Spannende Themen, herausragende Dozenten und flexible Lernmöglichkeiten tragen zum wachsenden Erfolg der Massively Open Online Courses (MOOCs) bei – offene, internetgestützte Kurse mit einer Vielzahl an Teilnehmern rund um den Globus.
Folgender Kurs – zu finden auf der MOOC-Plattform edX – sollte einen Blick wert sein:
Food Fermentation: The Science of Cooking with Microbes
Pia Sörensen (Harvard University) et al.
Start: flexibel / Arbeitsaufwand: 28-42 Stunden
Externer Link: www.edx.org
Performance:
Der TecDAX der Deutschen Börse AG legte im Februar 2024 um circa 1% zu.
Trend:
Auf Monatsbasis bedeutet der Februar 2024 das vierte Plus in Folge.
Pressemitteilung der Hochschule Coburg vom 16.02.2024
Die Deutsche Agentur für Transfer und Innovation (DATI) des Bundesforschungs-Ministeriums (BMBF) hat ein neues Format, um Innovationen aus der Forschung schneller in die Praxis zu bringen: Für DATIpilot gab es deutschlandweit etwa 3000 Bewerbungen. Das Institut für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg war mit seiner Idee erfolgreich und erhält 150.000 Euro Förderung. Master-Student Jan Lützelberger und Prof. Dr. Klaus Drese von der Hochschule Coburg überzeugten mit „UltraHip“, einer Sensorik zur Früherkennung von Hüftprothesen-Lockerungen mithilfe von Ultraschall.
Zwei Millimeter sind zu viel. „Das ist wie ein dicker Pappkarton“, sagt Jan Lützelberger. Aber erst wenn ein so dicker Spalt zwischen Hüftprothese und Knochen klafft, wird das Problem auf dem Röntgenbild deutlich sichtbar. „Mit unserem neuen, ultraschallbasierten Verfahren können wir im Mikrometerbereich messen. Eine Prothesenlockerung wird auf diese Weise schon erkannt, wenn der Spalt nur so dünn ist wie ein Blatt Papier.“ Die frühzeitige Diagnose hat das Potenzial, Schmerzen, Komplikationen beim Folgeeingriff und stärkere Knochenschädigungen zu vermeiden. Lützelberger hat das neue Messverfahren im Rahmen seiner Bachelorarbeit am Institut für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) entwickelt. Der Sonneberger hat Technische Physik an der Hochschule Coburg studiert und suchte ein praxisnahes Abschlussarbeitsthema. Angewandte Forschung ist ihm wichtig. Er wollte „etwas, das auch den Menschen hilft. Und jeder kennt doch jemanden, der eine künstliche Hüfte hat.“
Eine geniale Verbindung von Körper und Technik – aber nicht für die Ewigkeit
Der Einsatz eines künstlichen Hüftgelenks ist einer der häufigsten medizinischen Eingriffe in Deutschland. Eine Routine-OP: Ins weiche Mark im Inneren des Oberschenkelknochens wird ein metallischer Prothesenschaft geschlagen. Als Gelenk wird darauf eine Kugel geschraubt, die wiederum mit einer Pfanne im Becken verbunden wird. Im Oberschenkel bildet sich dann neuer Knochen, der den Prothesenschaft umschließt und die Prothese hält. „Cool, oder? Was der menschliche Körper alles kann, ist – “, Jan Lützelberger schüttelt den Kopf, in seinen Augen strahlt Begeisterung: „einfach Wahnsinn!“ Eine künstliche Hüfte ist eine geniale Verbindung von Körper und Technik. Aber sie hält nicht ewig. Mal liegt es an einer bakteriellen Infektion, mal ist‘s einfach Abnutzung: Irgendwann lockert sich das Implantat. Klassische medizinische Verfahren wie Röntgen oder CT sind nicht geeignet, um das frühzeitig festzustellen. Deshalb kamen Ärzte des Regiomed-Klinikum Coburg mit dem ISAT ins Gespräch. Dr. Alexander Franck, Oberarzt für Orthopädie und Unfallchirurgie, unterstützt das UltraHip-Team schon lange mit seiner medizinischen Expertise.
