DPZ-Fotopreis 2015 verliehen

Der DPZ-Fotopreis wird jedes Jahr unter den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Deutschen Primatenzentrums (DPZ) ausgeschrieben. Die Aufgabe: Fotografisch eindrucksvoll festzuhalten, was man mit der Arbeit am DPZ verbindet. Arbeit im Labor? Affen im Freiland oder in der Tierhaltung? Oder vielleicht mikroskopische Aufnahmen von Zellstrukturen? Als Preis winken 300 Euro für den Gewinner, 200 Euro für den zweiten und 100 Euro für den dritten Platz. Gestiftet wird das Preisgeld vom Förderkreis des DPZ, einem gemeinnützigen Verein. Im letzten Jahr hatte es die Jury schwer, sie musste aus 100 Einsendungen die 20 besten auswählen, welche dann aufgezogen und im Foyer des DPZ ausgestellt wurden. Ab da waren Mitarbeiter und Gäste des DPZ gefragt, sie konnten über das Gewinnerbild abstimmen. 

Gewonnen hat das Bild „Greife nach dem Licht" von Michael Berger, den zweiten Platz konnte Sascha Knauf mit seinem Bild von einem Dschelada ergattern. Der dritte Preis ging an Manfred Eberle mit „Blumenkind".

Die Forschung hinter dem Bild

Teil 1: Neurowissenschaften

Neurowissenschaftler wollen verstehen, wie das Gehirn Bewegungen in komplexen Umgebungen plant

Durch die überfüllte Fußgängerzone spazieren, dabei das Handy entsperren und gleichzeitig darüber nachdenken, was es wohl zum Abendessen geben wird: Was sich so trivial anhört, sind komplexe Verhalten, die unser Gehirn generiert und kontrolliert. Trotz technischen Fortschritts könnte ein Roboter das nicht bewerkstelligen, nicht so präzise, nicht so schnell und vor allem nicht alles gleichzeitig. Das Netzwerk aus Nervenzellen in unserem Kopf empfängt kontinuierlich Signale der verschiedenen Sinnesorgane und wandelt diese in Entscheidungen und Bewegungen um. Im Bruchteil einer Sekunde können wir auf Signale reagieren, wie beispielsweise einen Ball abwehren, der auf uns zu kommt oder ein Glas auffangen, das gerade herunterfällt.

'Sensomotorik' nennt man dieses Umwandeln von äußeren Signalen (Sensorik) in Bewegungen (Motorik). Neurowissenschaftler versuchen schon seit Langem zu verstehen, wie das Gehirn diese bemerkenswerten sensomotorischen Fähigkeiten zustande bringt. Insbesondere das Greifen von Objekten steht dabei im Fokus. Dazu werden Studien an menschlichen Probanden und an Rhesusaffen durchgeführt, da Affen ähnlich präzise Greifbewegungen durchführen können wie Menschen. Würden wir verstehen, wie das Gehirn die Armbewegung zu einem Objekt generiert, könnten wir Prothesen herstellen, die mittels Hirnsignalen gesteuert werden - für querschnittsgelähmte Patienten sicherlich eine immense Steigerung der Lebensqualität.

Allerdings gibt es bei der sensomotorischen Forschung ein Problem: Möchte man die Umwandlung von Reizen in Bewegung verstehen, so muss man sowohl Reize als auch Bewegungen genau messen. Das führt dazu, dass die Affen oder Probanden sehr kontrollierte Bewegungen ausführen müssen, ohne dabei "störende" Nebenbewegungen zu machen, wie beispielsweise dabei zu laufen. Aber gerade die Fähigkeit Bewegungen parallel auszuführen, zeichnet unser Gehirn aus. Bisher haben Probanden oder Affen die Verhaltensaufgaben immer im Sitzen ausgeführt, beispielsweise an einem Touchscreen, und konnten nur sehr eingeschränkt zusätzliche, für die unmittelbare Aufgabe irrelevante Bewegungen ausführen. Die Gruppe Sensomotorik innerhalb der Abteilung Kognitive Neurowissenschaften versucht jetzt einen Schritt weiterzugehen und eine größere, komplexere aber dennoch kontrollierte Experimentier-Umgebung für Rhesusaffen zu schaffen.

