Physiologie eines erlernten Körpermodells in Drosophila melanogaster

In der vorliegenden Dissertation wird ein Körpergrößengedächtnis untersucht. Es wird dargestellt, wie diese Information über die Reichweite der Fliege beim Lückenklettern unter kotrollierten Umweltbedingungen erworben und prozessiert wird. Zusätzlich wird geklärt, welche biochemischen Signale benötigt werden, um daraus ein lang anhalten-des Gedächtnis zu formen. Adulte Fliegen sind in der Lage, ihre Körperreichweite zu lernen. Naive Fliegen, die in der Dunkelheit gehalten wurden, versuchen erfolglos, zu breite Lücken zu überqueren, während visuell erfahrene Fliegen die Kletterversuche an ihre Körpergröße anpassen. Erfahrene kleine Fliegen scheinen Kenntnis ihres Nachteils zu haben. Sie kehren an Lückenbreiten um, welche ihre größeren Artgenos-sen durchaus noch versuchen. Die Taufliegen lernen die größenabhängige Reichweite über die visuelle Rückmeldung während des Laufens (aus Parallaxenbewegung). Da-bei reichen 15 min in strukturierter, heller Umgebung aus. Es gibt keinen festgelegten Beginn der sensiblen Phase. Nach 2 h ist das Gedächtnis jedoch konsolidiert und kann durch Stress nicht mehr zerstört oder durch sensorische Eingänge verändert werden. Dunkel aufgezogene Fliegen wurden ausgewählten Streifenmustern mit spezifischen Raumfrequenzen ausgesetzt. Nur die Insekten, welche mit einem als „optimal“ klassi-fizierten Muster visuell stimuliert wurden, sind in der Lage, die Körperreichweite einzu-schätzen, indem die durchschnittliche Schrittlänge in Verbindung mit der visuellen Wahrnehmung gebracht wird. Überraschenderweise ist es sogar mittels partieller Kompensation der Parallaxen möglich, naive Fliegen so zu trainieren, dass sie sich wie kleinere Exemplare verhalten. Da die Experimente ein Erlernen der Körperreich-weite vermuten lassen, wurden lernmutante Stämme beim Lückenüberwinden getes-tet. Sowohl die Ergebnisse von rut1- und dnc1-Mutanten, als auch das defizitäre Klet-tern von oc1-Fliegen ließ eine Beteiligung der cAMP-abhängigen Lernkaskade in der Protocerebralbrücke (PB) vermuten. Rettungsexperimente der rut1- und dnc1-Hinter-gründe kartierten das Gedächtnis in unterschiedliche Neuronengruppen der PB, wel-che auch für die visuelle Ausrichtung des Kletterns benötigt werden. Erstaunlicher-weise haben laterale lokale PB-Neurone und PFN-Neurone (Projektion von der PB über den fächerförmigen Körper zu den Noduli) verschiedene Erfordernisse für cAMP-Signale. Zusammenfassend weisen die Ergebnisse darauf hin, dass hohe Mengen an cAMP/PKA-Signalen in den latero-lateralen Elementen der PB benötigt werden, wäh-rend kolumnäre PFN-Neurone geringe oder keine Mengen an cAMP/PKA erfordern. Das Körperreichweitengedächtnis ist vermutlich das am längsten andauernde Ge-dächtnis in Drosophila. Wenn es erst einmal konsolidiert ist hält es länger als drei Wo-chen.rnAußerdem kann die Fruchtliege Drosophila melanogaster trainiert werden, die kom-plexe motorische Aufgabe des Lückenkletterns zu optimieren. Die trainierten Fliegen werden erfolgreicher und schneller beim Überqueren von Lücken, welche größer sind als sie selbst. Dabei existiert eine Kurzeitkomponente (STM), die 40 min nach dem ersten Training anhält. Nach weiteren vier Trainingsdurchläufen im Abstand von 20 min wird ein Langzeitgedächtnis (LTM) zum Folgetag geformt. Analysen mit Mutati-onslinien wiesen eine Beteiligung der cAMP-abhängigen Lernkaskade an dieser Ge-dächtnisform auf. Rettungsexperimente des rut2080-Hintergrunds kartierten sowohl das STM, als auch das LTM in PFN-Neuronen. Das STM kann aber ebenso in den alpha- und beta- Loben der Pilzkörper gerettet werden.rnLetztendlich sind wildtypische Fliegen sogar in der Lage, sich an einen Verlust eines Mittelbeintarsuses und dem einhergehenden Fehlen des Adhäsionsorgans am Tarsusende anzupassen. Das Klettern wird zwar sofort schlechter, erholt sich aber bis zum Folgetag wieder auf ein normales Niveau. Dieser neue Zustand erfordert ein Ge-dächtnis für die physischen Möglichkeiten, die nur durch plastische Veränderungen im Nervensystem des Insekts erreicht werden können.