Spaltmessung mithilfe von Schallwellen
ISAT-Leiter Prof. Dr. Klaus Drese berichtet, dass bereits 2017 die Idee entstand, den Abstand zwischen Hüftprothese und Knochen mithilfe von Schallwellen zu ermitteln. „Ursprünglich gab es den Ansatz, mit sogenannten geführten Wellen zu arbeiten. Auf die jetzige Methodik sind wir über andere Projekte gestoßen“, erklärt Drese. Auf den Oberschenkel wird ein Schallwandler aufgesetzt, ein Gerät, das etwa die Größe und Form eines Lippenstiftes hat. Es sendet und empfängt Schallwellen. Fleisch, Knochen, Spalt, Metall: Jede Schicht verändert die Schallwellen und genau diese Veränderung wird per Software ausgewertet, um punktgenaue Informationen über den Spalt zu erhalten – wie dick er ist und was sich darin befindet. „In dem Thema steckte eine große Chance.“ Drese nickt seinem Studenten dabei anerkennend zu. Jan Lützelberger hat die Chance genutzt.
Die Ergebnisse seiner Bachelorarbeit wurden vergangenes Jahr bereits in einem bedeutenden wissenschaftlichen Fachmagazin, dem Journal Sensors, veröffentlicht, er präsentierte sie auch schon auf einer Konferenz. Im März wird ihn die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) den Georg-Simon-Ohm-Preis feierlich überreichen. Viel Ansehen für einen 24-jährigen Nachwuchs-Wissenschaftler. „Ich habe viele verschiedene Aspekte mitbekommen“, erzählt er. Medizinerinnen und Mediziner denken anders als Physiker oder Physikerinnen. „Und die Firmen haben wieder einen ganz anderen Fokus. Durch die Anwendungsnähe am ISAT fühle ich mich einfach fitter als wenn ich alles im Studium nur theoretisch gelernt hätte.“ Seit dem Bachelorabschluss studiert er Simulation und Test an der Hochschule Coburg und schreibt jetzt schon an seiner Masterarbeit zur neuen Ultraschall-Messtechnik.
Erfolg beim DATI-Pitch
Drese erklärt: „Ziel ist, die Technologie so weiterzuführen, dass sie zu einer Firma transferiert werden kann. Wir suchen einen Industriepartner.“ Für die Weiterentwicklung gibt es nun schon einmal 18 Monate lang Unterstützung durch die Deutsche Agentur für Transfer und Innovation (DATI) des Bundesforschungsministeriums. Das neue Konzept DATIpilot soll gute Ideen und Forschungsleistungen schneller zu den Unternehmen und zu den Menschen bringen. Von 3000 eingereichten Projekten wurden 600 dazu eingeladen, ihre Idee im Rahmen eines Pitch-Vortrags auf der Bühne zu präsentieren – bei 23 Veranstaltungen zwischen November 2023 und März 2024 in verschiedenen deutschen Städten. Wer eingeladen ist, gehört automatisch auch zur Jury, die entscheidet, welche Projekte eine Förderung erhalten. Mit dem besonders innovativen Gedanken, dem hohen gesellschaftlichen Nutzen, einer passenden Umsetzungsstrategie und einem mitreißenden Pitch konnte „UltraHip – Nicht-Invasives Ultraschall-Messverfahren zur Frühdiagnostik der Lockerung bei Hüftprothesen“ das Publikum überzeugen. (Natalie Schalk)
Externer Link: www.hs-coburg.de
Medienmitteilung der Universität Basel vom 12.02.2024
Ein Team am Augenforschungsinstitut IOB und an der Universität Basel spürt den Ursachen erblicher Erkrankungen der Netzhaut nach. Die Forschenden schaffen damit wichtige Voraussetzungen für Gentherapien gegen das Erblinden.
Sie heissen etwa Retinitis pigmentosa oder Makuladystrophie: Es gibt über 20 seltene Erbkrankheiten, die zum fortschreitenden Abbau der Netzhaut und Verlust des Sehvermögens führen. Das Spezielle an diesen Erkrankungen: Sie sind genetisch extrem vielfältig.
Allein hinter der bekanntesten erblichen Netzhauterkrankung, der Retinitis pigmentosa, können Veränderungen in einem von 65 Genen stecken. Die überwiegende Mehrheit seltener Krankheiten beruht hingegen auf Veränderungen nur eines bestimmten Gens.
Bei der Retinitis pigmentosa bemerken Betroffene anfangs, dass sie nachts nicht mehr gut sehen. In einem späteren Stadium verlieren sie das Sehvermögen in der Peripherie. Ihr Blickfeld verengt sich zu einem Tunnel, der immer kleiner wird und sich letztlich ganz schliesst. Bei der Makuladystrophie ist es genau umgekehrt: Hier verlieren Betroffene zuerst das Zentrum ihres Blickfelds. Sie können Gesichter nicht mehr erkennen, keine Schilder mehr lesen, den Handybildschirm nicht mehr sehen.
