Mit dem Ziel, archäologischen Spuren
vergangener kriegerischer Auseinandersetzungen nachzugehen, untersuchte
ein Forscherteam des LEIZA vom 24. Juli bis 21. August die Überreste der
spätrepublikanischen Stadt Fregellae im heutigen Italien. Rückstände einer
freigelegten landwirtschaftlichen Produktionsanlage sowie Funde aus dem
nahen Umland brachten weitere Belege für die Rekonstruktion einer
existenziellen Krise. Die Stadt Fregellae war für die Römer als
Kontrollpunkt in einem wichtigen Flusstal von strategischer Bedeutung. Im
Jahr 125 v. Chr. ist sie aufgrund rebellischer Aktivitäten nach einer
Belagerung vom römischen Heer gewaltsam zerstört worden.

Die diesjährige Grabung konzentrierte sich auf eine rund 285 m2 große
Fläche und die darin freigelegten Überreste zweier Gebäude. Zwar geben
Mauern aus Fachwerk und stuckdekorierte Wände den Forschenden Einblicke in
das landwirtschaftliche Alltagsleben und den Wohlstand der damaligen
Bewohner, doch für die Rekonstruktion der gewaltsamen Zerstörung sind die
Funde mehrerer Vorratsgefäße entscheidend:

„Wir haben eine regelrechte Schnappschussaufnahme der Zerstörung entdeckt“
so der Projektleiter Univ.-Prof. Dr. Dominik Maschek und erläutert „ durch
den Fund der Vorratsgefäße sind wir uns sicher, dass die Zerstörung dieses
Gehöfts auf einen Schlag erfolgt sein muss. Die Vermutung wird durch die
Fundsituation der einzelnen Scherben eines Vorratsgefäßes bestätigt, denn
diese deutet auf eine sehr starke und einmalige Krafteinwirkung hin. Für
eine konkretere Datierung werden wir die noch erhaltenen organischen
Überreste untersuchen.“

Um den Zeitpunkt des Angriffs zu präzisieren, werden in Kürze
archäobotanische Untersuchungen herangezogen. Diese können den Erntestand
der organischen Rückstände feststellen und die damalige römische
Militäroffensive auf eine Jahreszeit eingrenzen.

Rekonstruktion einer Belagerung, des Angriffs und nachgewiesene
Plünderungen

Bei vergangenen Feldforschungen sind anhand unterschiedlicher
geophysikalischer Untersuchungen eindeutige Hinweise auf die militärische
Belagerung festgestellt worden. Hierfür sprechen unzählige Spuren starker
Hitzeeinwirkungen an verschiedenen Stellen, die auf Lagerfeuer deuten und
die Vermutung strategisch organisierter Zeltplätze einzelner römischer
Militäreinheiten unterstützen. Der Konfliktarchäologe Dominik Maschek
fasst die dahinterstehende militärische Strategie zusammen: „Um Fregellae
von der Außenwelt zu isolieren und wahrscheinlich zunächst einer
Versorgungsnot zu überlassen, ist die Stadt vom römischen Heer regelrecht
eingekesselt worden. Auf die Belagerung erfolgte kurze Zeit später die
ganzheitliche Zerstörung. Da wir hier auffällig wenig Metall gefunden
haben, gehen wir davon aus, dass auch großräumige Plünderungen
stattgefunden haben müssen.“

Projektinformationen zu A Landscape of Conflict: Battlefield Archaeology
in Territory of Ancient Fregellae / Modern Arce, Ceprano, and San Giovanni
Incarico

Die archäologischen Untersuchungen an der etwa 100 km von Rom gelegenen
Ausgrabungsstätte rekonstruieren den militärischen Überfall der Römer auf
die einst florierende Stadt Fregellae. Überreste von Wandmalereien,
Heiligtümern, Atriumhäusern, Bodenmosaiken und öffentlichen Bädern geben
eindeutige Hinweise auf vorsätzliche Zerstörung. Wie sich solche
Belagerungen in der römischen Zeit auf das städtische Umland auswirkten
und welchen Zerstörungsgrad die umliegende Kulturlandschaft im Fall von
Fregellae erleiden musste, ist das Hauptziel des wissenschaftlichen
Projekts. Die archäologischen Ausgrabungen werden im Sommer 2024
fortgesetzt.

