Grundlagenforschung Berufsaussichten
Yannick Lichterfeld betreibt Weltraumforschung von der Erde aus | Fotos: privat
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15. Sep 2017

Birk Grüling

Branchencheck

So spannend ist Grundlagenforschung

Karrierechancen für Entdecker

Yannick Lichterfeld: Faszination Weltall – vom Boden aus

Eine Weltraum-Mission ist kein Spaziergang für unseren Körper. Schon die ersten Apollo-Missionen zeigten, dass die Wunden der Astronauten schlechter heilen. Hinzu kommt ein erhöhtes Risiko für Harnwegsinfektionen oder Hautpilze. Auch das Sehvermögen verschlechtert sich in der Schwerelosigkeit und die Muskel- und Knochenmasse nimmt ab. Was solche Reaktionen im Körper auslöst, untersuchen die Grundlagenforscher am Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin in Köln. Yannick Lichterfeld promoviert seit sechs Monaten an dem Institut des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt. Der junge Biologe beschäftigt sich mit dem Wachstum von Nervenzellen bei Schwerelosigkeit und erhöhter Schwerkraft.

Wie für Grundlagenforschung üblich, gibt es bisher nur wenige Erkenntnisse zur Wirkung von längeren Raummissionen auf unser Nervensystem. Zwar beobachteten Wissenschaftler vor einigen Jahren, dass Nervenzellen bei Schwerelosigkeit langsamer auf Reize reagieren und sich ihr Wachstum verändert. Über die Gründe ist bisher nur wenig bekannt. "Um Erklärungen zu finden, schauen wir uns die grundlegenden Mechanismen in den Zellen an", sagt der 25-Jährige. In die Weiten des Weltalls vorstoßen muss er dafür nicht. Stattdessen werden die Petrischalen mit den Nervenzellen in einem sogenannten Klinostat um die eigene Achse gedreht. Je nach Einstellung lassen sich so Schwerlosigkeit und eine erhöhte Schwerkraft erzeugen und die Auswirkungen genau beobachten.

Neue Impulse für die irdische Medizin

Interessant sind die Erkenntnisse der Kölner Forscher vor allem für zukünftige Missionen in die Tiefen des Weltalls – zum Beispiel zum Mars. Auf dem Weg zum roten Planeten sind die Astronauten eine sehr lange Zeit der Schwerlosigkeit ausgesetzt. Und auf dem Mars selbst herrschen ganz andere Bedingungen als auf der Erde. "Zu wissen, wie der Körper drauf reagiert, hilft in einige Jahrzehnten vielleicht den Astronauten bei der Vorbereitung", erklärt Yannick. Auch für die irdische Medizin erhoffen sich die Kölner Forscher neue Impulse. Eine denkbare Anwendung ist das Tissue-Engineering, also der Versuch, Gewebe oder Organe im Labor wachsen zu lassen. Möglicherweise fördern neue Gravitationsbedingungen das Wachstum. Aber das ist noch Zukunftsmusik.

Der junge Biologe hat sich bewusst für die Grundlagenforschung, weit entfernt von der praktischen Anwendung, entschieden. Nach dem Master in Biomedizin hätte er auch in die Pharmabranche wechseln können. "Die Medikamentenforschung ist zwar gut ausgestattet und exzellent bezahlt, aber bewegt sich auf sehr engen Bahnen. Ich wollte etwas wirkliches Neues erforschen", erklärt er. Dazu kommt seine Faszination für das Weltall.