Die Hoffnung im Kampf gegen solche Erkrankungen ruht auf Gentherapien, um das Sehvermögen zu erhalten oder wieder herzustellen. Dank Methoden wie der Genschere Crispr-Cas9 und deren Weiterentwicklungen könnte man den Fehler im betroffenen Gen korrigieren. Das Auge liesse sich mit dieser Methode einfacher behandeln als manch anderes Organ, weil es für Therapien besser zugänglich ist. Nur muss dafür klar sein, welches Gen es zu reparieren gilt.
Die Nadel im Heuhaufen
Bisher sind bereits über 300 Gene bekannt, in denen Mutationen zum Erblinden führen können. Dank moderner DNA-Sequenzierung und computerbasierter Analysen haben Forschende um Prof. Dr. Carlo Rivolta in den letzten Jahren mehrere neue Gene beschrieben. «Wir bekommen nicht nur DNA von Patientinnen und Patienten am Augenspital des Universitätsspitals Basel, sondern auch ungeklärte Fälle anderer Spitäler. Bei zwei von drei können wir die genetische Ursache identifizieren», erzählt der Leiter der Forschungsgruppe «Ophthalmic Genetics» am Augenforschungsinstitut IOB, das mit der Universität Basel assoziiert ist.
Die Aufgabe ist alles andere als trivial. Rivolta vergleicht die Suche nach der entscheidenden Genveränderung mit der nach einem bestimmten Sandkorn in zwei Abfalltonnen voll Sand. Das Erbgut ist von Mensch zu Mensch an vielen Tausenden Stellen leicht unterschiedlich, wie soll man da die Stelle identifizieren, die die Erkrankung ausgelöst hat?
Filtern und vergleichen
Es sei vor allem ein Filterprozess, sagt Rivolta. «Wir vergleichen das Erbgut der Patientin oder des Patienten mit dem von vielen anderen Personen. Varianten in der DNA-Sequenz, die häufig vorkommen, können wir aussortieren.» Die besonders seltenen markieren sie als verdächtig und vergleichen sie mit den Genomdaten anderer Betroffener mit Netzhauterkrankungen.
Im menschlichen Erbgut kommen die meisten Gene in zwei Kopien vor, eine Kopie vom Vater, eine von der Mutter. Eine Mehrheit der Netzhauterkrankungen wird rezessiv vererbt, das heisst, solange nur eine Kopie des Gens die Mutation trägt, ist die Person ein «gesunder Träger». Nur bei Defekten in beiden Kopien kommt es zu Symptomen. Dabei kann es sich um Veränderungen an unterschiedlichen Stellen im Gen handeln.
Stille Mutationen sind doch nicht so still
Der Anteil ungeklärter Fälle ist dank aufwändiger Erbgut-Analysen, wie sie unter anderem Rivoltas Team entwickelt hat, immer weiter geschrumpft. Vor allem auch, weil ein Umdenken darüber stattgefunden hat, wonach man suchen muss: «Früher achtete man beispielsweise kaum auf die sogenannten stillen Mutationen», erklärt Rivolta. Das sind Veränderungen im DNA-Code, die an der Abfolge der Aminosäure-Bausteine im Protein eigentlich nichts ändern. Inzwischen weiss man, dass auch solche Mutationen die Protein-Produktion empfindlich stören können. Ähnliches gilt für Mutationen, die ausserhalb der für Proteine codierenden Sequenzen im Erbgut liegen.
Rivolta ist überzeugt, dass sich viele Netzhauterkrankungen in nicht allzu ferner Zukunft mit Gentherapien werden behandeln lassen. Das industrielle Interesse sei durchaus vorhanden. Und wenn eine neue Gentherapie entwickelt wird, gebe es dank der Detektivarbeit der Genetikerinnen und Genetiker entsprechende Datenbanken, um diejenigen Patientinnen und Patienten zu rekrutieren, die davon profitieren könnten. (Angelika Jacobs)
Externer Link: www.unibas.ch
Pressemeldung der TU Graz vom 31.01.2024
Die TU Graz hat gemeinsam mit dem Sozialdienstleister Jugend am Werk Steiermark einen Workshop und ein Multi-User-Spiel entwickelt, um junge Frauen an das Programmieren heranzuführen. Das Spiel ist jetzt auch frei verfügbar.