Das seit 2023 von der Gerda Henkel-Stiftung geförderte Projekt wird von
Univ-Prof. Dr. Dominik Maschek seit 2015 geleitet. Die archäologischen
Grabungen in Fregellae finden in Kooperation mit dem Ministero della
Cultura, Soprintendenza Archeologia, Belle Arti e Paesaggio per le
province di Frosinone e Latina (SABAP FR LT), der Comune di Arce
(Frosinone, Lazio) und der Comune di San Giovanni Incarico (Frosinone,
Lazio) statt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
https://www.leiza.de/ueber-uns/team/person/dominik-maschek

Bei der Inspektion von Windrädern oder der Suche nach verlorenen
Containern in trüben Küstengewässern ist man auf akustische „Bilder“ von
Echoloten, so genannten Sonargeräten, angewiesen. Doch die Arbeit am
Bildschirm ist anstrengend und zeitraubend. Ein Rostocker Informatik-Team
bringt jetzt Computern bei, diese Sonarbilder automatisch zu analysieren.
Das Verfahren soll auch dabei helfen, giftige Weltkriegs-Munition am
Meeresboden aufzuspüren.

Die Inspektion von Unterwasserbauwerken wie etwa Windradfundamenten oder
Trafostationen am Meeresboden kann anstrengend sein. Zwar nutzt man dafür
heute ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge, die über Kabel mit einem Schiff
verbunden sind. Doch für die Piloten, die diese Remotely Operated Vehicles
(ROV) vom Schiff aus steuern, ist das Manövrieren harte
Konzentrationsarbeit. Vor allem, weil sie gleich mehrere Bildschirme im
Blick behalten müssen – das Bild der Bordkamera des ROVs, das Bild des
Echolots, des sogenannten Sonars, das die Tiefeninformation zeigt oder
auch die digitale Seekarte, auf der das Untersuchungsgebiet zu sehen ist.
Hinzu kommen technische Zeichnungen der Objekte, nach denen die Piloten
gerade suchen – etwa die Gehäuse von Unterwassertrafos, die repariert
werden müssen. Die Bildschirmarbeit ist auch deshalb anstrengend, weil das
Schiff und die Kamerabilder im Rhythmus der Wellen schwanken und weil die
Piloten oft in abgedunkelten Räumen arbeiten. Manch einer wird davon
seekrank.

Ein internationales Team um den Informatiker Sebastian Bader vom Institut
für Visual and Analytic Computing der Universität Rostock arbeitet daran,
den ROV-Piloten die Arbeit zu erleichtern. Die Gruppe entwickelt
Algorithmen, die in Zukunft selbständig Objekte am Meeresgrund erkennen
werden. „Das Problem besteht darin, dass man mit einer normalen Kamera in
relativ trüben Gewässern wie der Nordsee oder Ostsee nur wenige Meter weit
gucken kann“, sagt Sebastian Bader. „Um größere Bereiche zu überblicken,
nutzt man daher die Bilder von Sonaren, die den Meeresboden mit
Schallimpulsen abtasten und deutlich weiter reichen. Bislang sind Computer
aber nicht besonders gut darin, in Sonarbildern Objekte zu erkennen –
schon gar nicht in Echtzeit.“

In der Regel kommen heute für die Unterwasserarbeit Fächerecholote zum
Einsatz. Anders als das klassische Echolot der U-Boote aus dem Zweiten
Weltkrieg geben diese nicht einzelne Schallimpulse ab, die von
Gegenständen in der Tiefe reflektiert werden. Vielmehr schickt ein
Fächerecholot zeitgleich mehrere hundert Impulse in verschiedenen Winkeln
hinab. Wie mit einem Fächer scannt es dabei nach und nach ganze Streifen
des Meeresbodens ab. So entsteht ein 3D-Bild, ein Relief des Meeresbodens.
Verschiedene Tiefen werden darin in unterschiedlichen Farben dargestellt.
Menschen sind sehr gut darin, in diesen bunten Sonarbildern Gegenstände zu
erkennen, die vom Meeresboden aufragen, etwa die Umrisse eines Containers,
der über Bord gegangen ist oder das Wrack eines abgestürzten Flugzeugs.
Für einen Computer aber ist eine solche Aufnahme zunächst nichts weiter
als eine chaotische dreidimensionale Punktwolke. Für Informatiker wie
Sebastian Bader besteht die Aufgabe darin, den Algorithmen beizubringen,
die verschiedenen Objekte im Sonarbild zu erkennen.

