan Nekroptose-Reaktionen und schon wenige Tage nach der Geburt schwere entzündliche Hautveränderungen zeigten, wenn zuvor das FADD-Protein in der Epidermis entfernt wurde. Darüber hinaus konnte die RIP3-abhängige Nekroptose von Keratinozyten, denen das FADD-Protein fehlt, als Auslöser für Hautentzündungen identifiziert werden. „Im Gegensatz zu seiner etablierten Rolle als Vermittler der Apoptose entdeckten wir, dass FADD eine essentielle Überlebensfunktion in Keratinozyten erfüllt, die entscheidend für die Aufrechterhaltung einer ausgeglichenen Immunreaktion der Haut ist und Hautentzündungen verhindert“, erläutert Prof. Pasparakis.

„Unsere Ergebnisse sind ein erstes experimentelles Beispiel dafür, dass die Regulation der Nekroptose wichtig für die Aufrechterhaltung der Immun-Homeostase und für die Verhinderung von Hautentzündungen ist“, fasst Prof. Pasparakis zusammen. „Die Ergebnisse zeigen eine bislang unbekannte physiologische Rolle des FADD-Proteins in der Verhinderung der Nekroptose von Epidermis-Keratinozyten“. Die Sensiblisierung von Keratinozyten für den vom Protein RIP3 ausgelösten Zelltod konnte als ein potenter Auslöser von Hautentzündungen identifiziert werden. Weiterhin deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass genetische oder externe Faktoren, die die Keratinozyten für die Nekroptose sensibilisieren, in Verbindung mit der Entstehung von Hautentzündungen stehen, die bei vielen chronischen oder akuten Hautveränderungen wie Ekzemen, Psoriasis und bei Medikamentennebenwirkungen auftreten.

Genetiker beschreiben in „Nature“ ungewöhnlichen Regulationsmechanismus von Proteinen.

Polyamine sind essentielle Stoffe für alle lebenden Organismen. Sie spielen auch eine wichtige Rolle bei Krebs und beim Altern. Doch bisher war noch nicht klar, wie ihre Produktion, die so genannte Biosynthese, in der Zelle kontrolliert wird. Kölner Genetiker unter der Leitung von Professor Jürgen Dohmen vom Institut für Genetik haben nun einen neuartigen selbstregulierenden Mechanismus bei der Biosynthese von Polyaminen gefunden. Ein Antizym-Protein bildet schon während des Stadiums seiner Synthese den Sensor, der feststellt, ob ausreichend Polyamine vorhanden sind oder nicht. Gleichzeitig reguliert das Antizym entsprechend seine eigene Translation, seine Synthese durch Übersetzung aus dem genetischen Code. Noch während seiner eigenen Herstellung spielt das Antizym so die Rolle des Sensors, der darüber entscheidet, ob es weiterproduziert wird oder nicht.

Diese Methode der Selbstregulierung ist außergewöhnlich. „Dass die Antizyme direkt als Sensor auftreten und dann gleich auch die eigene Translation regulieren, ist das Neue dabei“, so Jürgen Dohmen. Die Genetiker vermuten, dass dieses System auch in anderen Fällen der Regulation von Biosyntheseprozessen vorkommt. Die Identifizierung des Antizymproteins als den relevanten Polyaminsensor eröffnet neue Perspektiven zur Entwicklung von Substanzen mit deren Hilfe die Synthese vom Antizym hochreguliert und so der oft bei Krebszellen beobachteten hohen Polyaminsynthese entgegengewirkt werden könnte. Die Studie der Kölner Wissenschaftler ist ein Beitrag aus der Grundlagenforschung und wurde in der Ausgabe von „Nature“ vom 22. September 2011 veröffentlicht.

Polyamine (z.B. Spermidin und Spermin) sind mehrfach positiv geladene zelluläre Substanzen, so genannte Polykationen. Eine ihrer wichtigsten Funktionen ist die Neutralisation der negativen Ladungen in der Erbsubstanz, der DNS. Die Herstellung der Polyamine wird je nach Teilungsaktivität der Zellen genau der Nachfrage angepasst. Ein wichtiger Mitspieler in der Synthese der Polyamine ist das Protein Ornithin Decarboxylase (ODC). Die Regulation dieses Enzyms funktioniert über einen Gegenspieler: das Ornithin Decarboxylase-Antizym. Es bindet an die Ornithin Decarboxylase und führt dazu, dass sie abgebaut wird. Dadurch regelt dieses Antizym die Entstehung von Polyaminen.

