Im Rahmen der allge­mei­nen Bemühun­gen um stabile und anwen­dungs­reife Quanten­com­pu­ter befasst sich dieses Projekt mit der Grund­la­gen­for­schung zu den grund­le­gen­den Baustei­nen von Quanten­com­pu­tern, den Qbits. Wir nutzen die Raster­son­den­mi­kro­sko­pie (SPM), um einzelne Atome und Moleküle auf Oberflä­chen hinsicht­lich ihrer poten­zi­el­len Rolle als Spin-Qbits zu unter­su­chen. Konkret unter­sucht dieses Projekt, wie die Kohärenz – ein wichti­ger Quali­täts­maß­stab für Qbits – durch die Umgebung beein­flusst wird.

Tessel­la­tio­nen unter­tei­len einen Raum ähnlich wie die Mosaik­steine ein Bild unter­tei­len. Die Unter­su­chung der einzel­nen Steine und der von ihnen gebil­de­ten Muster bietet eine Möglich­keit, sowohl reale Phäno­mene wie Mikro­struk­tu­ren als auch mathe­ma­ti­sche Objekte wie metri­sche Räume zu analy­sie­ren. In diesem Projekt unter­su­chen wir zufäl­lige Tessel­la­tio­nen im hyper­bo­li­schen Raum, um einen überra­schen­den Zusam­men­hang zwischen Wahrschein­lich­keit, Geome­trie und Algebra besser zu verstehen.

Sehver­lust durch erbli­che Netzhaut­er­kran­kun­gen wird durch fehler­hafte Gene verur­sacht. Meine Forschung nutzt moderne Werkzeuge wie CRISPR und RNA-Thera­pien, um Mutatio­nen in Genen wie RHO, USH2A und ABCA4 gezielt zu korri­gie­ren oder Still­zu­le­gen. Diese Thera­pien werden in fortschritt­li­chen patien­ten­ba­sier­ten Model­len getes­tet, darun­ter aus Stamm­zel­len abgelei­tete Netzhaut­zel­len, mit dem Ziel, sichere und wirksame Behand­lun­gen für die klini­sche Anwen­dung zu entwickeln.

In diesem Projekt wird unter­sucht, wie sich Lern- und Gehirn­plas­ti­zi­täts­me­cha­nis­men zwischen jungen und älteren Erwach­se­nen im Kontext des visuel­len Wahrneh­mungs­ler­nens (Visual Percep­tual Learning, VPL) unter­schei­den. Unter VPL versteht man eine Verbes­se­rung in einer visuel­len Fähig­keit durch wieder­holte visuelle Erfah­run­gen oder Training. Wir werden VPL mithilfe von Verhal­tens­trai­nings­pro­to­kol­len unter­su­chen und mit Metho­den wie Eye-Track­ing, funktio­nel­ler Magnet­re­so­nanz­to­mo­gra­phie (fMRT) und Magnet­re­so­nanz­spek­tro­sko­pie (MRS) kombinieren.

Helicene sind eine Klasse polyzy­kli­scher aroma­ti­scher Kohlen­was­ser­stoffe (PAK) mit schrau­ben­för­mi­gen Struk­tu­ren, die charak­te­ris­ti­sche optische und optoelek­tro­ni­sche Eigen­schaf­ten aufwei­sen. Sowohl die Erwei­te­rung der Helicen­struk­tur als auch ihre Dotie­rung mit Bor verbes­sern nachweis­lich diese Eigen­schaf­ten und ermög­li­chen vielfäl­tige Anwen­dun­gen, beispiels­weise in OLEDs und OFETs. Dieses Projekt konzen­triert sich auf die Synthese von Helice­nen, die diese beiden Strate­gien in sich verei­nen, als poten­zi­elle neue Materia­lien für die organi­sche Elektro­nik und für grund­le­gende Studien.

