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Aus der Stadt Daran forschen Hannovers helle Köpfe
Hannover Aus der Stadt Daran forschen Hannovers helle Köpfe
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00:17 23.06.2017
Von Bärbel Hilbig
Doktorandin Bizunesh Alamirew aus Aethiopien erforscht im Projekt Resist Infektionen bei Patienten mit schwachem Immunsystem. Quelle: Kutter
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Hannover

Es geht um richtig viel Geld. Zum dritten Mal konkurrieren Forscher in Deutschland um Millionenbeträge aus der Exzellenzinitiative von Bund und Ländern. Und dieses Mal sind besonders viele Wissenschaftler aus Hannover ins Rennen gegangen. Sieben Forschergruppen haben Voranträge für einen Forschungsverbund, genannt Exzellenzcluster, eingereicht. Informatiker der Leibniz-Universität wollen lernende Computerprogramme einhegen, damit Menschen nicht unter bösen Folgen zu leiden haben. Ärzte an der Medizinischen Hochschule (MHH) suchen mit Ingenieuren, Chemikern und Informatikern nach neuen Heilmethoden.

Die Entscheidung, wer überhaupt einen vollen Antrag stellen darf, fällt erst im September. Und ein ganzes Jahr später, im September 2018, bekommen 45 bis 50 Cluster den Zuschlag. Dennoch zeigen die Vorstöße aus Hannover den Anspruch, der dahintersteckt. Denn mit der Exzellenzinitiative will der Bund seit 2005 Spitzenforschung stärken und sie damit international noch besser aufstellen.

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„Ein Antrag ist nur sinnvoll mit einer schlagkräftigen Truppe von international ausgewiesenen Wissenschaftlern“, betont Volker Epping, Präsident der Leibniz-Universität. Die Forscher stecken bereits tief in den Themen, die sie mit den zusätzlichen Millionen vorantreiben wollen. Und sie arbeiten meist schon jetzt mit Kollegen aus anderen Hochschulen oder Forschungseinrichtungen zusammen. Denn als Exzellenzcluster gefördert wird ein Forschungsverbund.
Die Leibniz-Uni geht jetzt mit vier eigenen, die MHH mit drei Voranträgen an den Start. Die Hörforscher von Hearing4all bewerben sich zum zweiten Mal, die Regenerationsmediziner von Rebirth gehen sogar in die dritte Runde, falls es klappt. Ein Vorhaben der Leibniz-Uni stammt erstmals aus dem Geistes- und Sozialwissenschaften, die Antragsteller halten sich aber noch bedeckt.

Physiker Uwe Morgner elektrisiert die lange Perspektive, die ein Exzellenzcluster eröffnet. „Wir können damit 20 Jahre vorausdenken und Themen visionär angehen“, schwärmt der 49-Jährige. Die Förderung für Forschungsprojekte läuft oft nur drei Jahre. Für Exzellenzcluster gibt es sieben Jahre lang Geld plus die Hoffnung auf die nächste Runde.

„Das ist eine große Chance, hochkarätige Wissenschaftler aus der ganzen Welt nach Hannover zu holen“, betont Morgner, geschäftsführender Direktor am Institut für Quantenoptik der Leibniz-Uni. Eine Menge Firmengründungen, so die Hoffnung, könnten aus einem neuen Forschungsverbund hervorgehen.

Die immense Wirkung der Exzellenzförderung kann Herzspezialist Axel Haverich, Sprecher von Rebirth, bestätigen. „Wir konnten sieben Forscher hier halten, weil Rebirth ihnen zusätzliche Forschungsgruppen finanziert. Und angelockt haben wir bestimmt zehn profilierte Wissenschaftler, die Hälfte aus dem Ausland.“

Der Verbund umfasst mittlerweile 54 Arbeitsgruppen, die jeweils an bis zu drei Projekten arbeiten. Vom Ersatz für kranke Organe bis zur Verhinderung von Krankheiten reicht inzwischen der Ansatz. Gut 250 Mitarbeiter werden anteilig über Rebirth finanziert. Bisher sind in zehn Jahren rund 71 Millionen Euro von DFG und Land in Rebirth geflossen. Außerdem hat der Verbund beträchtliche Drittmittel eingeworben, berichtet Haverich. „Das Stichwort Exzellenz wirkt.“
Für die Hörforschung gilt das Gleiche: Seit Hearing4all Ende 2012 startete, ist die internationale Bekanntheit deutlich gestiegen. Prof. Thomas Lenarz arbeitet mit einer australischen Firma, die nationale Gesundheitsbehörde der USA finanziert eine wichtige klinische Studie. „Als MHH allein hätten wir das nie hinbekommen.“

Uni-Präsident Epping erwartet für die neue Runde der Exzellenzinitiative denn auch einen „knüppelharten Wettbewerb“. Damit dürfte er recht haben: Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), die den Wettbewerb organisiert, hat insgesamt 195 Antragsskizzen bekommen.