Public Health: Zentrale Begriffe, Disziplinen und Handlungsfelder

In diesem einführenden Kapitel lernen wir die zentralen Begriffe, Disziplinen und Handlungsfelder von Public Health kennen. Ein Blick in das 19. Jh. zeigt, dass Public Health zu Beginn überraschenderweise weniger mit der Medizin als mit dem Ingenieurwesen zu tun hatte. Die Geschichte macht auch verständlich, warum heute der englische Begriff ,Public Health‘ auch im Deutschen gebräuchlich ist. Public Health und Medizin unterscheiden sich in ihrer Sicht auf Krankheit und Gesundheit. Anders als im medizinischen Denken steht in Public Health die Entstehung von Gesundheit (Salutogenese) und nicht die Entstehung von Krankheit (Pathogenese) im Mittelpunkt. Zu den Kernthemen von Public Health gehört u. a. die gesundheitliche Ungleichheit zwischen verschiedenen Bevölkerungsgruppen, z. B. die Ungleichheit im Zusammenhang mit der sozialen Schichtzugehörigkeit und dem Geschlecht. Bei vielen Public-Health-Fragen spielen auch ethische Aspekte eine Rolle. Während in der Medizinethik die Arzt-Patient-Beziehung im Mittelpunkt steht, ist es in der Public-Health-Ethik das Verhältnis zwischen den Institutionen und den BürgerInnen. Wir schließen das Kapitel mit einem kritischen Blick auf die Public Health Genomics und ihrem Versprechen einer individualisierten Prävention. Schweizerische Lernziele: CPH 1–3, CPH 28–34

Biostatistik

Wir lesen in einem Fachartikel, dass bei einer bestimmten Therapieform von 100 Behandelten nur halb so viele versterben wie bei einer anderen Form der Therapie. Ist dieser Unterschied statistisch gut abgesichert (statistisch signifikant)? Oder ist es möglich, dass er nur auf Zufall beruht? Es könnte z. B. sein, dass in der ersten Gruppe eine Person verstarb, in der zweiten jedoch zwei. In der ersten Gruppe starben damit tatsächlich nur halb so viele Menschen wie in der zweiten Gruppe. Wie stark unterscheidet sich der Therapieerfolg bei diesen beiden Behandlungsformen nun wirklich? Mit Hilfe der Statistik versuchen wir, über numerische Informationen Antworten auf solche Fragen zu erhalten. Statistik befasst sich mit dem Sammeln, Zusammenfassen, Darstellen und Interpretieren von Daten. Biostatistik ist der Zweig der Statistik, der diese Aufgaben in der Biomedizin und in Public Health übernommen hat. Wir lernen in diesem Kapitel die Grundprinzipien zur Zähmung der Variabilität kennen, d. h. wir erfahren, wie man trotz vorhandener statistischer Unsicherheit möglichst wahrheitsgemäße Schlussfolgerungen über Populationen und Patientengruppen ziehen kann. Statistik kommt dabei nicht ganz ohne mathematische Formeln aus. Sie wird daher von Vielen oftmals als schwierig oder unangenehm angesehen. Wir versuchen hier den mathematischen Formalismus auf das Nötigste zu beschränken. Schweizerische Lernziele: CPH 13–16

Aufbruch in der Hochschullehre. Kompetenzen und Lernende im Zentrum

Durch die Bologna-Reform an den Hochschulen soll die Beschäftigungsfähigkeit der Studierenden verbessert werden. Damit geht ein verändertes Selbstverständnis von Hochschulunterricht einher. Im Fokus steht der Aufbau von überprüfbaren Kompetenzen. Lehrpersonen aus verschiedenen fachlichen Disziplinen zeigen an konkreten Beispielen ein derart gestaltetes Lehren und Lernen.