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„Grüne Endoskopie“ am UKW: Pilotprojekt soll CO2-Abdruck senken

Prof. Dr. Alexander Meining und sein Team haben auch auf die Verbrauchsgüter, z.B. Schlingen, geschaut, um den CO2-Fußabdruck in der UKW-Endoskopie zu ermitteln.  UKW/ Stefan Dreising
Prof. Dr. Alexander Meining und sein Team haben auch auf die Verbrauchsgüter, z.B. Schlingen, geschaut, um den CO2-Fußabdruck in der UKW-Endoskopie zu ermitteln. UKW/ Stefan Dreising

Temperaturanpassungen und Wechsel der Verbrauchsgüter als erste Maßnahmen
bereits in der Umsetzung / 100 Prozent Ökostrom im Einsatz
Wie kann der CO2-Verbrauch ganz konkret in einem Klinikbereich
gesenkt werden? Darum geht es in einem Pilotprojekt in der Endoskopie am
Universitätsklinikum Würzburg (UKW). In einem ersten Schritt wurden
umfangreich alle erforderlichen Daten erhoben. Jetzt wird geprüft, ob die
umgesetzten Schritte einen Effekt bringen.
Prof. Dr. Alexander Meining, Leiter des Bereiches und Lehrstuhlinhaber für
Gastroenterologie am UKW, initiierte das Projekt gemeinsam mit seiner
Kollegin Dr. Dorothea Henniger: „Der erste arbeitsintensive Schritt war,
überhaupt Daten zu sammeln. Denn natürlich mussten wir wissen, wie hoch
der CO2-Verbrauch für unsere Abteilung ist. Nur, wenn wir hier Transparenz
haben, können wir auch Maßnahmen ergreifen, um unseren Verbrauch zu
senken“, so Prof. Meining.

Begleitet wurde das Projekt von einem externen Beratungsunternehmen. Im
Mittelpunkt standen dabei die Themenfelder Heizung, Stromverbrauch, Müll
und Verbrauchsgüter in der Endoskopie. Diese wurden dann drei
Geltungsbereichen (energiewirtschaftlicher Fachbegriff: “Scopes“)
zugeordnet. Zum ersten Geltungsbereich zählt etwa die Heizung. Prof.
Meining: „Hier kamen wir auf einen Wert für unsere Abteilung von 36 Tonnen
CO2-Auivalenten im Jahr. Streng genommen müssten hier auch die Werte für
die Anfahrt der Mitarbeiter und Patienten zugordnet werden. Dies haben wir
auch aus organisatorischen Gründen jedoch außen vorgelassen.“ Beim
Stromverbrauch hingegen steht ein Wert von „Null“. Der Grund: Das
Universitätsklinikum bezieht zu 100 Prozent Ökostrom.

100 Prozent Ökostrom am Universitätsklinikum Würzburg

Beim dritten Geltungsbereich (Scope 3) ging es um die Verbrauchsgüter,
z.B. Schutzkittel, Schläuche, Schlingen, Drähte und dergleichen. Sowohl
die Verpackung als auch der Transport wurden hier bezgl. des
CO2-Fußabdruckes untersucht. Dazu wurde ein umfangreicher Fragebogen an
die Herstellerfirmen geschickt. Zudem wurde ein Rechnungstool entwickelt,
um den CO2-Abdruck für den Transport jedes eingesetzten Produktes zu
ermitteln. Im Ergebnis stand hier ein CO2-Wert von 27 Tonnen für die
Verbrauchsgüter. Insgesamt wurden 359 Güter untersucht.