„Für die Welt über Wasser nutzt man heute meist Neuronale Netze, die man
mit Bildern von Objekten trainiert“, sagt Sebastian Bader. Füttert man ein
Neuronales Netz zum Beispiel mit Tausenden von Katzenbildern, lernt es,
wie Katzen aussehen. Nach dem Training kann es dann zielsicher Katzen auf
Fotos identifizieren. „Für die Unterwasserwelt und vor allem für
Sonarbilder aber gibt es bis heute einfach kaum Daten, mit denen man
Neuronale Netze trainieren könnte“, sagt der Forscher. „Vermutlich
verfügen das Militär und die Marine weltweit über solche Datensätze. Diese
sind aber nicht öffentlich.“

Angesichts des Mangels an Trainingsdaten haben sich Sebastian Bader und
sein Team für eine andere Lösung entschieden. Sie füttern ihre Algorithmen
mit den Konstruktionszeichnungen verschiedener Objekte – Trafogehäusen,
den Stahlstrukturen von Windradtürmen, mit Netzwerken von Unterwasser-
Stromkabeln und vielem mehr. Die Algorithmen sind darauf getrimmt,
Wahrscheinlichkeiten zu berechnen. Sie analysieren das Sonarbild, indem
sie die vielen eingespeicherten Konstruktionszeichnungen miteinander
vergleichen. Sie berechnen, um welchen Gegenstand es sich mit größter
Wahrscheinlichkeit handelt. „Letztlich stellt der Algorithmus nacheinander
Hypothesen über Gegenstände auf, mit denen sich die 3D-Form eines
Sonarbilds erklären lässt“, sagt Bader. „Er verwirft die Hypothesen so
lange, bis er jenen Gegenstand gefunden hat, der der 3D-Form am ehesten
entspricht.“ Random sample consensus – RANSAC – heißt dieser klassische
Ansatz der Wahrscheinlichkeitsrechnung. „Wir arbeiten auch mit Neuronalen
Netzen. Die klassischen, auf Wahrscheinlichkeiten basierenden Verfahren
scheinen in diesem Fall aber deutlich besser zu funktionieren.“

Der Mangel an Sonarbildern hat dem Team einiges an Kreativität abverlangt.
So mussten die Informatiker zunächst Experimente in der virtuellen Welt
durchführen – mit dem Simulationsprogramm „HoloOcean“ wurden mögliche
Einsatzszenarien nachgestellt. Mit HoloOcean lassen sich realitätsnahe
Sonarbilder eines virtuellen Meeresbodens erzeugen – und in diese dann
gewissermaßen künstliche Gegenstände implantieren. Im ersten Schritt
erzeugten die Informatiker also ein künstliches Sonarbild, welches Sonar-
Reliefs von Tetrapoden enthielt – vierarmigen Wellenbrechern aus Beton,
die auch an der Ostsee für den Küstenschutz genutzt werden. Nach einigem
Programmieren konnten die Algorithmen die Tetrapoden schließlich im
virtuellen Bild erkennen.

Der Realitätscheck folgte vor zwei Monaten. „Das Fraunhofer-Institut für
Graphische Datenverarbeitung hier in Rostock hat uns dafür reale
Sonarbilder zur Verfügung gestellt, auf denen echte Tetrapoden am Grund
der Ostsee zu sehen sind“, sagt Sebastian Bader. Auch in diesem Fall
klappte es. Die Algorithmen identifizierten die Tetrapoden im echten
Sonarbild sofort. Bader: „Da ging ein Jubeln durch unser Labor.“

In den kommenden Monaten sollen die Algorithmen mithilfe weiterer echter
Sonaraufnahmen weiterentwickelt werden. Diese Bilder werden im „Digital
Ocean Lab“ bei Warnemünde aufgenommen. Beim Digital Ocean Lab handelt es
sich um einen Unterwasserpark, in dem neben den Tetrapoden noch
verschiedene andere Gegenstände wie zum Beispiel Natursteine oder
Betonringe am Meeresboden installiert sind. Das Fraunhofer-Institut testet
hier seine Unterwassertechnik. Das Digital Ocean Lab wird aktuell im
Rahmen des Ocean Technology Campus Rostock erweitert: Künftig sollen dort
neue Daten in ganz verschiedenen Forschungsprojekten erhoben werden.
„Unser Fernziel ist, dass ROVs mithilfe unserer Algorithmen künftig ganz
allein Gegenstände unter Wasser entdecken und inspizieren“, sagt Bader.
„Im ersten Schritt aber wollen wir die ROV-Piloten bei ihrer anstrengenden
Suche nach Gegenständen entlasten.“ Nicht zuletzt bei der Suche nach
giftiger Munition aus dem Zweiten Weltkrieg am Grund der Ostsee.