Das Erdma­gnet­feld leitet Zugvö­gel über weite Entfer­nun­gen. Trotz jahrzehn­te­lan­ger Forschung bleiben die Mecha­nis­men der magne­ti­schen Orien­tie­rung bei Vögeln unklar. Jüngste Studien deuten darauf hin, dass Cryptochrome eine Rolle spielen, aber dies nachzu­wei­sen ist schwie­rig. Unser Projekt unter­sucht, ob auch Rhodop­sine, bisher überse­hen, dazu beitra­gen. Wir wollen diese Photo­re­zep­to­ren auf moleku­la­rer Ebene verste­hen und Verhal­tens­stu­dien mit trans­ge­nen Vögeln ermöglichen.

Gewisse Ameisen­ar­ten zeigen Wundpflege- und Rettungs­ver­hal­ten gegen­über verletz­ten Nestge­nos­sen, was das Überle­ben des Einzel­nen erhöht und die Arbeits­kraft der Kolonie erhält. Trotz dieser Vorteile ist unklar, wie ökolo­gi­sche und evolu­tio­näre Fakto­ren diese sozia­len Verhal­tens­wei­sen geprägt haben. Durch die Anwen­dung inter­dis­zi­pli­nä­rer Metho­den aus der Verhal­tens- und theore­ti­schen Biolo­gie wollen wir die Ursachen und Folgen der Evolu­tion von Wundpflege- und Rettungs­ver­hal­ten aufklären.

Das mensch­li­che Gehirn verfügt über die bemer­kens­werte Fähig­keit, Wissen aus spezi­fi­schen Lernerfah­run­gen flexi­bel auf neue Situa­tio­nen zu verall­ge­mei­nern. Die Mecha­nis­men, die solchen Genera­li­sie­rungs­pro­zes­sen zugrunde liegen, sind jedoch noch nicht vollstän­dig verstan­den. Dieses Projekt zielt darauf ab, die kogni­ti­ven und neuro­na­len Reprä­sen­ta­tio­nen zu charak­te­ri­sie­ren, die erfolg­rei­cher Genera­li­sie­rungs­pro­zesse zu Grunde liegen, und Fakto­ren zu identi­fi­zie­ren, die diese beein­flus­sen (z. B. Schlaf). So wollen wir verste­hen, wie wir uns in einer sich ständig verän­dern­den Welt zurechtfinden.

Elasto­ka­lo­ri­sche Kühlung nutzt spannungs­in­du­zierte Phasen­um­wand­lun­gen, die beim Anlegen oder Entfer­nen von mecha­ni­scher Spannung latente Wärme freisetzt oder aufnimmt. Diese Technik ist vielver­spre­chend aufgrund des hohen kalori­schen Effekts. Nachtei­lig ist der große Aktor. Dieses Projekt zielt darauf ab, die mit Nieder­tem­pe­ra­tur­wärme betrie­ben werden, zu integrie­ren, um das Verhält­nis von Antriebs- zu Kälte­mit­tel­masse zu senken und ohne elektri­schen Strom zu operieren.

In ihrer natür­li­chen Umgebung sind Insek­ten mit diver­sen Licht­be­din­gun­gen konfron­tiert. Diese reichen von gradu­el­len Verän­de­run­gen zwischen Tag und Nacht, bis zu rapiden Licht­schwan­kun­gen zwischen Habita­ten. Um zu verste­hen, wie Insek­ten relevante Infor­ma­tio­nen aus diesen dynami­schen visuel­len Szenen extra­hie­ren, unter­su­che ich drei Phasen des komple­xen Steuer­krei­ses zwischen Wahrneh­mung und Verhal­ten: (i) adapti­ves Verhal­ten, (ii) natür­li­ches Input, und (iii) senso­ri­sche Verarbeitung.

Somati­sche Mutatio­nen in mitochon­dria­ler DNA (mtDNA) sind mit einer Vielzahl humaner Erkran­kun­gen assozi­iert, aller­dings ist es bisher schwie­rig gewesen auf zellu­lä­rer Ebene einen mitochon­dria­len Genotyp mit einem Phäno­typ zu verknüp­fen. Unser Ziel ist es, metabo­li­sche Profile mit Hilfe multi­mo­da­ler Sequen­zie­rungs­me­tho­den auf Einzel­zel­l­e­bene zu integrie­ren, um die Folgen mtDNA Mutatio­nen auf zellu­lä­rer und genomi­scher Ebene besser zu charakterisieren.