Das Ergebnis: „Nach der Erhebung haben wir bei 224 Produkten den
Hersteller gewechselt. Statt z.B. aus Fernost kommen manche Produkte jetzt
aus Europa, in einem Fall sogar aus Mittelfranken. Das wird gerade den
CO2-Verbrauch durch den Transport enorm reduzieren“, so Prof. Meining. Er
betont aber auch: „Ohne die intensive Datenrecherche und die enge
Zusammenarbeit mit den Kollegen aus dem Einkauf und weiteren Abteilungen
wäre dieser Schritt nicht möglich gewesen. Und: Der Anbieterwechsel darf
keine Auswirkungen auf die Qualität der Patientenversorgung haben.“
Zusätzlich wurde auch die Raumtemperatur für Eingriffsräume um zwei Grad
gesenkt, um auch hier den Heizungsverbrauch zu mindern.

Ausgangspunkt: 63 Tonnen CO2 pro Jahr

Am Ende dieser ersten Projektphase stand daher ein jährlicher
CO2-Fußabdruck von 63 Tonnen für die UKW-Endoskopie. Aktuell läuft die
zweite Phase, um den Effekt der ergriffenen Maßnahmen zu messen.
„Natürlich hoffen wir, dass unser CO2-Verbrauch dadurch dauerhaft sinkt.
Aber ebenso wichtig ist die Erkenntnis: Es ist machbar, den
abteilungseigenen CO2-Fußabdruck konkret zu messen und es ist möglich,
gezielte Maßnahmen einzuleiten. Das haben wir erfolgreich gezeigt. Und
gerade viele jüngere Kolleginnen und Kollegen waren absolut beindruckt von
dem Projekt. Auch das ist ein wichtiger Effekt. Der grundlegende Ansatz
ist auch auf andere Fachgebiete übertragbar. Hier gibt es schon einige
Anfragen“, so der Würzburger Gastroenterologe.
Schon jetzt steht zudem fest: Durch den Herstellerwechsel konnte zudem die
Müllmenge um 16 Prozent reduziert werden. Die weiteren Ergebnisse des
Projektes werden aktuell ausgewertet.

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Tanz der Emotionen: Wissenschaftliche Videobibliothek mit Tanzbewegungen veröffentlicht

Gefühle werden auch über Körperbewegungen ausgedrückt.  (Bild: MPI für empirische Ästhetik)
Gefühle werden auch über Körperbewegungen ausgedrückt. (Bild: MPI für empirische Ästhetik)

Menschen drücken ihre Gefühle über verschiedene Kanäle aus: über das
Gesicht, die Stimme und den Körper. Dennoch konzentriert sich die
Forschung zur Emotionswahrnehmung nach wie vor weitgehend auf das Erkennen
von Emotionen im Gesicht. Ein interdisziplinäres Forschungsteam unter
Leitung des Max-Planck-Instituts für empirische Ästhetik in Frankfurt am
Main (MPIEA) hat nun eine Videobibliothek mit emotional ausdrucksstarken
Ganzkörperbewegungen veröffentlicht. Die zugehörige Studie ist soeben im
Fachmagazin Scientific Reports erschienen.

Die Bibliothek enthält insgesamt 150 Videoclips. Eine professionelle
Tänzerin tanzte 30 verschiedene Bewegungssequenzen ein, wobei sie ein und
dieselbe Sequenz je fünfmal tanzte. Dabei brachte sie jedes Mal ein
anderes Gefühl zum Ausdruck: Freude, Wut, Angst und Traurigkeit, zudem
tanzte sie eine Sequenz neutral. Auf emotionale Handlungen wie
Freudensprünge oder das Zurückweichen vor Angst verzichtete das
Forschungsteam dabei bewusst. Die Videos sind jeweils sechs Sekunden lang
und zeigen die Tänzerin als weiße Silhouette vor schwarzem Hintergrund.

