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Forschung und Lehre

• Nervenzellen unter sich - Lösung eines Kommunikationsproblems
  Neurobiologen in SCIENCE über enuen Mechanismus der synaptischen Kommunikation
• RÖSA - Internet in der Grundschule
  Neue interaktive Lernformen mit handlungsorientiertem Material ausprobieren
• Quereinsteiger als erster Absolvent
  Inder Prashant DeSouza erster Absolvent des Master of Engineering Physics
• Terramare - Optimierung der Meeresforschung
  Zehn Jahre Dienstleitungs- und Forschungszentrum
• Forschung in 80 Projekten
  Fachbereich 10 Informatik legt Zweijahresbericht vor
• Fit für die Online-Lehre
  Online-Qualifizierung für Hochschullehrende
• Studieren und Geldverdienen
  Neues Studienkonzept der Wirtschaftswissenschaften
  

Nervenzellen unter sich - Lösung eines Kommunikationsproblems

Neurobiologen in SCIENCE über neuen Mechanismus der synaptischen Kommunikation

Nur durch die Zusammenarbeit von Millionen von Nervenzellen, den Neuronen, ist unser Nervensystem zu seinen unglaublichen Leistungen fähig. Wie funktioniert aber die Kommunikation zwischen den Neuronen? Die Stelle der Kontaktaufnahme zwischen zwei Neuronen, die Synapse, steht seit Jahrzehnten im Mittelpunkt der weltweiten, neurobiologischen Forschung. Prof. Dr. Reto Weiler, Dr. Konrad Schultz und Dr. Ulrike Janssen-Bienhold, Neurobiologen des Fachbereichs Biologie, entdeckten jetzt gemeinsam mit ihren niederländischen Kollegen Dr. Maarten Kamermans, Iris Fahrenfort und Dr. Trijntje Sjoerdsma, Netherland Ophthalmic Research Institute, Amsterdam, einen bisher völlig unbekannten Typ der synaptischen Kommunikation. Ihre richtungsweisenden Forschungsergebnisse haben sie im Wissenschaftsjournal SCIENCE (Volume 292, 11. Mai 2001) vorgestellt.

Bisher war bekannt, dass die synaptische Kommunikation auf zwei grundlegenden Mechanismen beruht: Bei chemischen Synapsen wird als Folge der elektrischen Erregung eines Neurons an dessen Synapse eine chemische Substanz freigesetzt. Diese wiederum bewirkt, dass es in dem über die Synapse verbundenen Neuron ebenfalls zu einer elektrischen Erregung kommt. Bei einer elektrischen Synapse sind zwei Neuronen direkt durch Kanäle verbunden, über die sich die elektrische Erregung von einem auf das andere Neuron fortpflanzen kann.

Die Oldenburger Wissenschaftler haben nun gemeinsam mit der holländischen Arbeitsgruppe einen dritten Typ der synaptischen Kommunikation entdeckt. Dieser enthält Elemente von chemischen und elektrischen Synapsen. Fündig wurden die WissenschaftlerInnen in der Netzhaut des Auges, der Retina, die als Teil des Gehirns alle typischen neuronalen Verschaltungen zeigt. Eine dieser Verschaltungen ist die „Rückwärts-Inhibition“. Dabei bilden zwei Neuronen einen kleinen Regelkreis. Die Erregung des einen Neurons (präsynaptisches Neuron) führt über eine chemische Synapse zur Erregung des synaptisch verbundenen Neurons (postsynaptisches Neuron), und dieses Neuron inhibiert anschließend das präsynaptische Neuron. Solche Rückwärts-Inhibitionen bilden eine wichtige Basis aller bekannten neuronalen Funktionen.