Grundlagenforschung Yana Fondakova


Yana Fondakova: Endlich verstehen, wie Denken und Lernen funktioniert

Neugier auf Unbekanntes brachte auch Yana Fandakova nach ihrem Psychologie-Studium zur Grundlagenforschung. "Ich schätze vor allem die Abwechslung und das Aufregende an meiner Arbeit als Grundlagenforscherin. Ich gehe morgens ins Büro und weiß nie genau, was wir heute herausfinden", sagt die 33-Jährige. Als Projektleiterin beschäftigt sie sich am Max-Planck-Institut für Bildungsforschung mit der Entwicklung unseres Lernens und Gedächtnisses. Im Laufe der Kindheit lernen wir uns immer besser zu konzentrieren und komplexe Probleme zu lösen. Genau diese Fähigkeiten werden im Alter wieder schlechter. "In meiner Forschungsgruppe interessieren wir uns für die Prozesse, die für diese Veränderungen verantwortlich sind", erklärt Yana. Zum Beispiel wird untersucht, ob Gedächtnis-Training in einem bestimmten Alter besonders wirksam ist und wie dadurch die Entwicklung des Gehirns beeinflusst wird. Mit diesen Erkenntnissen wollen die Forscher die grundlegenden Mechanismen des menschlichen Geistes besser verstehen.

Im Kampf gegen Alzheimer und Demenz 

Der Weg zur Erkenntnis ist dabei lang und aufwendig. Die Berliner Forscher machen zum Beispiel zahlreiche Tests mit Kindern und Jugendlichen, aber auch älteren Erwachsenen. Sie durchlaufen verschiedene Trainings, außerdem wird ihre Gehirnstruktur im Kernspintomografen untersucht. "Wir sehen uns an, wie verschiedene Regionen des Gehirns beim Lösen von Aufgaben miteinander kommunizieren, und suchen nach strukturellen Veränderungen durch langfristiges Training", beschreibt die Grundlagenforscherin ihre Arbeit. Wie bei Weltraum-Forschung geht es weniger um konkrete Anwendungen als um grundlegende Erkenntnisse. Denken und Lernen sind immerhin die wichtigsten Funktionen unseres Gehirns. Die dafür notwendigen Mechanismen sind allerdings noch weitgehend unbekannt. Aber ohne das Grundverständnis für die Prozesse in unserem Denkorgan lassen sich auch keine neuen Therapien gegen Krankheiten wie Alzheimer oder Demenz finden.


3 Fragen an Martin Stratmann, Präsident der Max-Planck-Gesellschaft

Welche Bedeutung hat die Grundlagenforschung für die Wissenschaft und die Gesellschaft?
Ziel von Grundlagenforschung ist es, unseren Erkenntnishorizont zu erweitern. Grundlagen­forschung ist langfristig und nicht auf ein spezifisches Ziel ausgerichtet. Wirtschaftliche Effekte können daher seriöser Weise nicht im Voraus abgeschätzt werden. Aber: Viele neue Techno­logien und daraus resultierende radikale Innovationen haben ihren Ursprung in der Grundlagen­forschung.

Wie gut sind die Berufsperspektiven in der Grundlagen-Forschung?Martin Stratmann, Max-Planck-Gesellschaft
Mit Blick auf die Berufsperspektiven junger Forscher braucht es mehr Ehrlichkeit. Nur etwa zwei Pro­zent aller Doktoranden erreichen am Ende eine Professorenstelle. Das sollte fairerweise früh klar gestellt werden. Junge Forschende brauchen deshalb frühzeitig eine Rückkopplung, damit sie sich entscheiden können, wo sie ihren Berufsweg fortführen wollen: innerhalb oder außerhalb der Wissenschaft. Es gibt die unter­schiedlichsten wissenschaftsnahen Berufe, die hochinteressant und gut bezahlt sind.

Vor welchen Herausforderungen steht die Grundlageforschung?
Unser Wissen ist heute verglichen mit dem Kenntnisstand vor 100 Jahren weit fortgeschrit­ten. Um der Natur weitere Geheimnisse zu entlocken, müssen Forscher heute in immer kleinere oder auch größere Dimensionen vordringen. Um die molekularen Wechselwirkungen von Proteinen in der Zelle zu verfolgen oder Signale von kosmischen Ereignissen Milliarden Lichtjahre von uns entfernt zu entdecken, bedarf es eines großen Aufwands. Grundlagenforschung ist heute daher nicht nur aufwändiger und teurer – sie benötigt auch eine ganze Reihe von Spezialisten. So ist ein biologisches Labor heute ohne Informatiker ebenso wenig denkbar wie die astronomische Forschung ohne Ingenieure.

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