Erfahrungsbericht von Maximilian Schneider

Bereits seit einem großen Zeitraum, beginnend mit dem ersten Besuch der Oberstufe, interessiere Ich mich leidenschaftlich für Physik, Mathematik und Biologie. Seit meinem Besuch des Abendgymnasiums in Neuss wird dieses Interesse durch die Wahl von Biologie und Mathematik als meine beiden Leistungskurse von mir ausgelebt. Auch meinen Lehrern fiel dies in beiden Kursen auf, sodass Ich von meiner Stufenleiterin, die selbst Mathematik und Physik unterrichtet, auf das Praktikum in Jülich und die Möglichkeiten die es eröffnet hingewiesen wurde. Mein Interesse an dem Praktikum stand außer Frage, also fasste Ich den sicheren Entschluss mich für dieses zu bewerben. Dieses begann nicht viel später, am 20. Juni des Jahres. Ich fuhr nach Jülich, fest davon überzeugt diese Chance wahrzunehmen.

Bereits mittels der Bewerbung war gefordert, sich für verschiedene naturwissenschaftliche Institute zu entscheiden, unter denen man einem zugeteilt wurde. Ich entschied mich für das Institut für Kernphysik (IKP) und das Institut für Neurowissenschaften und Medizin (INM). So wie Ich es bevorzugt hätte, wurde Ich dem INM zugeteilt. Bereits am ersten Tag im Forschungszentrum wurde Ich von meinen beiden überaus freundlichen und hilfsbereiten Betreuern Sarah Haas und Marcel Huysegoms am Seecasino abgeholt. Mir wurden die verschiedenen Bereiche des INM kurz gezeigt, woraufhin Ich vorerst in der Abteilung 1 stationiert war, die sich mit Entwicklung von Informationstechnologie beschäftigt. Die dort in Arbeit stehenden informationstechnischen Projekte unterstützen genau auf den Rest der Arbeit des INM abgestimmt Projekte, die ein hohes Maß an elektronischer Datenverarbeitung erfordern. Das Projekt das mir vorgestellt wurde, belief sich auf nichts geringeres als eine histopathologische, dreidimensionale Kartografierung des menschlichen Gehirns. Hierzu wird das Gehirn eines Probanden (postmortem natürlich) in einem ersten Schritt in ca. 2500 Schnitte geteilt, die jeweils weniger als 100 Mikrometer dick sind. Anschließend werden die Schnitte auf eine Glasplatte gelegt und mit speziellem Licht durchleuchtet. Die mit einer Myelinschicht (Myelin ist eine Biomembran aus Lipiden und Proteinen) überzogenen Axone (Nervenzellfortsätze im Gehirn) reflektieren ultraviolettes Licht auf eine spezielle Art und Weise. Je nach Ausrichtung der Nervenstränge treffen die Photonen die der Lichtquelle entspringen anders auf diese und reflektieren dementsprechend unterschiedliche Lichtwellenlängen. Daraus resultiert ein farbliches Bild des jeweiligen Schnitts, dessen unterschiedliche Färbung an sämtlichen Stellen Auskunft über die räumliche Anordnung beziehungsweise die Koordination der Nervenzellfortsätze im vorliegenden Volumen gibt. Diese Methode, durchgeführt von Julia Reckfort (Physikerin im Forschungszentrum), nennt sich Polarized Light Imaging (PLI). Wissenswert hierzu ist, das sich Frau Sarah Hass und Herr Marcel Huysegoms, meine beiden Betreuer, mit der Entwicklung von Software beschäftigen, die die Schnitte eines solchen Gehirns und die Aufnahmen dieser analysiert.