„Bisherige Videobibliotheken zeigen einfache Geh- oder Wurfbewegungen, bei
denen eine Person zum Beispiel fröhlich oder traurig geht“, erklärt die
Erstautorin der Studie, Julia F. Christensen vom MPIEA. „Unsere
Tanzbewegungen sind im Vergleich zu solchen alltäglichen Bewegungen
komplexer, was Forscher:innen zukünftig erweiterte Möglichkeiten in der
Nutzung eröffnet.“

Das Team testete die Videoclips an 90 Personen mit dem Ergebnis, dass die
beabsichtigten Emotionen mehrheitlich erkannt wurden. In einer zweiten
Aufgabe sollten die Teilnehmer:innen bewerten, wie schön sie die
Bewegungen fanden – unabhängig davon, welche Emotionen sie dahinter
vermuteten. Die Forscher:innen fanden heraus, dass Bewegungen, die Freude
oder Wut ausdrücken sollten, als am schönsten bewertet wurden. Insgesamt
wurden alle Bewegungssequenzen, die Gefühle widerspiegeln sollten, als
schöner bewertet als die neutralen Tanzsequenzen. Die Teilnehmer:innen
reagierten also auf den emotionalen Ausdruck, auch ohne die beabsichtigte
Emotion selbst im Fokus zu haben.

An der Verwirklichung des Projekts war ein großes internationales und
interdisziplinäres Team beteiligt, zu dem neben Wissenschaftler:innen
verschiedener Forschungseinrichtungen auch ein Team von 3Fish Corporate
Filmmaking aus Istanbul, Türkei, sowie Vertreterinnen des Pfalztheaters
Kaiserslautern gehörten. Luisa Sancho Escanero, Tanzdirektorin am
Pfalztheater Kaiserslautern, resümiert: „Um die neue Videobibliothek zu
realisieren, haben Wissenschaftler:innen, Tänzer:innen und
Filmemacher:innen Hand in Hand gearbeitet. Herausgekommen ist ein
Gesamtwerk, das nun ebenfalls in verschiedenen Disziplinen zum Einsatz
kommen kann.“

Die Bibliothek steht ab sofort zur Verfügung. Die Clips können unter
anderem in der wissenschaftlichen Forschung zu Tanz, Emotionspsychologie,
affektiven Neurowissenschaften und empirischer Ästhetik verwendet werden.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Max-Planck-Institut für empirische Ästhetik
Dr. Julia F. Christensen
Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein.

Originalpublikation:
Christensen, J. F., Bruhn, L., Schmidt, E.-M., Bahmanian, N., Yazdi, S. H.
N., Farahi, F., Sancho-Escanero, L., & Menninghaus, W. (2023). A
5-Emotions Stimuli Set for Emotion Perception Research with Full-Body
Dance Movements. Scientific Reports 13, 8757.
https://doi.org/10.1038/s41598-023-33656-4

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Wie können automatisierte Fahrzeuge die Mobilitätswende unterstützen?

Als Teil des öffentlichen Verkehrs kann die automatisierte Mobilität ihre Vorteile ausspielen, ansonsten drohen steigende Verkehrsmengen.  ©Robert Martin, JAJA Architects
Als Teil des öffentlichen Verkehrs kann die automatisierte Mobilität ihre Vorteile ausspielen, ansonsten drohen steigende Verkehrsmengen. ©Robert Martin, JAJA Architects

Automatisierte Fahrzeuge könnten künftig für steigende Verkehrsmengen und
eine höhere Zersiedelung von Städten sorgen – so die gegenwärtigen
Befürchtungen. Wie kann autonome Mobilität dennoch zur Erfolgsgeschichte
werden? Ein von der Daimler und Benz Stiftung gefördertes
Forschungsprojekt der Technischen Universität Wien hat untersucht, wie
automatisiertes Fahren dennoch einen positiven Beitrag zur Verkehrswende
leisten kann.

Vor fünf bis zehn Jahren erschien die Sache ziemlich klar: Selbstfahrende
Autos sind unsere Zukunft. Der letzte Mensch, der je einen Führerschein
machen würde, sei bereits geboren, hieß es. Doch die Revolution blieb
bisher zumindest aus. Gleichzeitig wurde klar, dass das automatisierte
Fahren nicht nur neue Möglichkeiten bietet, sondern auch Gefahren birgt,
die dringend diskutiert werden sollten. Dazu zählen etwa ein stark
zunehmendes Verkehrsaufkommen, eine beschleunigte Zersiedelung mit hohem
Flächenverbrauch und eine sinkende Lebensqualität in Städten. Es stellt
sich also die Frage, welche Einsatzformen der automatisierten Mobilität
dennoch zu einer lebenswerten und nachhaltigen Zukunft beitragen können
und wie die Entwicklung dahin gesteuert werden muss.