In der äußeren Retina findet sich ein solcher Schaltkreis zwischen den Photorezeptoren und den Horizontalzellen und bildet die Grundlage für das Kontrast- und Farbensehen. Die Photorezeptoren setzen an ihren synaptischen Endigungen entsprechend ihrer Erregung den Neurotransmitter Glutamat frei. Diese Freisetzung wird ermöglicht durch spannungsabhängige Kalziumkanäle der Photorezeptoren im Synapsenbereich. Glutamat reguliert schließlich die Leitfähigkeiten von Ionenkanälen auf den Horizontalzellen. Dadurch kommt es zur Erregung der Horizontalzellen und als Folge davon zu einer Reduzierung der Freisetzung von Glutamat durch die Photorezeptoren. Durch eine Vielzahl von Studien haben weltweit verschiedene Labors die einzelnen molekularbiologischen Komponenten dieser Rückwärts-Hemmung in den letzten Jahren aufgeklärt. Eine Frage blieb allerdings trotz größter Anstrengungen ungelöst: Was für ein chemisches Signal verwenden die Horizontalzellen, um die Photorezeptoren zu inhibieren?

Die beiden Arbeitsgruppen konnten jetzt zeigen, dass keinerlei chemisches Signal notwendig ist, sondern dass die Kommunikation auf einem völlig neuen neuronalen Mechanismus beruht: Im synaptischen Bereich zwischen den Photorezeptoren und den Horizontalzellen fand sich eine neue Gruppe von Kanälen, die in die Membran der Horizontalzellen eingebaut sind. Diese Kanäle gehören zu der großen Familie von Kanälen, die normalerweise von Neuronen für die Bildung von elektrischen Synapsen verwendet werden. An dieser Stelle bilden sie jedoch sogenannte Hemikanäle. Da das Zellinnere von Neuronen negativ gegenüber dem Extrazellulärbereich geladen ist, fließt durch diese Kanäle ein Strom in die Zelle. Ein Spannungsabfall im lokalen Extrazellulärbereich ist die Folge. Da die Kalziumkanäle der Photorezeptoren im Synapsenbereich die Spannungsdifferenz zwischen dem Extrazellulärbereich und dem Inneren der Photorezeptoren messen, registrieren sie eine Änderung und regulieren entsprechend die Freisetzung von Glutamat. Je nach Erregung der Horizontalzellen fließt durch die Hemikanäle mehr oder weniger Strom, die Spannungsdifferenz ändert sich. Damit regelt die Erregung der postsynaptischen Horizontalzellen direkt die Freisetzung des Neurotransmitters durch die präsynaptischen Photorezeptoren. Diese direkte, elektrische oder ephaptische Inhibition kommt somit ohne einen zusätzlichen Neurotransmitter aus.

Da inhibitorische Schaltkreise die häufigsten Schaltkreise des Gehirns darstellen, gehen die Oldenburger und Niederländer Wissenschaftler davon aus, dass der entdeckte neuronale Mechanismus auch in weiteren Schaltkreisen vorkommt und möglicherweise einen neuen Grundtypus von synaptischer Kommunikation darstellt. Laufende Untersuchungen in anderen Labors, ausgelöst durch diese Entdeckung, scheinen in diese Richtung zu weisen.

Eine Störung der Balance zwischen Erregung und Inhibition ist die Ursache vieler neurologischer Erkrankungen von Schlaflosigkeit bis Epilepsie. Die medikamentöse Behandlung beruht weitgehend auf einem Konzept, das auf Interaktionen von chemischen Synapsen aufbaut. Die Einbeziehung der jetzt entdeckten neuen Mechanismen führt hier möglicherweise zu neuen Therapieansätzen.

RÖSA - Internet in der Grundschule

Neue interaktive Lernformen mit handlungsorientiertem Material ausprobieren

Neue interaktive Lernformen mit handlungsorientiertem Material für die Grundschule der Lernwerkstatt RÖSA sollen nun im Internet ausprobiert werden. Einen entsprechenden Vertrag haben der Staatssekretär im Kultusministerium, Dr. Göttrik Wewer, und der Dekan des Fachbereichs Pädagogik, Prof. Dr. Wolf-Dieter Scholz in Anwesenheit der Projektleiterin Prof. Dr. Astrid Kaiser, unterzeichnet.