Der mit 1.000 Euro dotierte Bethesda-Forschungspreis des
Wissenschaftsforums Geriatrie (WfG) geht an Dr. Sabine Schlüssel,
Assistenzärztin am Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München.
Ausgezeichnet wird sie für ihre wissenschaftliche Arbeit zum Thema
„Vergleich der dentalen und orthopädischen Implantatlockerung – eine
Analyse des Periimplantatgewebes". Ihre Erkenntnisse könnten dazu
beitragen, die Grundlagen von Implantatlockerungen besser zu verstehen und
möglicherweise präventive Maßnahmen zu entwickeln, um ältere Patienten vor
diesem Problem zu schützen.

Beim Jahreskongresses der Deutschen Gesellschaft für Geriatrie (DGG) wurde
die Medizinerin jetzt für die zukunftweisende Forschungsarbeit
ausgezeichnet.

In einer alternden Bevölkerung nehmen Zahn- und Gelenkimplantate – zum
Beispiel Knie- und Hüftgelenksendoprothesen – stark zu. Auftretende
Implantatlockerungen sind ein aktuell noch häufig auftretendes Problem und
können zu komplizierten Folgeoperationen bei älteren Patienten führen. Die
Studienarbeit von Sabine Schlüssel untersucht dentale und orthopädische
Implantatlockerungen, also an Zähnen und Gelenken. „Das langfristige
Forschungsziel ist, durch spezifische Medikamente eine Implantatlockerung
zu vermeiden“, so die Medizinerin. Die Preisjury meint: „Die
Forschungsarbeit von Dr. Sabine Schlüssel zum Thema des orthopädischen
Implantatversagens ist exzellente Grundlagenforschung und relevant für die
Alterstraumatologie als bedeutsamer Teil der klinischen Geriatrie.
Grundsätzlich gelingt es der Preisträgerin, als Assistenzärztin in der
Geriatrischen Klinik bei Professor Michael Drey in München die
Klinikarbeit und Wissenschaft hervorragend zu verknüpfen“, erklären
Professor Olaf Krause und Professorin Petra Benzinger, beide Sprecher des
Wissenschaftsforums Geriatrie.

Knochenabbau und Implantatlockerung: Fokus auf periprothetische
Fibroblasten

Besonders interessierte sich die Wissenschaftlerin für eine bestimmte
Zellgruppe – die periprothetische Fibroblasten, kurz PPF. Diese Zellen
können entzündliche Botenstoffe freisetzen und bei der Implantatlockerung
eine Rolle spielen. Das Ziel der Grundlagenstudie ist es, die
Eigenschaften dieser Zellen zu erforschen. Dabei ist genauer untersucht
worden, ob sie die Bildung von osteoklastischen Zellen beeinflussen
können, die den Knochen abbauen. Die Ergebnisse zeigten: Die PPFs können
tatsächlich osteoklastische Prozesse beeinflussen und somit bei der
Lockerung von Zahn- und Gelenkimplantaten eine Rolle spielen. Das Nutzen
eines speziellen Zellkulturmodells vom Typ Transwell erwies sich dabei als
besonders aussagekräftig und näher an den realen Bedingungen als andere
Modelle.

Bethesda Forschungspreis würdigt veröffentlichte Arbeiten und Promotionen
mit Geriatrie-Bezug

Mit dem Bethesda-Forschungspreis des Wissenschaftsforums Geriatrie werden
Arbeiten oder abgeschlossene medizinische Promotionen mit klarem Bezug zur
Altersmedizin ausgezeichnet, die in den vergangenen zwei Jahren
veröffentlicht worden sind. Die Arbeiten können sowohl
grundlagenwissenschaftliche als auch klinische Fragestellungen bearbeiten.
Mindestens einer der Autoren – beziehungsweise bei Doktorarbeiten der
Betreuer der Arbeit – sollen Mitglied in der Deutschen Gesellschaft für
Geriatrie (DGG) sein.

