Virtuelles Zell-Leben wird greifbar

Neue Möglichkeiten für medizinische Lehre und Forschung, insbesondere auch in der Blinden-Aus- und Weiterbildung eröffnet ein Projekt, das jetzt mit dem VISU-Förderpreis ausgezeichnet wurde.

Wie Zellen aussehen, wie sie sich verändern oder teilen bis hin zur Frage wie man Gewebeproben auswertet ­ der Blick durch das Mikroskop gibt Aufschlüsse. Wie aber erlangen blinde Schüler, Studierende, Ärzte oder Biologen die Kenntnisse, die sich fast ausschließlich visuell erschließen? Das Mikroskop auch für Blinde und Sehbehinderte zugänglich zu machen, mehr noch, ihnen eine Vorstellung von den Abläufen in der Welt des Mikrokosmos zu geben, ist eines der Ziele, die sich ein interdisziplinäres Forscherteam gesetzt hat: Im Rahmen eines weltweit einzigartigen Projekts arbeiten Dr. Mathias Wagner und Professor Klaus Remberger vom Pathologischen Institut der Saar-Universität gemeinsam mit weiteren Wissenschaftlern der Universitäten des Saarlandes, Dortmund, Frankfurt am Main und Lübeck daran, Schnittpräparate für den Tastsinn zugänglich zu machen.

Aus Aufnahmen realer histologischer Präparate, die aus Gewebeproben stammen, erstellen die Forscher fotorealistisches, dreidimensionales „Computer-Gewebe“, das aus virtuellen Zellen und Fasern besteht. Das Besondere dabei: Im Gegensatz zu realen Schnittpräparaten können diese virtuellen Gewebe zukünftig animiert und damit Einblicke in die tatsächlichen biologischen und systembiologischen Abläufe gegeben werden. So können etwa Zellteilungen oder auch Wucherungen sichtbar gemacht werden, wie sie sich auch in Wirklichkeit abspielen. Mit Hilfe der neuen Computertechnologien arbeiten die Wissenschaftler jetzt daran, diese Einsichten auch fühlbar, also über den Tastsinn zugänglich zu machen: Die virtuellen histologischen Schnittpräparate werden übersetzt in Information, die über ein so genanntes „Haptic Device“ tastbar ist. Über diese interaktive Benutzerschnittstelle lässt sich dabei eine Vorstellung vermitteln, wie die Mikro- beziehungsweise Nanowelt beschaffen ist, ob das Ertastete hart oder weich ist oder welche Farbe es hat (was über eine unterschiedliche Textur vermittelt wird). Optional können auch dynamische Abläufe akustisch unterstützt vermittelt werden: Ein klarer Vorteil gegenüber den bisherigen Methoden. Bislang sind Blinden Schnittpräparate nur über taktil erfahrbares Lehrmaterial zugänglich. Diese in der Herstellung teils sehr aufwändigen und teuren Lernmittel, können nur statische Informationen wiedergeben und eignen sich nur für kontrastreiche, detailarme Aufnahmen. So etwa bei dreidimensionalen Matrizen oder „Schwellkopien“, bei denen eine Schwarz-Weiß-Vorlage durch Erhitzen oder Belichten in ein speziell beschichtetes Papier eingeprägt wird, das dadurch tastbar wird.

Auch für Normalsichtige verspricht das Projekt neue Möglichkeiten. So stehen z.B. für Studierende mit Hilfe der virtuellen Schnittpräparate neue Lernmethoden zur Verfügung: Sie können aktiv mit den Schnittpräparaten arbeiten und etwa Lebergewebe aus dem Gedächtnis selbst zusammensetzen.

In Zukunft könnte die Arbeit mit virtuellen Geweben in der Medizin vielfältigen Einsatz finden: etwa bei der Vorhersage von Heilungs- oder Krankheitsverläufen, bei der Planung von Operationen bis hin zu virtuellen Operationen zur Ausbildung von Chirurgen. Diesbezüglich werden derzeit in Zusammenarbeit mit der Klinik und Poliklinik für Kiefer- und Plastische Chirurgie der Universität Frankfurt am Main vorbereitende Studien durchgeführt: Es werden virtuelle Pendants spezieller Operationstechniken erarbeitet, bei denen das Operationsmikroskop zum Einsatz kommt.

Das Projekt wurde am 9. Februar mit dem VISU-Förderpreis „Neue Medien in der Lehre“ ausgezeichnet. Der Preis, der jährlich vom Competence Center VISU vergeben wird, soll an der Saar-Uni Ideen und Konzepte fördern, die den Einsatz neuer Medien in Vorlesungen, Seminaren, Übungen oder Praktika zum Thema haben. Erstmals wurde im Rahmen der Feierstunde auch der „best practice award“ des Competence Center VISU vergeben: Ausgezeichnet wurde die Fachrichtung Informationswissenschaft für das Virtuelle Lehre-Informationssystem ViLI.

Im Rahmen des Projektes arbeiten folgende Arbeitsgruppen zusammen:

Dr. med. Mathias Wagner, Prof. Dr. med. Klaus Remberger (Lehrstuhlinhaber)
Institut für Allgemeine und Spezielle Pathologie, Universität des Saarlandes

Dipl.-Inform. Frank Weichert, Prof. Dr. rer. nat. Heinrich Müller (Lehrstuhlinhaber) Informatik VII, Lehrstuhl für Graphische Systeme, Universität Dortmund

Math. Andreas Groh, Prof. Dr. rer. nat. Alfred K. Louis (Lehrstuhlinhaber)
Institut für Angewandte Mathematik, Universität des Saarlandes

Dr. med. Roland Linder, Prof. Dr. Ing. Dr. med. Siegfried J. Pöppl
(Lehrstuhlinhaber) Medizinische Informatik, Universität Lübeck

Dr. med. Dr. med. dent. Constantin Landes, Prof. Dr. med. Dr. med. dent.
Klaus Bitter, Prof. Dr. med. Dr. med. dent. Rober Sader (Lehrstuhlinhaber)
Klinik und Poliklinik für Kiefer- und Plastische Chirurgie, Klinikum der Johann Wolfgang Goethe Universität, Frankfurt am Main

Dipl.-Psych. Ulrike-Marie Krause, Prof. Dr. Robin Stark (Lehrstuhlinhaber)
Lehrstuhl für Persönlichkeitsentwicklung und Erziehung, Universität des Saarlandes

Dr. rer. nat. Werner Liese, OStR Fachlehrer für Chemie und Biologie und Projektleiter der naturwissenschaftlichen Hilfsmittelforschung an der Carl-Strehl-Schule (Gymnasium für Blinde und Sehbehinderte) der Deutschen Blindenstudienanstalt in Marburg.

Weitere Informationen:

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Wagner Tel: 06841/162-3864, Email: Trouth@gmx.net