Fünf Grundschulen aus Niedersachsen sind ausgewählt worden, um Themen, Bilder, Materialien oder auch Versuche im Fach Sachunterricht im Internet zu diskutieren, zu bearbeiten und per E-Mail zu kommunizieren. Dabei stehen ihnen neben dem wiederverwertbaren Alltagsmaterial der Lernwerkstatt der Universität Oldenburg die neuen Medien zur Verfügung. Die Partnerklassen können dann, obwohl über Niedersachsen verteilt, im virtuellen Raum per E-Mail kommunizieren. Die Ergebnisse der Auseinandersetzung sollen in differenzierten Fragen und Problemlösungsansätzen münden, die auf Web-Seiten präsentiert werden. Die so entstandenen aktuellen multimedialen Konzepte zur naturwissenschaftlichen Grundbildung, die nicht rezeptives, sondern wissenschaftsorientiertes Lernen beinhalten, sollen, wie Kaiser erklärte, dann weltweit von anderen Schulklassen oder Grundschulen abgerufen werden können.

Das Projekt, das auch für der Lehramtsausbildung herangezogen werden wird, ist „damit die erste virtuelle Schule, an der Studierende im Internet das forschende Lernen gemeinsam mit Kindern ausprobieren können“, so die Projektleiterin.

Aufgabe der Projektbegleitung an der Universität ist es, die zentralen didaktischen Schlüsselprobleme für SchülerInnen im Grundschulalter zu entwickeln, auf die Internetseiten zu stellen und alles wissenschaftlich zu betreuen.

Quereinsteiger als erster Absolvent

Inder Prashant DeSouza erster Absolvent des Master of Engineering Physics

Anfang Mai erwarb Prashant DeSouza als erster Absolvent seinen „Master of Engineering Physics“ in der Fachrichtung „Biomedical Physics“. Im Wintersemester 1999/2000 hatte er sich mit anerkanntem Bachelor eingeschrieben und konnte sich aufgrund seiner ingenieurwissenschaftlichen Vorbildung und seiner großen Begabung gleich dem Fortgeschrittenenstudium widmen, das er mit Bravour meisterte.

Der aus Indien stammende Absolvent ist ein geradezu idealtypischer Repräsentant für diesen vom Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) geförderten, sich zu 50 Prozent an ausländische StudentInnen wendenden Studiengang. In den vergangenen sechs Monaten fertigte er eine sehr gute „Master-Thesis“ bei Prof. Greenlee (Psychologie) an, in der er eine komplexe Steuerung und Datenauswertung für bestimmte Wahrnehmungsversuche in der Neurokognition entwickelte.

Die ersten grundständigen Studierenden des neuen Master-Studienganges, der im vergangenen Wintersemester eine überaus positive Evaluation erfahren hat, sind jetzt im sechsten Semester und beginnen zur Zeit mit ihrer semesterbegleitenden „Bachelor-Thesis“. Ihr Engagement ist aus Sicht der Lehrenden - von wenigen Ausnahmen abgesehen - bemerkenswert.

Fast alle grundständige Studierenden der „ersten Generation“ haben im vergangenen Wintersemester ihr verpflichtendes Auslandssemester absolviert, die nächste Generation steht bereits in den Startlöchern, und organisiert ihren Auslandsaufenthalt. Die Fülle der individuellen Kontakte und die Auswertung der Erfahrungen führt jetzt bereits in diesem Bereich zu dem Aufbau eines Netzwerkes in vielen europäischen Ländern. Doch einige Studierende wollen auch in ferneren Regionen studieren: z. B. Neuseeland und Japan. Die Internationalisierung der Ausbildung im Umfeld der angewandten Physik ist ohne Zweifel eine attraktive Bereicherung der Universität Oldenburg, die buchstäblich den Horizont der Beteiligten nachhaltig weitet.

Mit seiner ausgezeichneten Arbeit hat DeSouza nicht nur eine wertvolle Unterstützung der Forschungen an der Universität Oldenburg in der Neurokognition geliefert. Er selber hat in den vergangenen drei Semestern viele Freunde gewonnen, recht gut Deutsch gelernt aber leider auch einige ausländerfeindliche Erfahrungen machen müssen. Zunächst will er als frischgebackener „Meister“ zurück nach Indien. Aber die Forschungsgruppen, die sein Können schätzen gelernt haben, bemühen sich, ihn wenigstens vorübergehend für eine weitere Mitarbeit zu gewinnen. Es ist also zu hoffen, dass er, wenn er sein Heimweh gestillt hat, noch einmal nach Oldenburg zurück kehrt, auf jeden Fall aber die Universität in angenehmer Erinnerung behält!