Gegenstand der Analyse ist auch hier die räumliche Koordination der Nervenbahnen des jeweiligen Gehirns. Das Programm das entwickelt wird, soll Beispielsweise auch Blutgefäße von Nervensträngen selbstständig unterscheiden können. Analysiert das Programm nun einen Schnitt, erstellt es sogenannte „Landmarken’’ die markieren sollen an welchen Stellen des Bildes sich der Querschnitt eines Nervenstranges befindet. Lässt man alle aufeinander folgenden Schnitte analysieren ist sich die Maschine im Klaren darüber, wie eine Nervenbahn in der Summe der Schnitte, also im Volumen fortsetzt, was praktisch die Zielsetzung der gesamten Arbeit ist. Das persönliche Highlight meiner Woche war ein Experiment zu dem eher weniger wissenschaftliche Bezugnahme meinerseits mit bisher im INM vorgestellten Projekten bestand. Ich war mit zwei Probanden, die ebenfalls Teilnehmer des Praktikums waren, im Bereich der neurowissenschaftlichen Forschungslaboratorien unterwegs. Geleitet von einer Psychologin die zurzeit im Forschungszentrum an ihrer Doktorarbeit arbeitet, habe Ich mich einem kleinen Experiment unterzogen das lediglich der Veranschaulichung einer Technik diente, die die Mitarbeiterin zum Teil im Zuge ihrer Forschung bei gewöhnlichen Probanden anwendet. Die Methode, der Ich mich unterzog nennt sich transkranielle Magnetstimulation. Eine am Schädel angelegte Schmetterlingsspule (Magnetspule) erzeugt für einen Zeitraum von 200 bis 600 Mikrosekunden ein Magnetfeld, das je nach Ausrichtung auf der Außenseite des Schädels das Nervengewebe der Großhirnrinde stimuliert. Angesetzt auf Höhe des Motorcortex, lokalisiert in den posterioren Teilen des Frontallappens, äußert sich die Auslösung der Magnetspule in einer Bewegung, in meinem Fall des Handgelenks. Die neurowissenschaftliche Mitarbeiterin begann mir mehrere Stöße mit der Schmetterlingsspule zu versetzen, woraufhin sich meine Hand in Bewegung setzte. Dieses für mich persönlich erstaunliche Experiment, macht eine große Aussage über die Möglichkeiten und den technischen Fortschritt den die über 2000 Mitarbeiter im Forschungszentrum jeden Tag vorantreiben.

Mit den gegebenen Technologien neue zu entwickeln und sich jeden Tag der Herausforderung stellen neue Probleme in ihren individuellen Fachgebieten zu lösen, um bestehendes Wissen zu erweitern, bestehende Verfahren zu modernisieren und zu vereinfachen zeichnet die Forscher im Zentrum aus. Ein beeindruckender Tagesablauf, da sich die Mitarbeiter immer weiter in die Materie zu vertiefen lernen um bisher unentdecktes Wissen zu schöpfen, welches vielleicht eines Tages sogar eine große Wirkung auf den Alltag eines jeden haben kann. Ich und die anderen Praktikanten wurden des weiteren immer wieder aufs Neue von der Offenheit der Mitarbeiter in jeglicher Hinsicht überrascht. Sie bezogen uns vollständig in ihren Arbeitsalltag ein, wobei dieser zumeist für mich um 08.30 Uhr begann und um ca. 16.30 endete. Auch des Mittags gingen wir als eine Einheit zur Kantine und konnten auch ganz privat miteinander sein. Zu vermerken ist, das wir selbstverständlich ganz einfach aufgrund fehlender Qualifikation nicht viele Dinge selbst unternehmen konnten, was die Arbeit an Forschungsprojekten anging. So wurde Ich jedoch stark in die Codierung des o.g. Analyse-Programms einbezogen, wobei mir die Betreuer genauestens erklärten wofür einzelne Zeilen standen und sogar das Lernen einer Programmiersprache eingebunden haben.

Ich war mit großer Motivation Teilhaber des Forscher-Alltags der uns in jeglicher Facette vorstellig wurde. Die äußerst angenehme Arbeitsatmosphäre war stets ein wichtiger Begleiter der die Wissenslust untermauerte und festigte. Auch außerhalb des individuell gewählten Instituts haben wir den restlichen Campus, beziehungsweise dessen signifikante Anlaufpunkte wie den Teilchenbeschleuniger (CoSy, Cooler Synchrotron), die Zentralbibliothek die einen beeindruckenden Bestand so wie sehr guten Service für die Mitarbeiter im Zentrum hat (Bestellen von Büchern auf den nächsten Tag oder auch aus dem Ausland ohne Probleme) so wie den Algenpark kennengelernt. Ich möchte mich bei sämtlichen Organisatoren im Forschungszentrum Jülich, meinen Betreuern, so wie bei Frau Haase und Herrn Schmidt für diese einzigartige Chance bedanken, da dieser Einblick vielen Studierenden ein noch besseres Bild von Forschung im Bereich der Naturwissenschaften eröffnet.