Institute
Ein wichtiger Teil unsere Arts & Science Residency sind unsere Kooperationspartnerschaften aus Wissenschaft & Forschung. Entdecke hier unsere Partner*innen aus der exzellenten Forschungslandschaft Jenas
2023 haben wir eine große Bandbreite an Forscher*innen gewinnen können, die im Rahmen unserer Arts & Science Residency ihr Wissen mit Künstler*innen teilen. Von Infektionsbiologie über Psychologie bis zu Neurowissenschaft ist ein Thema spannender als das andere!
Zusammenarbeit mit Christine Kranz (CataLight),, Benjamin Dietzek-Ivanšić (CataLight), Frank Hellwig, Kalina Peneva (iDiv), Konrad Hotzel, Daniel Costabel, Fabian Schneider
Die Künstlerin Andrea Garcia arbeitete mit den Wissenschaftler*innen Christine Kranz und Benjamin Dietzek-Ivanšić von Catalight zusammen. CataLight erforscht die kontrollierte Verknüpfung von molekularen lichtgesteuerten katalytischen Einheiten mit hierarchisch strukturierten Matrizen aus weicher Materie, um Sonnenstrahlung in chemische Reaktivität umzuwandeln. Außerdem konsultierte sie Frank Hellwig vom Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv). iDiv ist ein DFG-Forschungszentrum mit mehr als 450 Mitarbeiterinnen, Mitarbeitern und Mitgliedern an den Hauptstandorten Halle, Jena und Leipzig. Forscherinnen und Forscher aus 40 Nationen erarbeiten hier die wissenschaftliche Grundlage für den nachhaltigen Umgang mit der Biodiversität unseres Planeten.
In Zusammenarbeit mit Zimai Li und Baptiste Piqueret (Lise Meitner Research Group Social Behaviour, Max-Planck-Institut)
Künstlerin Kathrin Hunze forschte zusammen mit den Wissenschaftlern Zimai Li und Baptiste Piqueret der Lise-Meitner-Forschungsgruppe Sozialverhalten des Max Planck Instituts für Chemische Ökologie. Die Forschung kombiniert Laborexperimente mit lebenden Ameisenkolonien, computergestützte Analysen des individuellen und kollektiven Verhaltens und molekulare Ansätze in einem neuen System, der klonalen Räuberameise, deren ungewöhnliche Biologie es uns ermöglicht, die Zusammensetzung der Kolonie genau zu kontrollieren und zu reproduzieren.
In Zusammenarbeit mit Melissa Ruiz-Vásquez (Hydrologie-Biosphäre-Klima-Interaktion), Kasper Wachinger (Biologische Physik und Morphogenese), Annu Panwar
Unser Künstler Claus Schöning wurde von Forscher*innen des Max Planck Instituts für Biogeochemie unterstützt. Zum Einen von Melissa Ruiz-Vásquez von der Arbeitsgruppe Hydrologie - Biosphäre - Klima Wechselwirkungen. Die Gruppe möchte das Verständnis des Hydrologie-Biosphäre-Atmosphäre-Systems verbessern, indem sie Klima-Modellierung mit der Analyse von Beobachtungs (basierten)-Daten kombinieren. Zum Anderen Annu Panwar der Forschungsgruppe Klima, Ökosysteme und Störfaktoren. Die Gruppe Klima-Ökosystem-Störungs-Interaktionen konzentriert sich auf die Verbindungen zwischen Klimaschwankungen und -veränderungen, Störungsregimen und der Struktur und Funktionsweise von Ökosystemen auf regionaler bis globaler Ebene.
In Zusammenarbeit mit Birgitta König-Ries (FUSION), Roman Gerlach (FUSION), Conrad Philipp (ELLIS Unit Jena)
Ulrich Formann arbeitete zum Einen mit Birgitta König-Ries und Roman Gerlach von Functionality Sharing In Open eNvironments - FUSION zusammen. Das zentrale Thema ihrer Arbeit war die transparente, integrierte Nutzung von Ressourcen in offenen, heterogenen und dynamischen Umgebungen. Außerdem konsultierte er auch Conrad Philipp von ELLIS Jena. Die Forschung der ELLIS Unit Jena ist im Kern von dem Wunsch motiviert, zu erforschen, wie Umwelt- und Klimawissenschaften von maschinellem Lernen und KI-Fortschritten profitieren können, um ein besseres Verständnis der dynamischen Systeme der Erde zu erlangen
2022 haben wir eine große Bandbreite an Forscher*innen gewinnen können, die im Rahmen unserer Arts & Science Residency ihr Wissen mit Künstler*innen teilen. Von Infektionsbiologie über Psychologie bis zu Neurowissenschaft ist ein Thema spannender als das andere!
