Bei Gehirnerkrankungen wie Alzheimer, Parkinson-Syndrom, Epilepsie und depressiven Störungen gibt es noch zahlreiche unbekannte Elemente, die uns diese Krankheiten noch nicht in ihrer Ganzheit verstehen lassen. Der Fonds Brain Diseases wurde dazu geschaffen, Antworten auf diese Fragen zu finden.
Der Fonds Brain Diseases unterstützt nicht-klinische Grundlagenforschung an der Universität Zürich in Form von Nachwuchsförderung. Die Mittel des Fonds Brain Diseases setzt die UZH Foundation für jährliche Anerkennungspreise junger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in Form des UZH Award for Research in Brain Diseases ein, der 2006 erstmalig vergeben worden ist. Für die Vergabe der Mittel ist ein Förderbeirat zuständig.
Sie doktorieren und suchen nach einer Unterstützungsmöglichkeit, die Ihrer Forschung auf dem Gebiet von Gehirnerkrankungen Auftrieb gibt? Bewerben Sie sich für den Brain Diseases Award und stellen Sie sich einer hochkarätigen Jury, die Ihre Forschungsergebnisse professionell bewertet. Unter allen Einreichungen werden jährlich Preise à 10 000 Franken für besonders bemerkenswerte Forschungsleistungen vergeben. Bitte entnehmen Sie diesem Dokument die Teilnahmebedingungen (in Englisch). Senden Sie Ihre vollständigen Bewerbungsunterlagen jeweils per 30. April in einem PDF-Dokument an Prof. Dr. Amedeo Caflisch.
Teilnahmebedingungen Brain Diseases Award (English)
Der Förderbeirat besteht aus folgenden Mitgliedern:
Die Alzheimer-Krankheit (AD) ist die häufigste Ursache für Demenz. Charakteristisch für AD ist die Selbstaggregation der Proteine Aβ und Tau zu fadenförmigen Strukturen, sogenannten Amyloiden, die pathologische Ablagerungen bilden. Diese stören die normale Funktion von Nervenzellen und tragen zu deren Absterben bei. Im Rahmen ihres Promotionsprojekts hat Madeleine Gilbert kryogene Elektronentomographie (cryoET) eingesetzt, um Aβ und Tau direkt im Gehirngewebe von Alzheimer-Patient:innen zu untersuchen. Dabei konnte sie neuartige Bestandteile von Aβ-Ablagerungen identifizieren, Unterschiede in der Organisation von Amyloidstrukturen entdecken und erstmals die strukturelle Faltung von Amyloidfilamenten in situ, also im nativen Gewebe, sichtbar machen. Diese Erkenntnisse liefern neue Einblicke in die Aggregation von Amyloid im Alzheimer-Gehirn und erweitern das Verständnis neurodegenerativer Erkrankungen.
Dreidimensionale Segmentierung eines Tau-Fadens; goldfarbene Pfeilspitze markiert Tau-Filamente (Credits: Madeleine Gilbert)
Lernen aus Belohnungen ist überlebenswichtig – und kann bei psychiatrischen Erkrankungen wie Depression, Sucht oder bipolaren Störungen tiefgreifend gestört sein. Während wir relativ gut verstehen, wie das Gehirn durchschnittliche Belohnungen verarbeitet, wissen wir bislang nur wenig darüber, ob und wie es ganze Belohnungsverteilungen lernt – ein Konzept, das in der modernen maschinellen Lernforschung zu deutlichen Leistungssteigerungen geführt hat. In seiner Promotion hat Adam Lowet die Gehirnaktivität von Mäusen aufgezeichnet, die darauf trainiert wurden, verschiedene Gerüche mit unterschiedlichen Belohnungsverteilungen zu assoziieren. Die Ergebnisse zeigten: Das Gehirn bildet nicht nur Wahrscheinlichkeitsverteilungen ab – bestimmte Zelltypen sind sogar bevorzugt auf die oberen oder unteren „Schwänze“ dieser Verteilungen spezialisiert. Durch gezielte Aktivierung oder Hemmung dieser Zelltypen ließ sich das Verhalten der Tiere entsprechend verändern. Diese empirischen Erkenntnisse hat Lowet in ein neues, biologisch fundiertes Rechenmodell überführt, das erklärt, wie verteilungsbasiertes Verstärkungslernen im Gehirn realisiert sein könnte – und damit neue Angriffspunkte für therapeutische Ansätze eröffnet.
(a) Mäuse wurden darauf trainiert, sechs neutrale Gerüche mit Wasserbelohnungen zu verknüpfen. (b) Drei unterschiedliche Wahrscheinlichkeitsverteilungen kamen zum Einsatz, jeweils mit zwei einzigartigen Gerüchen gepaart. (c) Zwei Beispiel-Neuronen: eines reagierte stärker auf variable, das andere auf konstante Belohnungen. (d) Darstellung der neuronalen Aktivität in einer Sitzung zeigt: Gerüche mit identischer Verteilung (z. B. hell- und dunkelrot) werden ähnlicher repräsentiert als solche mit gleichem Mittelwert, aber unterschiedlicher Varianz (z. B. dunkelrot und blau). (Credits: Adam Lowet)
Mit Blick auf die bisher vergebenen Mittel lässt sich eine erfreuliche Besonderheit feststellen: Mehr als 20 der 30 Preise für bahnbrechende Ergebnisse in der Gehirnforschung wurden an Doktorandinnen verliehen. Der Brain Diseases Award zeichnet somit nicht nur grosses Innovationspotenzial aus, er fördert gleichzeitig auch Frauen in der Wissenschaft.