Hilfe für kranke Zellen und Organe

Forscht an der Wiederherstellung von Gewebe: Prof. Axel Haverich. Quelle: Kutter

Worum geht es?
Bekannt sind die in Hannover entwickelten künstlichen Herzklappen, die im Körper mitwachsen. Im Exzellenzcluster Rebirth läuft aber wesentlich mehr. Aktuell forschen 54 Teams an Wiederherstellung oder Ersatz von geschädigten Zellen, Gewebe und Organen. Neben dem Herzen nehmen die Forscher dabei Lunge, Blut und Leber in den Blick. Ein Beispiel: Im Labor gezüchtete Zellen ohne Gendefekt könnten Menschen mit schadhaften Zellen auf der Lungenoberfläche helfen.
Und bei einem akuten Herzinfarkt sollen künftig eingeschleuste Stammzellen des Patienten die Auswirkungen begrenzen. „Sie verbessern die Durchblutung an den Rändern des Infarkts, und er wird kleiner“, erläutert Sprecher Prof. Axel Haverich. Ein Medikament befindet sich in der Prüfung.
Seit 2006 hat Rebirth (steht für „Von Regenerativer Biologie zu Rekonstruktiver Therapie“) bereits zweimal den Zuschlag in der Exzellenzinitiative bekommen und hofft auf eine dritte Runde. „Wir wollen die Erkenntnisse jetzt durch Programme in die Bevölkerung bringen“, kündigt Haverich an.
Was kann man am Ende damit machen?
Neue Behandlungsmethoden können Leben verlängern und Leid lindern. An Schulen startete jetzt ein Trainingsprogramm für Kinder, das Herz-Kreislauf-Erkrankungen vorbeugen soll.
Was braucht man dafür?
70 Millionen zur Finanzierung von 180 Arbeitsplätzen vom technischen Personal bis zu Professoren.
Wer macht alles mit?
Medizinische Hochschule Hannover, Leibniz-Universität, Laserzentrum Hannover, Tierärztliche Hochschule, Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin Hannover (ITEM), Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung Braunschweig, Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin Münster, Friedrich-Loeffler-Institut Mariensee.     

Hilfe beim Hören

Prof. Thomas Lenarz forscht daran, Gehörlosen und Schwerhörigen zu helfen. Quelle: Schaarschmidt

Worum geht es?
Dass Menschen schlecht oder gar nicht hören, kann ganz unterschiedliche Ursachen haben. „Wir wollen für jeden Patienten genau feststellen, was fehlt“, erklärt Prof. Thomas Lenarz, Sprecher des Exzellenzclusters Hearing4all, auf Deutsch „Hören für alle“. Bereits seit fünf Jahren arbeiten rund 50 Mediziner, Ingenieure, Physiker, Chemiker, Biologen und Psychologen im Cluster an unterschiedlichen Projekten.
Seit Kurzem laufen Versuche, durch das Einschleusen von gesunden Genen einen genetisch bedingten Hörverlust zu stoppen. Lenarz selbst ist an der Entwicklung eines Implantats beteiligt, das bei Menschen mit zerstörtem Hörnerv über Elektroden direkt im Mittelhirn Areale aktiviert, die zum Hören führen sollen. Auch an einer Verbesserung des Cochlear-Implantats wird geforscht, einer elektronischen Reizprothese für das Innenohr, und an Hörgeräten, die vibrieren und damit die verbliebene Hörfähigkeit anregen.
Bei einer Verlängerung der Förderung setzen die Forscher Schwerpunkte bei individueller Therapie, Smartphones als Hörgerät, Ausbremsen des Hörverlusts im Alter und Technologieentwicklung.
Was kann man am Ende damit machen?
Helfen soll die Forschung Menschen mit geringer, mittlerer und starker Schwerhörigkeit und Gehörlosen.
Was braucht man dafür?
Beantragt sind 63 Millionen Euro für sieben Jahre – für weitere Mitarbeiter, Experimente, Elektrodenherstellung, Nano-Mikroskope.
Wer macht alles mit?
Medizinische Hochschule Hannover (MHH), Leibniz-Universität, Universität Oldenburg, Fraunhofer ITEM, Laserzentrum Hannover, Tierärztliche Hochschule, Industriepartner.     