Am Institut für Raumplanung an der TU Wien hat sich – gefördert von der
Daimler und Benz Stiftung – ein interdisziplinäres Team mit genau dieser
Thematik beschäftigt. Für ihr soeben in englischer Sprache erschienenes
Buch „AVENUE21. Planning and Policy Considerations for an Age of Automated
Mobility“ hat das Team Experten aus aller Welt eingeladen, den Rahmen für
eine nachhaltige Zukunft mit automatisierten Fahrzeugen abzustecken.

Grenzen der automatisierten Mobilität
Das Forscherteam der TU Wien will mit dieser Publikation zu einer
Neubewertung der Technologie rund um das selbstfahrende Auto beitragen.
Schon in früheren Arbeiten konnte das Team zeigen, dass automatisierte
Fahrzeuge aus technologischer Sicht wohl noch lange Zeit nur ganz
bestimmte Teile des Straßennetzes befahren werden können. Dies wurde auf
internationaler Ebene mittlerweile durch die Realität bestätigt: Immer
mehr Automobilhersteller haben sich von der großen Vision des vollkommen
autonomen Straßenverkehrs verabschiedet und zielen stattdessen vielmehr
auf eine schrittweise Einführung automatisierter Fahrfunktionen ab. Für
die öffentliche Hand ergibt sich dadurch die Chance, den Einsatz der
Technologie auf nachhaltigem Weg zu steuern.

Wenn Planung und Politik nicht regulierend und steuernd eingreifen, drohen
die genannten Gefahren die positiven Effekte des automatisierten Fahrens
zu übertreffen. Laut Forscherteam lassen sich die negativen Folgen
vermeiden, wenn lediglich ausgewählte Straßenzüge für bestimmte
Einsatzformen als Teil des öffentlichen Verkehrs bzw. für selbstfahrende
Sharing-Fahrzeuge geöffnet werden. „Der Klimawandel und andere
Umweltbelastungen, die der Verkehr verursacht, lassen nicht zu, dass wir
unkritisch Wünsche und Hoffnungen auf eine künftige Technologie
projizieren“, fasst Mathias Mitteregger, Sprecher des Forschungsprojekts,
zusammen. „Wir müssen zuerst die Grenzen dieser Technologie verstehen,
bevor wir ihre Rolle im Mobilitätssystem der Zukunft gestalten können.“

Nachhaltige Einsatzmöglichkeiten automatisierter Fahrzeuge
Mit dem automatisierten Fahren werden oft unrealistische Hoffnungen
verknüpft. Dem Wunsch nach einem effizienten Mobilitätssystem steht
insbesondere ein zu erwartender niedriger Besetzungsgrad von Fahrzeugen
entgegen, was zu steigenden Verkehrsmengen führen kann. Außerdem zeichnet
sich ab, dass auf Autobahnen erheblich früher automatisiert gefahren
werden kann als in Stadt- und Ortszentren – mit erheblichen Folgen für
Zersiedelung und Bodenversiegelung.

Um zu demonstrieren, wo sich die Technologie sinnvoll einsetzen lässt, hat
das Team international nach Beispielen und Ansatzpunkten in Stadt und Land
gesucht. So zeigt etwa Japan, wie diese Technologie eine dramatisch
schrumpfende und alternde Bevölkerung in gering bewohnten Regionen
versorgen kann. In ländlichen Bereichen Österreichs können automatisierte
Shuttles als Zubringer zu Bahnhöfen die Abhängigkeit vom eigenen Fahrzeug
verringern. Gleichzeitig können durch eine leicht adaptierte Stadtplanung
Lastenräder den Bedarf für automatisierte Lieferroboter deutlich
reduzieren. Eine solche Maßnahme kann bereits heute umgesetzt werden.

