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Ge­hirn­for­schung auf der ISS

Gewinner des Überflieger-2-Wettbewerbs

Vom 23. August bis zum 15. Oktober 2021 hatten die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR und die Luxembourg Space Agency (LSA) im Rahmen des Überflieger-2-Wettbewerbs Studierende dazu aufgerufen, Ideen für eigene Experimente auf der Internationalen Raumstation ISS einzureichen. […]

Acht deutsche und zwei luxemburgische Teams hatten sich erfolgreich um eine Teilnahme am Wettbewerb beworben. “Wir haben viele spannende Vorschläge für Experimente erhalten”, berichtet Johannes Weppler, Projektleiter des Überflieger-2-Wettbewerbs beim DLR. […] Zu den Auswahlkriterien zählten neben dem wissenschaftlichen oder technologischen Wert des Experiments dessen Umsetzbarkeit, die optimale Ausnutzung der besonderen Bedingungen auf der ISS, sowie die Zusammensetzung des Teams.

Hier eine Auswahl der Experimente, die auf der ISS durchgeführt werden:

Gehirnforschung mit ADDONISS
Bisherige Forschung auf der ISS hat gezeigt, dass unter Weltraumbedingungen in vielen Bereichen Alterungsprozesse deutlich schneller ablaufen. Das Team WARR Space Labs von der TU München will sich dies für ihr Experiment ADDONISS (Ageing and Degenerative Diseases of Neurons on the ISS) zunutze machen, um mehr über degenerative Erkrankungen des Gehirns, wie etwa Alzheimer, zu lernen. Dazu erforschen die Studierenden zwei Kulturen von Gehirnzellen unter den Umgebungsbedingungen auf der ISS. Eine der Kulturen wird mit einem Mittel versetzt, welches ähnliche Störungen hervorruft wie die Alzheimer-Krankheit. Die Zellkulturen wachsen dabei direkt auf einem Mikrochip, welcher es ermöglicht, elektrische Signale und damit die Aktivität der Zellen unmittelbar zu messen. Gleichzeitig wird das Wachstum der Zellen auch von einem miniaturisierten Kamera-Mikroskop beobachtet. Die Ergebnisse werden dann mit einem parallel ablaufenden Experiment auf dem Boden verglichen.

BRAINS untersucht das Zellwachstum in Schwerelosigkeit
Um die Entstehung von Krankheiten und die Wirksamkeit von Medikamenten besser erforschen zu können, werden in Laboren aus menschlichen Stammzellen sogenannte Organoide gezüchtet. Das sind kleine Ansammlungen von Zellen eines bestimmten Typs, wie etwa Nervenzellen, an denen Untersuchungen durchgeführt werden. Aufgrund der Schwerkraft in irdischen Laboren wachsen diese Zellhaufen dort sehr dicht gepackt und sind in ihrer Größe begrenzt. Das Team BRAINS (Biological Research using Artificial Intelligence for Neuroscience in Space) von der University of Luxembourg möchte dies ändern, indem es die Zellen in einer Umgebung wachsen lässt, die den Bedingungen im Mutterleib ähneln: der Schwerelosigkeit an Bord der ISS. Dort sollen dann weniger dichte und größere Organoide als auf der Erde heranwachsen können. Nach 30 Tagen im Erdorbit sollen die Zellen wieder zur Erde zurückgeführt werden. Mit Hilfe von auf Künstliche Intelligenz gestützter Bilderkennung sollen die Proben anschließend analysiert werden. […]

Experiment Glücksklee erforscht Pflanzen auf der ISS
Für zukünftige Langzeitmissionen im Weltraum wird es notwendig sein, dass die astronautischen Crews in den Raumfahrzeugen Pflanzen als Nahrungsquelle anbauen können. Natürlich hat die veränderte Schwerkraft während solcher Missionen eine Auswirkung auf das Pflanzenwachstum. Dieses Phänomen untersucht das Team Glücksklee von der Leibniz Universität Hannover, indem es die Veränderungen in der symbiotischen Beziehung von Klee (Medicago truncatula) und in der Erde lebenden Bakterien (Sinorhizobium melilot) in der Schwerelosigkeit erforscht. Am Boden nisten sich die Bakterien in den Wurzeln des Klees ein. Sie erhalten dabei Nährstoffe von der Pflanze und geben an diese Stickstoff ab, den die Pflanze wiederum zum Wachstum braucht. Für das Experiment werden mehrere Kleesetzlinge unter kontrollierten Bedingungen im Experimentcontainer wachsen. Während des Aufenthalts auf der ISS wird das Wachstum von einer Kamera dokumentiert. Nach der Rückkehr zur Erde wird der “Weltraum-Klee” im Labor dann intensiv auf Schwerkraft-bedingte Veränderungen untersucht werden. […]

Vollständige Quelle: DLR