Die Genetiker gingen der Frage nach, wie die Entstehung des Antizyms reguliert wird. Bekannt war, dass die Kontrolle der Synthese des Proteins sehr ungewöhnlich ist. Das Gen für dieses Antizym enthält in der Mitte der kodierenden Sequenz ein so genanntes Stopcodon – eine Bremse mitten im Code. Wenn das Ribosom, die Proteinfabrik der Zelle, beim Lesen der Boten-RNS (vom Gen abgeleitete Kopie) am Stopcodon anlangt, wird der gesamte Produktionsvorgang des Proteins, die so genannte Translation, normalerweise abgebrochen. Um das komplette Antizym zu synthetisieren, muss das Ribosom, das die Translation durchführt, über das Stopcodon weiterhüpfen, um das Protein komplett zu synthetisieren. Dieser Vorgang wird ribosomaler Leserastersprung genannt und ist vergleichsweise selten. Bekannt war, dass die Synthese des vollständigen Antizyms durch hohe Polyamin-Konzentrationen stimuliert wird. Das Antizym reguliert wiederum die Produktion von ODC runter. Die Synthese von Polyaminen wird gehemmt. Diese Rückkopplung führt zu einer ausgeglichenen Konzentration von Polyaminen in der Zelle. Vollkommen unklar war bisher, wie die Polyamine die Translation der durch das Stopcodon unterbrochenen Boten-RNS beeinflussen.

Die Genetiker fanden heraus, dass der eigentliche Sensor das entstehende Antizym-Protein selber ist. Während es translatiert wird, nimmt es verschiedene Konfirmationen ein, wobei die durch den Leserastersprung verursachte Pause eine wichtige Rolle spielt. Die bei geringer Polyamin-Konzentration vorliegende Konformation führt dazu, dass Ribosomen auf der Boten-RNS stehen bleiben. Bei einer hohen Konzentration binden die Polyamine an das entstehende Antizym-Protein und heben diese Blockade auf. So kann es zur vollständigen Synthese des Antizyms kommen, das wiederum die Polyaminsynthese hemmt: Ab einer gewissen Konzentration sorgen die Polyamine dadurch für eine eigene „Geburtenregulierung“.

Vortrag von Prof. Dr. Heinz Mechling „Senioren lassen die Muskeln spielen“

Im Rahmen der Reihe „Wissenschaft im Rathaus“ hielt Prof. Dr. Heinz Mechling von der Sporthochschule seinen Vortrag „Senioren lassen die Muskeln spielen“ am 5. September im Kölner Rathaus. Nach einer Begrüßung von Bürgermeister Hans-Werner Bartsch veranschaulichte der ehemalige Leiter des Instituts für Bewegungs- und Sportgerontologie ca. 120 Gästen im Ratssaal des Spanischen Baus anhand neuester wissenschaftlicher Erkenntnisse, wie sich Bewegung und Training auf die körperliche und geistige Leistungsfähigkeit im Alter auswirken. Vor allem positiv, das ist natürlich die Hauptaussage.

Mechling leitete seinen Vortrag ein mit den Worten: „Eigentlich hätten wir bei dem guten Wetter und aufgrund des Themas raus an den Rhein gehen und ein bisschen trainieren müssen.“ Aber natürlich war er nicht in der Funktion als Trainer, sondern als lehrender Sportwissenschaftler gekommen.

Mechling wies vor allem auf das demographische Altern der Gesellschaft hin. Er sehe diese Entwicklung nicht als schlechte Nachricht und sprach sogar von einer „sozio-kulturellen Erfolgsgeschichte“. Sie sei die Folge des immer höheren Lebensstandards durch eine immer besser werdende medizinische Versorgung. Einer Statistik zufolge nehme die Zahl der über 80 Jahre alten Menschen im Zeitraum von 2000 bis 2050 um 222 Prozent zu. Solche Zahlen stellen klar: Weil mehr Menschen immer älter werden und die höhere Altersklasse schon heute einen Großteil der Gesellschaft bildet, ist die physische und psychische Gesundheit dieser Menschen für sie selbst und für die Gesellschaft enorm wichtig.

So erklärte Mechling die Ideen vom „gelingenden und erfolgreichen Altern“. Zahlreiche Studien und Forschungsergebnisse beweisen, wie wichtig sportliche Aktivität im Alter ist. Dass ein 90-Jähriger durch Training seine Kraft noch um bis zu 150 Prozent steigern kann oder das Demenzrisiko bei Inaktiven im mittleren Alter um 250 Prozent höher ist als bei Aktiven, solche Zahlen waren für die hauptsächlich älteren Zuhörer überraschend und motivierend zugleich. Nachdem Mechling die erfolgreichen Projekte „Fit für 100“ und „NADiA (Neue Aktionsräume für Menschen mit Demenz und ihre Angehörigen) seines Instituts vorstellte, gab er den Gästen auch noch Trainingstipps mit auf den Weg. Mit seinem Vortrag nahmen die Zuhörer Einiges an brauchbarem Wissen mit um die verpasste Trainingseinheit wieder kompensieren zu können.