Volker Mellert

Terramare - Optimierung der Meeresforschung

Zehn Jahre Dienstleistungs- und Forschungszentrum

Anlässlich des zehnjährigen Bestehens des „Zentrums für Flachmeer-, Küsten- und Meeresumweltforschung e.V. - Forschungszentrum Terramare“ in Wilhelmshaven hob Staatssekretär Dr. Uwe Reinhard die herausgehobene Stellung des Zentrums in der niedersächsischen Meeresforschung hervor. „Mit der Errichtung von Terramare ist es gelungen, die Meeresforschung in Niedersachsen zu optimieren. Das Zentrum hat sich bewährt und wird voll akzeptiert“, erklärte Reinhart. Diese Entwicklung wurde vom Wissenschaftsministerium in den letzten zehn Jahren mit einer finanziellen Förderung von insgesamt 12,77 Millionen Mark unterstützt.

Das Forschungszentrum Terramare wurde Ende 1990 auf Empfehlung des Wissenschaftsrates mit dem Ziel gegründet, die meereswissenschaftlichen Aktivitäten in Niedersachsen unter einem Dach zu bündeln, um mehr Effizienz zu erreichen. Terramare versteht sich als Dienstleistungs- und Forschungszentrum. Als bisher wichtigstes Forschungsvorhaben gilt das von 1993 bis 99 durchgeführte und mit über acht Millionen Mark geförderte Projekt „Ökosystemforschung Wattenmeer“, in dem mehr als 40 WissenschaftlerInnen und TechnikerInnen untersucht haben, wie das Watt mit den vielfältigen Umweltbelastungen umgeht. Andere Projekte befassen sich mit der Muschelfischerei, Strukturaufklärung, Wirkung und Nachweis von Giftstoffen aus dem Meer, die auch in die menschliche Nahrung gelangen können, der Entwicklung alternativer Schiffsbeschichtungen, der Meeresbiotechnologie und anderem.

Dienstleistungszentrum für die niedersächsische Meeresforschung zu sein, ist aber die Hauptaufgabe von Terramare. Repräsentiert wird dieser Forschungszweig durch die neun wissenschaftlichen Gründungsmitglieder: die Universität Oldenburg, die ehemaligen Fachhochschulen Ostfriesland und Wilhelmshaven, die Senckenbergische Naturforschende Gesellschaft, das Niedersächsische Institut für historische Küstenforschung, das Landesamt für Bodenforschung, das Institut für Vogelforschung, die Forschungsstelle Küste, Norderney und die Nationalparkverwaltung.

In den letzten zehn Jahren sind über das Forschungszentrum knapp 70 Millionen Mark vorwiegend in die Region Wilhelmshaven/Oldenburg geflossen. Wesentlichen Anteil an dieser Summe hatten die Bauvorhaben für das Gebäude in Wilhelmshaven und das des Instituts für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) der Universität Oldenburg.

Das Forschungszentrum verfügt als selbstständiger Verein - zehn Jahre nach seiner Gründung - über zehn Planstellen, im Jahresdurchschnitt ergänzt durch etwa 15 MitarbeiterInnen mit zeitlich befristeten Verträgen sowie zwei Zivildienstleistende.

Forschung in 80 Projekten

Fachbereich 10 Informatik legt Zweijahresbericht vor

Am Fachbereich Informatik wurde in den vergangenen beiden Jahren in mehr als 80 Projekten geforscht. Das geht aus dem Zweijahresbericht (1999/2000) des Fachbereichs hervor. Die Projekte waren auf fünf Schwerpunkte verteilt: Eingebettete Systeme, Wirtschaftsinformatik, Informations- und Kommunikationssysteme für Gesundheitswesen und Umwelt, Multimedia und Internet-Informationsdienste und Formale Methoden zur Spezifikation und Verifikation von Systemen.