Weshalb wir für nachhaltige Mobilität nicht auf die Automatisierung warten
dürfen
Die mit der automatisierten Mobilität verbundenen Hoffnungen können
folglich auch gegenwärtige Instrumente, wie eine funktionierende
Fahrradinfrastruktur, ein attraktiver öffentlicher Verkehr und die
Stärkung von Ortskernen, gut erfüllen. Daher müssen attraktive
Mobilitätsangebote und -dienstleistungen bereits heute Hand in Hand
entwickelt werden.

Das Forschungsprojekt liefert relevante Planungsansätze, wie
gesellschaftliche und städtebauliche Mehrwerte generiert werden können.
Für die Zukunft stellten sich demnach weitere wichtige Fragen: Was
bedeutet automatisierte Mobilität für die zunehmende Überwachung des
öffentlichen Raums? Welche Straßenräume und Verkehrsarten eignen sich
für einen Einsatz automatisierter Fahrzeuge? Und für welche Zwecke, an
welchen Orten und in welcher Form werden automatisierte Fahrzeuge
überhaupt benötigt?

Das ins Englische übersetzte Buch „AVENUE21. Planning and Policy
Considerations for an Age of Automated Mobility“ ist im Springer Vieweg
Verlag erschienen und unter folgendem Link frei zugänglich:
https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-662-67004-0. Auch die erste
Publikation des Teams ist als Open Access bei Springer Vieweg erschienen
und unter diesem Link verfügbar:
https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-662-64140-8. Die Beiträge
der Publikationen decken die Fragestellungen zur automatisierten
Mobilität vielschichtig ab und geben eine Perspektive für Planung und
Politik, auf welche Art eine umwelt-, raum- und gesellschaftsverträgliche
Nutzung dieser Technologie erreicht werden kann.

Originalpublikation:
https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-662-67004-0

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Zucker fürs Fein-Tuning

Auf Antikörpern kann die Stärke der von ihnen ausgelösten Immunreaktion
geregelt werden

Nicht nur bei der Behandlung von Tumoren und Infektionen sind Antikörper
längst unverzichtbar. Manchmal aber kann die so ausgelöste Immunreaktion
über das Ziel hinausschießen und zum Beispiel mit Covid-19 infizierte
Menschen zusätzlich schädigen. Vermeiden lassen sich solche Probleme oft
mit einem Fein-Tuning am Antikörper, berichten jetzt Prof. Dr. Falk
Nimmerjahn von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
und zwei seiner Kollegen in den Niederlanden und in Großbritannien in der
Fachzeitschrift Nature Immunology.*

In seinen Labors untersucht der FAU-Forscher das Immunglobulin G oder kurz
IgG, das im Körper von Menschen und Tieren für einen langfristigen Schutz
vor Infektionen sorgt. Diese in der modernen Medizin häufig eingesetzten
Biomoleküle bestehen aus zwei langen und zwei kürzeren Proteinketten, die
sich paarweise so aneinanderheften, dass eine Y-förmige Struktur entsteht.
Lange Jahre haben Forschung und Medizin sich aus guten Gründen auf die
beiden oberen Äste dieses Y konzentriert: Ihre beiden Enden bilden eine
Art Tasche, in die kleinere Strukturen auf der Oberfläche von Bakterien
und anderen Erregern ähnlich perfekt passen, wie ein Schlüssel in ein
Schloss.

Schlüssel-Schloss-Prinzip bei der Immunabwehr

Genau wie ein Schlüsseldienst mit wenigen Veränderungen sehr viele
unterschiedliche Schlösser und die jeweils dazu passenden Schlüssel
herstellen kann, produziert auch das Immunsystem sehr viele
unterschiedliche Strukturen an den Enden von Immunglobulinen, die so zu
vielen verschiedenen Erregern passen. Nach einer Infektion mit einem
bestimmten Bakterium oder Virus patrouillieren die im Rahmen der
Abwehrreaktionen entstandenen IgG für diese Erreger sehr lange im Körper
und können bei einer erneuten Infektion sehr schnell reagieren.