FungiNet, Adaptive Pathogenicity Strategies & Microbial Pathogenicity Mechanisms,
Jakob Sprague, Marina Pekmezovic
Die Forschungsgruppe FungiNet untersucht, wie pathogene Pilze mit menschlichen Wirten interagieren. Einer dieser Organismen, der sich von einem kommensalen zu einem pathogenen Organismus entwickeln kann, ist der Pilz Candida albicans. Der Pilz lebt in der Regel als kommensaler respektive harmloser Mikroorganismus auf den menschlichen Schleimhäuten, zum Beispiel im Mund, im Darm oder in der Vagina. Sobald das mikrobielle Gleichgewicht auf den Schleimhäuten gestört ist, geht Candida albicans in eine pathogene Form über und verursacht eine Infektion. Insbesondere die Interaktion zwischen Candida albicans und den Epithelzellen im Darm, die sich gegen die Translokation des Pilzes wehren, ist von Interesse. Dementsprechend wird der Translokationsversuch des Pilzes im Labor nachgestellt und visualisiert, um die Resistenz der Epithelzellen zu quantifizieren und therapeutische Optionen zu entwickeln, die Candida albicans für den Menschen unschädlich machen.
Nanobiophotonics, Leibniz-Institut für Photonische Technologien (IPHT)
Ekaterina Podlesnaia & Wolfgang Fritzsche
Die Wissenschaftler*innen der Forschungsabteilung Nanobiophotonik widmen sich plasmonischen Nanopartikeln, die in der Regel aus Edelmetallen wie Gold, Silber oder Platin bestehen. Sie können verschiedene geometrische Formen annehmen, die nur im Nanobereich unter der Anwendung elektronenmikroskopischer Methoden sichtbar sind. Auf der Makroebene sind farbige Kolloide erkennbar, die aufgrund der selektiven Lichtabsorption im sichtbaren Spektrum entstehen. Die optischen Eigenschaften von Nanopartikeln können über die Faktoren Material, Größe und Form beeinflusst werden, um sie als optische Signalwandler in der Sensortechnik einzusetzen. Darüber hinaus können funktionelle Nanostrukturen, die auf biomolekularen Komponenten und plasmonischen Nanopartikeln basieren, wie z. B. plasmonische Nanoantennen, für die gezielte Manipulation von Biomolekülen, die Katalyse oder die Materialverarbeitung eingesetzt werden.
Die Impuls-Arbeitsgruppe erforscht, wie Lebensstil und Alterung die Reaktion auf Stress verändern. Obwohl Stress per Definition ein subjektives Ereignis ist, führt er zu messbaren Veränderungen in Gehirn und Körper, die sich in Mausmodellen nachbilden lassen. Die Stressreaktion wird auf der Ebene der Moleküle, der Neuroanatomie und des Verhaltens untersucht, welche alle zusammenhängen und sich gegenseitig beeinflussen.
Biological Psychology and Cognitive Neurosciences, Institut für Psychologie, Friedrich-Schiller-Universität Jena
Gyula Kovács, Hannah Klink, Linda Ficco
In der Abteilung für Biological Psychology and Cognitive Neurosciences wird unter anderem der Frage nachgegangen, in welcher Hinsicht ein Spannungsverhältnis zwischen der die Menschen umgebenden Realität und der durch das Individuum wahrgenommenen Welt vorliegt. Im Allgemeinen verarbeitet das menschliche Gehirn seine Umgebung nach gewissen Regeln, die beispielsweise von früheren Erfahrungen und dem eigenen Wissensstand abhängen. Allerdings führt die Divergenz zwischen vorgefundener Realität und der durch das Gehirn verarbeiteten Realität regelmäßig zu Spannungen. Die predictive coding theory versucht derzeit, diese Spannungen zu erklären und untersucht, welche neuronalen Prozesse ablaufen, wenn die persönlichen Erwartungen an die beobachtete Welt unterlaufen werden.