Wichtige Themen im Bereich der Lehre waren die Einrichtung neuer Studiengänge und die Durchführung einer grundlegenden Reform im Diplomstudiengang Informatik mit den interdisziplinären Studienschwerpunkten Wirtschaftsinformatik und Eingebettete Systeme. Zum Wintersemester 2000/2001 gab es mit 331 StudienanfängerInnen auf 166 Studienplätzen einen Rekord bei den Erstimmatrikulationen am Fachbereich. Die 82 StudienanfängerInnen (bei nur 15 Plätzen) im BSc-Studiengang Computing Science zeigen, dass dieser neue international ausgerichtete Studiengang gut angenommen wird.

In Folge der Evaluation der Lehre im Jahr 1996 hat der Fachbereich zahlreiche längerfristige Maßnahmen zur Förderung der Studierenden umgesetzt, wie zum Beispiel die Einführung des Mentorenmodells. Darüber hinaus organisierte der Fachbereich Veranstaltungen zur Information von Studeninteressierten und Studierenden - unter anderem jährlich ein Schnupperstudium und eine Firmenkontaktbörse - und pflegte - in Zusammenarbeit mit seiner Ehemaligenvereinigung OLDIES - den Kontakt mit Absolventen und Ehemaligen.

Fit für die Online-Lehre

Online-Qualifizierung für Hochschullehrende

Das Oldenburger Fernstudienzentrum hat erstmals einen „Online Qualifizierungsworkshop“ für den „Multimedialen Kooperationsverbund: Hochschulen für Gesundheit“ mit Hochschullehrenden aus Berlin, Bielefeld, Fulda, Hannover, Hamburg, Hildesheim, Jena, Neubrandenburg und Magdeburg durchgeführt.

Im Rahmen des Programms „Neue Medien in der Lehre“ hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) dem Konsortium der Hochschulen insgesamt 5,9 Mio. Mark Fördermittel zur Verfügung gestellt. Dem Fernstudienzentrum Oldenburg fällt die Aufgabe zu, allen beteiligten Hochschullehrenden des Konsortiums die Grundlagenkenntnisse zur Entwicklung von Online-Lehre zu vermitteln. Der Workshop umfasst die Präsentation eines virtuellen Seminars auf der Basis von HyperNews, Lehr- und Lernszenarien nach dem Online Master of Distance Education, virtuelle Tutorien in Lotus Learningspace, Infrastruktur- und Ressourcenmanagement unter Anwendung von Lotus Notes sowie Werkstattberichte über die Umwandlung gedruckter Lehrtexte in Online-Lehrmaterial.

Studieren und Geldverdienen

Neues Studienkonzept der Wirtschaftswissenschaften

Zum Wintersemester 2001/02 bietet die Universität AbiturientInnen erneut die Möglichkeit, im Rahmen des Studienprogramms „Campus & Company“ das Studium Diplomwirtschaftswissenschaften mit dem Schwerpunkt Informatik vom 1. Semester ab mit der Tätigkeit in einem Internet-Start-Up-Unternehmen zu verbinden. Voraussetzungen sind gute Kenntnisse der Informationstechnik und des Internet. Ziel ist es, den Studierenden eine neue Dimension der Praxisnähe im Studium und bei der Studienfinanzierung zu ermöglichen, ohne die Studiendauer zu verlängern.

Die Studieninhalte werden mit Angeboten zur Weiterqualifizierung (Programmierung in HTML, XML, Java, PHP, Perl, SQL) verknüpft. Parallel arbeiten die Studierenden eng mit Internet-Start-Up-Unternehmen wie beispielsweise der Oldenburger Canbox AG und der Ivybird AG, Minden, zusammen.

„Campus & Company“ bietet darüber hinaus ein Projekt an, in dem die erlernten Programmierkenntnisse sofort praktisch zur Anwendung kommen können: „Campus-Virtuell“ ist eine von Studenten initiierte und betriebene Internetplattform zur Unterstützung der Präsenzlehre an Universitäten.

Die zulassungsbeschränkte Direkteinschreibung für „Campus & Company“ erfolgt an der Universität Oldenburg bis zum 15. Juli 2001. Eine Auswahlkommission, die sich aus Hochschullehrern und Firmenvertretern zusammensetzt, entscheidet über die Vergabe der Studienplätze. (www.campus-n-company.org)