Die Umgebung ist ein Käfig, in dem sich das Tier frei bewegen kann. Speziell für diese Versuche haben die Forscher ein Gerät entwickelt, an dem das Tier Aufgaben ausführen kann. Mehrere Zylinder sind im Käfig platziert, die an einer Seite sowohl leuchten können als auch erkennen, wenn der Affe diese Seite berührt. Leuchtet eine Lampe auf, so ist dies das visuelle Signal für das Tier, diesen Zylinder als nächstes zu drücken. Es ist dasselbe Prinzip wie bei einem Touchscreen, an dem ein Punkt aufleuchtet, den das Tier berühren muss. Durch solche Experimente haben Wissenschaftler bereits herausgefunden, wie das Gehirn von Rhesusaffen die Bewegungsrichtung des Arms zu einem Ziel berechnet. Allerdings können in der neuen Umgebung solche Bewegungsziele überall im Käfig positioniert werden, auch an Stellen, zu denen das Tier zunächst hinlaufen muss. So kann zum ersten Mal überprüft werden, ob die früheren Erkenntnisse auch in einer größeren und komplexeren Umgebung gelten und wie sich die Planung von Armbewegungen eventuell ändert, wenn man sich dem Greifziel erst annähern muss.

Diese größere Umgebung führt dazu, dass die Tiere mehr Freiraum in ihren Bewegungen haben. Da unterschiedliche Bewegungen die Folge von unterschiedlichen Gehirnaktivitäten sind, müssen die Wissenschaftler die Bewegungen des Tiers kennen, um das Gehirn richtig zu interpretieren. Daher haben sie vier Kameras installiert, die farbige Objekte erfassen können, um dann die dreidimensionale Position im Raum in Echtzeit berechnen zu können. Mit gewöhnlichem Haarfärbemittel haben sie das rechte Handgelenk des Tieres rot gefärbt. So konnten sie exakt die Position des Handgelenkes messen und damit die Handbewegungen am Computer rekonstruieren. Dabei hat sich gezeigt, dass das Tier seine Bewegungen für die Aufgabe anpasst. Das heißt, wenn es mehrmals eine Bewegung zum selben Ziel ausführt, dann führt es die Hand immer in der gleichen Weise zu diesem Ziel.

Die Forscher vergleichen nun Bewegungen zu Zielen in der Nähe des Tieres mit den Bewegungen zu weiter entfernt liegenden Zielen. Als Neurowissenschaftler wollen sie herausfinden, wie diese Bewegungen vom Gehirn geplant und generiert werden. Dazu möchten sie in Zukunft die Gehirnsignale mit kleinen, ins Gehirn implantierten Elektroden messen. Die Signale werden dann kabellos an ein Aufnahmegerät gesendet, sodass die Bewegung des Affen nicht einschränkt wird. Mit den Ergebnissen wollen die Forscher das vorhanden Wissen Stück für Stück auf komplexere und realistischere Situationen erweitern.

Teil 2: Infektionsforschung

Infektionsforscher haben vernachlässigte Tropenkrankheiten im Visier

Dscheladas sind in Äthiopien endemisch. Sie fressen fast ausschließlich Gräser, die 90 Prozent ihrer Nahrung ausmachen. Das lange Fell schützt die Tiere vor dem rauen Klima in 1800 bis 4400 Metern über dem Meeresspiegel. In Guassa sind viele Dscheladas mit Bandwürmern der Gattung Taenia infiziert, die große Schwellungen unter der Haut verursacht. Die Krankheit, die als vernachlässigte Tropenkrankheit gilt, wird derzeit am DPZ erforscht. Aufgenommen wurde das Foto in der Menz-Guassa Community Conservation Area im zentralen nördlichen Hochland Äthiopiens.