Wenn der Schlüssel ins Schloss passt, hängt das Immunglobulin am Erreger
und markiert ihn so für andere Abwehrspezialisten des Immunsystems. Der
Antikörper hat also die Funktion einer Markierung, die Tumorzellen oder
Krankheitserreger in einer riesigen Menge von Körperzellen und harmlosen
Mikroorganismen, die im Organismus von Menschen und Tieren wichtige
Funktionen übernehmen, erkennbar macht.

Mit Erbgut-Kleber gegen Bakterien

Hat das geklappt, kommt der Stamm des Y-förmigen IgG ins Spiel, den Falk
Nimmerjahn an seinem Lehrstuhl für Genetik genau unter die Lupe nimmt.
Jetzt übernehmen nämlich Makrophagen, Killerzellen und Granulozyten die
Endphase im Kampf gegen eine Infektion. „Und das kann durchaus ein
Teamwork sein, in dem Granulozyten in die Rolle eines Selbstmord-
Attentäters schlüpfen“, erklärt Falk Nimmerjahn. Angelockt vom Antikörper,
der sein Ziel gefunden hat, sprengen diese Zellen sich selbst in die Luft
und schleudern dabei auch ihr Erbgut aus dem Kern, das relativ klebrig
ist. Genau dort bleiben daher die Bakterien kleben, die das IgG vorher als
schädlich identifiziert hatte.

Diese oft sehr gefährlichen, jetzt aber hilflosen Mikroorganismen sind ein
gefundenes Fressen für die ebenfalls angelockten Makrophagen, die von den
Antikörpern aufgestöberte und markierte Bakterien vertilgen. Dabei nehmen
die Fresszellen oft wenig Rücksicht auf Verluste. Wenn bei diesem Wettlauf
zwischen Leben und Tod die Zeit drängt, nimmt man eben Kollateralschäden
in Kauf – und setzt zum Beispiel Sauerstoff-Radikale und andere
gefährlichen Produkte frei, die sonst unschädlich gemacht werden. Bei den
meisten Patientinnen und Patienten spielt das keine Rolle: In erster Linie
soll der Mensch überleben, dabei entstandene Schäden lassen sich später
sicher noch reparieren.

Geregelt wird eine solche Immunreaktion unter anderem mit kleinen
Veränderungen am Stamm des Immunglobulins, die nach der eigentlichen
Montage des Antikörpers von den Zellen dort noch nachträglich angebracht
werden. Dabei werden unter anderem kleine Zuckermoleküle an den Stamm des
Immunglobulins angefügt. Genau die aber scheinen für das Fein-Tuning der
Immunabwehr wichtig zu sein: „Fehlen die richtigen Komponenten, fällt die
Immunreaktion viel stärker aus“, nennt Falk Nimmerjahn eine wichtige
Stellschraube.

Das aber kann fatal sein, wenn zum Beispiel eine Virusinfektion das Gewebe
ohnehin bereits stark geschädigt hat. Steht der Regler am Stamm des
Immunglobulins dann auf wenig Zucker und damit auf einer starken Reaktion,
kann das eine bereits ohnehin bis an ihre Grenzen strapaziertes Organ, wie
etwa die Lunge im Rahmen einer Virusinfektion, gefährlich stark schädigen.
„Der Organismus stellt diese Regler daher sehr fein ein“, schildert Falk
Nimmerjahn die Situation. Für solche Fälle stellen sie die Modulation
daher auf eine schwache Reaktion mit vielen Zuckerketten. Die genaue
Kenntnis dieses Antikörper-Tunings im Rahmen einer Immunantwort ist die
Grundlage, um Antikörper für die Behandlung von Tumor- und
Autoimmunerkrankungen noch besser und verträglicher zu machen.

* Direkt zu den Ergebnissen:
https://www.nature.com/articles/s41590-023-01544-8

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