Deutsches Optisches Museum (D.O.M)
Timo Mappes, Sören Groß, Maria Dienerowitz, Franziska Skanda
Das Deutsche Optische Museum (D.O.M.) und sein Depot an historischen optischen Instrumenten befindet sich derzeit in einer Umbau- und Umstrukturierungsphase, die 2025 in der Neueröffnung der Ausstellung mündet. Optische und photonische Phänomene werden in realen Experimenten im Museum erklärt und zu erleben sein, flankiert durch aktuelle Forschungsthemen. In diesem Kontext widmet sich das Museum der Vermittlung und Veranschaulichung von Spannung in Glas. Einer Herausforderung, die es seit jeher in optischen Systemen zu bewältigen gilt. Eine Möglichkeit ist die Analyse zwischen gekreuzten Polarisatoren, welche Doppelbrechungen im Material durch definierte farbige Interferenzmuster sichtbar machen. Die Erklärung des physikalischen Hintergrundes wird zusammen mit dem Effekt in der zukünftigen Dauerausstellung des D.O.M zu erleben sein. Das Projekt mit »Künstlerische Tatsachen« wird im UNESCO Internationalen Jahr des Glases erfolgen.
Infection Biology, Applied Systems Biology
Hans-Knöll-Institut (Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie e. V. Hans-Knöll-Institut)
Cláudia Vilhena & Zoltán Cseresnyés
Wie Lungenentzündung verursachende Bakterien von ihrem menschlichen Wirt lernen Humanpathogene Bakterien stellen eine große Bedrohung für die Gesellschaft dar, da wir noch nicht vollständig verstehen, wie sie mit unserem Körper interagieren und Krankheiten verursachen. Als besonders akutes Problem werden am HKI die Infektions-mechanismen von Lungenentzündung auslösenden Bakterien untersucht, da vorhandene Impfstoffe vor allem in Entwicklungsländern nur begrenzt verfügbar und erschwinglich sind. Ziel der Forschung ist es, zugängliche Therapiemethoden zur Bekämpfung dieser Infektionen zu finden, daher schlagen Cláudia Vilhena und Zoltán Cseresnyés einen Perspektivwechsel vor: Anstatt ausschließlich zu erforschen, wie das menschliche System auf den Erreger reagiert, untersuchen sie, wie die Erreger in Interaktion mit dem menschlichen Körper von uns lernen. Bei diesen Studien kommen hochauflösende Mikroskopie und computergestützte Bildanalyse zum Einsatz. Die Herausforderung besteht darin, dreidimensionale Strukturen, die die Bakterienmembran darstellen, sichtbar zu machen. In Animationen und Computermodellen werden die Faktoren Form, Größe und Farbe eingearbeitet, um strukturelle und funktionelle Details über die Bakterien anschaulich zu verarbeiten und sie für die Entwicklung besserer Abwehrstrategien gegen Pathogene zu nutzen.
Lehrstuhl für Klinische Psychologie
Friedrich-Schiller-Universität Jena
Ilona Croy, Yvonne Friedrich & Mehmet Mahmut
Der Lehrstuhl für klinische Psychologie erforscht die Bedingungen der Entstehung und Aufrechterhaltung psychischer Erkrankungen aus einer neurowissenschaftlichen Perspektive. Ein Forschungsschwerpunkt stellt die interozeptive Wahrnehmung, die bewusste oder unbewusste Wahrnehmung innerer Körperprozesse (Herzschlag, Atmung etc.), dar. Jene Prozesse zeigen auf, wie sich der Körper auf seine Umwelt einstellt. Dementsprechend wird die Regulationsfähigkeit des Körpers in Reaktion auf äußere Umstände erforscht. Im Hinblick auf Panikstörungen wird beispielsweise untersucht, w
Zentrum für Rechtsextremismusforschung, Demokratiebildung und gesellschaftliche Integration (KomRex), Friedrich-Schiller-Universität Jena
Cynthia Möllert, Andreas Beelmann, Annika Kleinschmitt, Frederike Wistuba
Die Wissenschaft der Wissenschaft oder Was heißt eigentlich wissenschaftlich? Eine der wichtigsten Aufgaben des Zentrums für Rechtsextremismusforschung, Demokratiebildung und gesellschaftliche Integration (KomRex) ist der Transfer von wissenschaftlichen Erkenntnissen in die Öffentlichkeit, Medien und Politik. Dabei lassen sich im Sinne der Wissenschafts-kommunikation zwei Aspekte unterscheiden: Zum einen geht es um die Vermittlung von Erkenntnissen zu einem bestimmten Phänomen, wie etwa die Entstehung von Radikalisierungsprozessen junger Menschen. Ein zweiter Aspekt betrifft die Vermittlung von Konzepten und Methoden des wissenschaftlichen Erkenntnisgewinns. Diese Betrachtung ist naturgemäß abstrakt und zunächst unabhängig vom Forschungsinhalt. Jedoch ist sie bedeutsam, wenn in der Öffentlichkeit oder Politik falsche Vorstellungen und Erwartungen vorherrschen und damit der Erkenntnistransfer von Inhalten behindert wird und im Extremfall wissenschaftliche Erkenntnis abgewertet oder ignoriert wird. Daher widmet sich dieses Projekt der Gewinnung und Vermittlung von Wissen sowie der Bewertung wissenschaftlichen Erkenntnisgewinns – der Darstellung empirischer sozialwissenschaftlicher Studien und der Frage „Was kann Wissenschaft leisten?“
In Jena haben wir 2021 ein umfangreiches Netzwerk von Partnerinstitutionen geknüpft. Das Rahmenthema waren Life Science und Diagnostik.