Der mit 3.000 Euro dotierte Förderpreis der Rolf-und-Hubertine-
Schiffbauer-Stiftung geht in diesem Jahr an Dr. Bendix Labeit. Der
Neurologe am Universitätsklinikum Düsseldorf hat wesentlich zur
Entwicklung einer neuen Klassifikation beigetragen, mit deren Hilfe die
Forschung, die Diagnosestellung und die Therapie von neurologischen
Schluckstörungen – Dysphagie – bei älteren Menschen verbessert wird. Basis
dafür ist eine Studie, die eine umfassende Literaturrecherche und eine
anschließende interdisziplinäre Auswertung von rund 1.000 Endoskopie-
Videos neurologischer Dysphagie-Patientinnen und -Patienten umfasst.

Im Rahmen des Jahreskongresses der Deutschen Gesellschaft für Geriatrie
(DGG) in Frankfurt am Main wurde Labeit jetzt für dieses wegweisende
Projekt ausgezeichnet.

„Mit seiner Arbeit ergänzt er die bisherigen Klassifikationen zum Umgang
mit Schluckstörungen gewinnbringend und bereichert damit auch die
geriatrische Praxis. Er hat den Förderpreis der Rolf-und-Hubertine-
Schiffbauer-Stiftung in höchstem Maße verdient“, sagt Laudator Professor
Markus Gosch, neuer Präsident der DGG. „Bisher ist es so gewesen, dass man
sich in der Dysphagie-Szene vor allem auf den Schweregrad der Dysphagie
fokussiert hat, also geschaut hat, wie beeinträchtigt Patientinnen und
Patienten beim Schlucken sind“, erklärt Bendix Labeit den Hintergrund. In
der Studie, die er gemeinsam mit Professor Tobias Warnecke, Chefarzt der
Klinik für Neurologie und neurologische Frührehabilitation am Klinikum
Osnabrück, durchgeführt hat, wurde indes nach Störungsmustern gesucht, die
unabhängig vom Schweregrad sind.

Dafür wurde in mehreren Schritten vorgegangen: In einem ersten Schritt gab
es ein systematisches Literaturreview zum wissenschaftlichen Stand des
Untersuchungsthemas. In einem zweiten Schritt wurde in einem
interdisziplinären Team aus Neurologen und Sprachtherapeuten anhand von
Videomaterial der Schluckendoskopie FEES eine neue Klassifikation nach
Störungsmustern entwickelt. In einem dritten Schritt wurde diese
Klassifikation bei rund 1.000 neurologischen Dysphagie-Patientinnen und
-Patienten, die per Schluckendoskopie am Universitätsklinikum Münster
untersucht wurden, angewendet und validiert.

Spezifische Diagnostik: Störungsmuster stehen im Vordergrund

„Myositis-Patienten beispielsweise haben oft charakteristische Dysphagie-
Befunde, die es bei anderen Erkrankungen nur selten gibt. Diese
erkennbaren Unterschiede kann man in der neurologischen
Differenzialdiagnostik nutzen, um anhand des Störungsmusters spezifische
Diagnostik einzuleiten. Gleichzeitig können Muster, die
krankheitsübergreifend und eher altersbedingt sind, erkannt werden, was
insbesondere für die Geriatrie wichtig ist“, sagt Labeit. Ausgehend von
seiner Arbeit können zukünftig auch transdiagnostische und
störungsmusterspezifische Therapieansätze untersucht werden: Dabei steht
dann eine Störung wie etwa verringerte Kraft im Rachenraum im Vordergrund
und nicht, ob es sich um eine Schlaganfall-Patientin oder einen Parkinson-
Patienten handelt.

Schiffbauer-Preise würdigen exzellente wissenschaftliche Arbeiten in der
Geriatrie

Die Rolf-und-Hubertine-Schiffbauer-Stiftung lobt jährlich einen
Ehrenpreis, dotiert mit 6.000 Euro, und einen Förderpreis, dotiert mit
3.000 Euro, aus. Prämiert werden herausragende Arbeiten auf dem Gebiet der
Geriatrie, die in deutscher oder englischer Sprache publiziert wurden. Die
Veröffentlichung sollte nicht älter als drei Jahre sein. Die Auswahl
erfolgt durch eine unabhängige Fachjury, die vom Vorstand der Deutschen
Gesellschaft für Geriatrie (DGG) berufen wird. Bewerbungen werden immer
zwischen dem 15. März und dem 15. Juni des jeweiligen Jahres
entgegengenommen.

Mehr Informationen zu den Preisen der Rolf-und-Hubertine-Schiffbauer-
Stiftung gibt es auf der DGG-Website für Preise und Stipendien.