Optische Geräte aus dem Drucker

Höchste Präzision gefragt: Prof. Uwe Morgner will komplette Optikgeräte „in einem Rutsch“ herstellen. Quelle: Kutter

Worum geht es?
Die Forscher im Cluster PhoenixD wollen optische Präzisionsgeräte „in einem Rutsch aus dem Drucker“ herstellen, wie Sprecher Prof. Uwe Morgner es formuliert. „Das klingt wie Science-Fiction“, räumt der Dekan der Fakultät für Mathematik und Physik ein. Denn bisher werden optische Linsen aus Glas und das umgebende Gehäuse in mehreren Arbeitsschritten, oft in Handarbeit, hergestellt. Ziel ist ein digitalisiertes Fertigungssystem, das schnell und kostengünstig individualisierte Produkte herstellt. Dafür arbeiten Wissenschaftler aus Maschinenbau, Physik, Elektrotechnik, Informatik und Chemie zusammen.
Was kann man am Ende damit machen?
Vieles. In der Landwirtschaft könnte Präzisionsoptik die Chemie auf dem Acker ersetzen. Ein Sensor registriert die Pflanzen und erkennt Unkraut, das mit Laserbeschuss am Wachstum gehemmt wird. Bisher sind optische Bauteile dafür zu teuer.
In der Diagnostik von Krankheiten wiederum ist eine schnellere Blutanalyse denkbar. Oder für den Alltagsgebrauch auch eine individuelle Brille, die sich besser als bisher verschiedenen Situationen anpasst.
Was braucht man dafür?
55 Millionen Euro plus 20 Millionen für Nebenkosten haben die Wissenschaftler beantragt. So viel brauchen sie für fünf neue Professoren in Hannover sowie zwei in Braunschweig, außerdem für Nachwuchswissenschaftler und benötigte Maschinen.
Wer macht alles mit?
Leibniz-Universität Hannover, MHH, Technische Universität Braunschweig, Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Laserzentrum Hannover, Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) sowie diverse Industriepartner

Suche nach der exakten Zeit

Prof. Karsten Danzmann und seine Kollegen wollen Zeit und Raum neu vermessen. Quelle: Schaarschmidt

Worum geht es?
Das in Paris aufbewahrte Urkilo ist seit Langem in der Diskussion, denn es ändert seine Masse. Forscher wollen deshalb physikalische Grundeinheiten wie Masse, Länge und Zeit im allerkleinsten Maßstab präziser definieren. Im Cluster Quantum Frontier wollen Wissenschaftler dafür auf Nanoebene neue Messtechnologien erforschen. „Wir können Quanteneffekte heutzutage gezielt ausnutzen, um die Messgenauigkeiten zu verbessern“, sagt Cluster-Sprecher Prof. Karsten Danzmann. Beim Quantenengineering sollen die schwankenden Quantenzustände von Licht und Materie möglichst komplett kontrolliert werden.
Was kann man am Ende damit machen?
Die Grundlagenforschung wird sich in vielen Lebensbereichen auswirken, weil sie verbesserte Navigation und Erdbeobachtung, kleinere Halbleitersysteme sowie neue Materialentwicklung auf Nanoebene verspricht.
Was braucht man dafür?
Die 25 Haupt-Forscher haben für die siebenjährige Laufzeit 57 Millionen Euro, mit Nebenkosten sogar 70 Millionen, beantragt. Damit wollen sie drei erfahrene Professoren sowie zwölf wissenschaftliche Mitarbeiter dauerhaft einstellen. 25 Nachwuchswissenschaftler sollen Nachwuchsgruppen leiten, davon werden acht Mitarbeiter später auf Dauer übernommen.
Wer macht alles mit?
Leibniz-Universität Hannover, Technische Universität Braunschweig, Physikalisch-Technische Bundesanstalt in Braunschweig, Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut), Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (Universität Bremen), Laserzentrum Hannover.     