Im Rahmen seiner Berufsorientierung für Jugendliche hat der Sozialdienstleister Jugend am Werk Steiermark festgestellt, dass Mädchen und junge Frauen nur wenig Interesse an IT-Berufen haben. Oft wissen sie auch nicht, welche Berufsfelder es gibt und welche Fähigkeiten dafür gebraucht werden. Im von der Sektion für Frauenangelegenheiten und Gleichstellung des Bundeskanzleramts geförderten Projekt FemQuest wurde deswegen gemeinsam mit dem Institute of Interactive Systems and Data Science der TU Graz ein Workshop entwickelt, der mit digitalen und analogen Mitteln einen niederschwelligen Einstieg in das Thema bietet. Laut Befragungen unter den Teilnehmerinnen ist das auch gelungen: Zu den Aspekten Lernen, Design und Engagement gab es größtenteils positive Rückmeldungen, in punkto Komplexität fühlte sich kaum jemand überfordert.
Anstoß für Interesse an IT
„Wir wollen mit FemQuest die Leidenschaft für Informationstechnologie bei Mädchen und jungen Frauen wecken“, erklärt Michael Holly vom Institute of Interactive Systems and Data Science, der das Projekt auf Seite der TU Graz umgesetzt hat. „Wenn die Teilnehmerinnen selbst ein grundlegendes Verständnis von der Semantik einer Programmiersprache erlangen und den Zusammenhang zwischen Input in das Gerät und dem sichtbaren Output auf einem Ausgabemedium erkennen, kann das ein wichtiger Anstoß sein, sich eigenständig mit dem Thema IT zu beschäftigen.“
„Praxisorientierte und innovative Programme wie FemQuest erleichtern jungen Frauen den Einstieg in IT-Berufe“, beschreibt Waltraud Pölzl, Geschäftsbereichsleiterin Ausbildung und Arbeitsmarkt bei Jugend am Werk Steiermark. „Damit bieten wir in der Berufsorientierung theoretisches Wissen und praktische Erfahrungen, und fördern auch wichtige Soft Skills zur Stärkung des Selbstbewusstseins für den Übergang in die Berufswelt.“
Gemeinsam die Grundkenntnisse erspielen
Kernelement des Workshops ist das Multi-User-Spiel FemQuest für Tablets und PC, durch das die Teilnehmerinnen auf spielerischem Weg die Grundzüge des Programmierens kennenlernen. Vor dem Einstieg in das Spiel gibt es einen Theorieteil, bei dem grundlegende Elemente wie Anweisungen oder Schleifen erläutert werden. Im Spiel erstellen sich die Userinnen einen Avatar, mit dem sie in eine Geschichte eintauchen und unterschiedliche Aufgaben lösen müssen. Coding ist dabei nicht nötig, ganz einsteigerfreundlich gilt es Blöcke, die verschiedene Funktionen darstellen, in passender Reihenfolge an passende Positionen zu ziehen, um so eine funktionierende Programmierung zu erstellen. Die Workshop-Leitung ist mit einem Fuchs-Avatar ebenfalls Teil des Spiels und kann Hilfestellungen geben.
Entstanden ist das Spiel gemeinsam mit weiblichen Jugendlichen, die im Zuge der Entwicklung laufend Feedback abgegeben haben. Als Spiele-Engine kam Unity zum Einsatz, die für nichtkommerzielle Zwecke kostenlos verwendet werden kann.
Spiel kostenlos zum Download verfügbar
FemQuest steht nun auf der Website der TU Graz-Forschungsgruppe Gamelab Graz kostenlos zum Download zur Verfügung. Für Android und auf der PC-Plattform Steam soll es ebenfalls kostenlos veröffentlicht werden.
Die Spielgeschichte dreht sich um eine Professorin, die verschiedene Kreaturen erschaffen wollte, wobei aber etwas schiefgegangen ist. Eine dieser Kreaturen, ein boshafter Hase, hat eine Stadt verwüstet. Nun gilt es, den Stadtbewohner*innen beim Wiederaufbau zu helfen, den Hasen zu fangen und ihn mittels eines Gegengifts gutmütig zu machen. Für diese Aufgaben müssen mittels Programmierung etwa Ziegelreihen gelegt oder als Einstieg in die Kryptographie auch einfache Cäsar-Verschlüsselungen gelöst werden, bei denen es notwendig ist, Buchstabenräder um eine bestimmte Buchstabenzahl zu verschieben, um einen Code zu knacken. (Falko Schoklitsch)
Externer Link: www.tugraz.at