Im Hans-Knöll-Institut mit den Forscher:innen des FungiNet stehen Pilze im Vordergrund. So wird etwa der Aspergillus fumigatus genauer unter die Lupe genommen, dessen Infektion in einigen Fällen zur Sepsis führen kann. Konkret im Verdacht stehen extrazelluläre Vesikel, welche wenige Nanometer groß sind. Diese müssen erst einmal sichtbar gemacht werden. In einem anderen Labor steht Candida albicans unter Beobachtung, welcher wieder eigentlich nicht schädlich ist, aber in bestimmten Konstellationen die Darmflora durcheinander bringen kann. Um die Auswirkungen, aber auch Medikamentierung dieser Pilze überprüfen zu können, sind Lebendversuche unvermeidbar, die aber im Mäuselabor unter höchsten ethischen Standards durchgeführt werden. Sollten aus diesen Forschungen neue Substanzen entwickelt werden, dann werden diese im Laboratorium der Wissenstransfergruppe auf ihre Reinheit und Eignung überprüft. Doch um zu diesen Erkenntnissen zu kommen müssen erstmals oft Stunden an Mikroskopaufnahmen ausgewertet werden. Damit das automatisiert geschehen kann, gibt es die Expert:innen der Bioinformatik, die mit unterschiedlichen Datenverarbeitungstechniken Bilder analysieren und quantifizieren.
Die Jena School for Microbial Communication (JSMC) legt ebenfalls ihr Augenmerk auf das Kleine. Auf dem Gelände selbst befindet sich ein eigenes Gewächshaus sowie ein Pflanzenlabor. Dabei stehen in den einzelnen Forschungsprojekten sowohl das Oberflächenleben der einzelnen Pflanzen, als auch klassische Fragen der Pflanzengenetik im Mittelpunkt.
Im Leibniz-Institut für Photonische Technologien e.V. (Leibniz IPHT) stehen bildgebende Verfahren der Lifescience im Vordergrund. Dabei werden sowohl zum Beispiel Bakterien auf ihre Gefährlichkeit untersucht, als auch neue Verfahren zur Diagnostik entwickelt. Das zeigt sich in Würfeln zur Mikroskopie, der Entwicklung neuer Lichtfasern oder der Kombination von Infrarotstrahlung mit Lasertechnologie.
Das Elektronenmikroskopische Zentrum des Universitätsklinikums Jenas (EMZ) ist die Anlaufstelle, wenn mit herkömmlichen Bildgebungsverfahren nicht das sichtbar gemacht werden kann, was gesehen werden soll. Denn in diesen stehen mit unterschiedlichen Elektronenmikroskopen die Geräte zur Verfügung, um bis auf eine kleinste Ebene vorzudringen, sodass sich völlig neue Landschaften von Mikrowelten ergeben.
Welche Entwicklung hingegen die Mikroskopie genommen hat und wie über die Jahrhunderte hinweg sich die Bildgebungsverfahren von ersten Linsen bis hin zu Hightech-Geräten entwickelt hat, kann in der historischen Sammlung des Deutschen Optischen Museums (D.O.M.) betrachtet werden. Dessen Exponate können zwar unter gegebener Sorgfalt und mit der Vorsicht, die in einem Museum angebracht ist, dennoch verwendet werden.