Kampf gegen Infektionen

Prof. Thomas Schulz bekämpft Viren und Bakterien.  Quelle: Kutter

Worum geht es?
Besonders Neugeborene sowie sehr alte Menschen haben eine verminderte Abwehr gegen schädliche Viren und Bakterien. Infektionsgefährdet sind ebenfalls Empfänger von Organ- und Knochenmarkstransplantaten, solange sie Medikamente zur Immunsuppression nehmen, sowie generell Patienten mit Implantaten. Bei anderen versagt die Immunabwehr speziell gegenüber einem bestimmten Krankheitserreger, der für die meisten anderen Menschen harmlos ist. Ursache kann ein ererbter Gendefekt sein. Aber auch Krankheiten wie Masern können einen solchen Immundefekt hinterlassen. „Wir wollen die Ursachen von Abwehrschwächen besser verstehen“, sagt Prof. Thomas Schulz, Sprecher des Verbunds Resist (Resolving Infection Susceptibility). Präzisere Therapieformen und bessere Diagnostikverfahren sind das Ziel.
Was kann man am Ende damit machen?
Wenn sich die Art der Abwehrschwäche eines Patienten feststellen lässt, können Ärzte zielsicherer entscheiden, ob eine schwer verlaufende Infektion droht und eine intensivere Therapie notwendig ist. Ein anderes Beispiel: Auf Implantaten bilden Bakterien nach einiger Zeit meist mit anderen Organismen eine enge Lebensgemeinschaft, genannt Biofilm. Dagegen versagen Antibiotika häufig. Wenn Wissenschaftler die Signale verstehen, durch die Bakterien sich in diesen Lebensgemeinschaften „unterhalten“, könnte das neue Eingriffsmöglichkeiten eröffnen.
Was braucht man dafür?
Die Forscher haben 43 Millionen Euro plus 20 Prozent Nebenkosten für Forscher und Großgeräte beantragt.
Wer macht alles mit?
Medizinische Hochschule Hannover (MHH), Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung Braunschweig, Twincore (Zentrum für experimentelle und klinische Infektionsforschung) Hannover, Tierärztliche Hochschule Hannover, Centre for Structural Systems Biology Hamburg     

Schlauen Algorithmen Grenzen setzen

Prof. Wolfgang Nejdl will Roboter und 
Computer
 überlisten. Quelle: Franson

Worum geht es?
Roboter und Computerprogramme werden schlauer und haben Zugriff auf große Datenmengen. Bald werden sie den Menschen in vielen Situationen Entscheidungen abnehmen. Das betrifft autonom fahrende Autos, Kameras mit Gesichtserkennung oder Programme, die automatisch über die Vergabe eines Bankkredits entscheiden. Und längst bieten Suchmaschinen selektive Informationen, ohne dass die Gründe für den Nutzer durchschaubar sind. Wie lässt sich verhindern, dass intelligente Algorithmen Entscheidungen treffen, die aus dem Ruder laufen? Die Bevölkerungsgruppen diskriminieren oder Menschenleben gefährden?
„Wir wollen als Informatiker diese Fragen bereits in unseren Algorithmen berücksichtigen, sie können nicht durch langwierige Gesetzesverfahren alleine gelöst werden“, erklärt Prof. Wolfgang Nejdl, Sprecher des Projekts Sara (Smart and Responsible Algorithms). Die Forscher, zu denen auch Juristen und Philosophen gehören, wollen eine öffentliche und wissenschaftliche Diskussion anstoßen. Sollen der Entwicklung Grenzen gesetzt werden? Oder lassen sich in intelligenten lernenden Systemen Leitplanken einziehen, die Fehlentscheidungen und Katastrophen verhindern? „Wir können Algorithmen so bauen, dass wir verstehen, was sie machen und warum“, sagt Nejdl. Die Gruppe will sich auf Robotik, visuelle Gesichtserkennung und Big Data (Analyse großer Datenströme) konzentrieren.
Was kann man am Ende damit machen?
Wird eine verantwortungsvolle Konstruktion von Algorithmen als Leitlinie verankert, könnte dies Sicherheit und den Schutz von Persönlichkeitsrechten erhöhen sowie Meinungsmanipulation einschränken.
Was braucht man dafür?
Für 35 Millionen Euro sollen sieben neue Professuren sowie Stellen für Promotionsstudenten und promovierte Wissenschaftler eingerichtet werden.
Wer macht alles mit?
Leibniz-Universität, Technische Universität Braunschweig.     

Jutta Rinas 23.06.2017
Simon Benne 23.06.2017