Sunday, June 23, 2019

Monkey see, monkey do - Daniela Buchwald ist jetzt bei Real Scientists DE!

Diese Woche freuen wir uns sehr, euch unsere neue Kuratorin Daniela Buchwald (@LittlePrimate) vorstellen zu dürfen! Daniela ist Bioinformatikerin und erforscht Tastsinn und Griffplanung bei nicht-menschlichen Primaten. Sie hat an der Universität Göttingen Biologie und Angewandte Informatik studiert und arbeitet seit 2015 am Deutschen Primatenzentrum an ihrer Doktorarbeit zum Thema "Visual and tactile signal processing for high-order object recognition". Nebenbei betreut sie den Twitter-Account der Göttinger Initiative "Women's Careers and Networks" (@WoCaNet).
Hier ist Daniela in ihren eigenen Worten:

Wie bist du in der Wissenschaft gelandet? 
Als Kind habe ich mich schon immer für Tiere und Pflanzen interessiert. Mein Bruder und ich waren eigentlich dauernd im Wald, haben Ameisen oder andere Tiere beobachtet, Eicheln für Eichhörnchen gesammelt und so weiter. Eine Weile wollte ich unbedingt Tierarzt werden, später gefiel mir der Gedanke den ganzen Tag mit kranken Tieren zu arbeiten nicht mehr.

In der Schule waren meine Lieblingsfächer Biologie und Informatik. Nach dem Abitur wusste ich, dass ich gerne studieren möchte, habe aber eine Weile gebraucht, bis ich mit zwischen Biologie und Informatik entschieden hatte. Das Gebiet der Bioinformatik, auf das ich mich zuerst spezialisiert habe, kannte ich damals noch gar nicht, das habe ich erst während des Studiums kennen gelernt.

Warum hast du dich für dein aktuelles Feld entschieden, und/oder was hält dich dort?
Während des Bachelorstudiums habe ich mich zuerst auf Bioinformatik spezialisiert, weil ich Evolution total interessant fand und gerne programmiere. Das erste Mal von der Bioinformatik abgewichen bin ich während meiner Masterarbeit, wo es um automatische Objekterkennung auf Bildern ging. Am Deutschen Primatenzentrum bekam ich dann die Möglichkeit, Objekterkennung im Gehirn von Primaten zu untersuchen. Ich habe damals zuerst gezögert, weil ich eigentlich keine Tierversuche machen wollte. Mein Chef und ich hatten uns damals darauf geeinigt, dass ich erstmal zur Probe arbeiten kann, um mir alles genau anzusehen, bevor ich entscheide, ob ich selber mit den Tieren arbeiten möchte, nur mit vorhandenen Daten arbeiten möchte oder mich lieber woanders umschaue. Ich durfte die ersten Wochen einen anderen Doktoranden begleiten und habe dabei auch gemerkt, dass man bei dieser Art der Versuche total auf das Vertrauen der Tiere angewiesen ist. Wenn die Affen dir nicht vertrauen, machen sie nicht mit.

Inzwischen trainiere ich selbst zwei Rhesusaffen, Homer und Ralph. Mit den beiden zu arbeiten macht mir sehr viel Spaß und motiviert mich. Nach über 3 Jahren der Zusammenarbeit kenne ich den Charakter der beiden, Vorlieben und so weiter. Beide haben ihren eigenen Charakter, auf den ich während des Trainings natürlich auch eingehen muss. Dabei baut man natürlich automatisch auch gegenseitiges Vertrauen und eine Bindung auf.

Erzähle uns etwas über deine Arbeit!
In meiner Doktorarbeit untersuche ich den Einfluss von verschiedenen Sinnen auf die Planung von Bewegungen. Speziell vergleiche ich dabei, was im Gehirn passiert, wenn ein Objekt gegriffen wird, das nur gesehen wurde und was passiert, wenn das Objekt vorher nur erfühlt wurde und ob es dabei Unterschiede gibt.

Da wir wissen möchten, was direkt im Gehirn passiert, sind wir dabei auf Tierversuche angewiesen. Diese Art der Messungen sind beim Menschen nicht so einfach möglich. Und da wir Greifbewegungen untersuchen, können wir auch nicht zum Beispiel auf Zellkulturen oder Multi-Organ-Chips zurückgreifen, weil die ja keine Greifbewegungen durchführen können. Affen nutzen wir daher, weil sie ihre Hände ähnlich wie wir nutzen können und ihre Hände ähnlich zu unseren sind, Mäuse haben zum Beispiel keinen beweglichen Daumen und sind daher weniger für unsere Fragestellungen geeignet.

Für mein Projekt habe ich die beiden Affen mit denen ich arbeite so trainiert, dass sie im Dunkeln verschiedene Objekte greifen, die vor ihnen platziert werden. Manchmal geht kurz das Licht an, sie sehen das Objekt und müssen es dann greifen. In den restlichen Durchgängen bleibt das Licht aus und statt dessen bekommen sie ein Signal, dass das Objekt jetzt befühlt werden soll und danach gegriffen. Für das richtige Greifen gibt es dann den bevorzugten Saft als Belohnung.

Während des Greifens machen wir dann Aufnahmen der Gehirnaktivität und können so vergleichen, ob gesehene und erfühlte Objekte bei der Greifplanung dieselben Aktivitätsmuster hervorrufen oder ob es dabei Unterschiede gibt.

Eigentlich hatten wir nicht erwartet, da große Unterschiede zu finden, da die Bewegung, die am Ende ausgeführt wird, die gleiche ist, es wird also das gleiche Objekt auf die gleiche Art gegriffen, der Unterschied ist nur, mit welchem Sinn das Objekt vorher erforscht wurde, also durch das Sehen oder Erfühlen. Tatsächlich sieht man aber, dass die Aktivität während der Planung des Griffes nicht exakt gleich ist. Erst, wenn die Bewegung dann tatsächlich ausgeführt wird, ist die Aktivität gleich.

Warum sollte sich die Öffentlichkeit für deine Forschung/Arbeit interessieren?
Luke Skywalker! Gruppen weltweit versuchen derzeit zu verstehen, was genau das Gehirn macht, um bestimmte Bewegungen auszuführen. Dieses Wissen kann genutzt werden, um Prothesen zu steuern und damit entweder Gliedmaßen zu ersetzen, die Patienten zum Beispiel durch einen Laserschwertkampf verloren haben, oder um querschnittsgelähmten Menschen mehr Autonomie zu geben, indem man ihnen Roboterarme und -hände zur Verfügung stellt, die sie dann nur mit ihrem Gehirn steuern können, um so ohne, oder zumindest mit weniger, Hilfe durch den Alltag zu bekommen.

Mein Projekt ist Teil dieser Vision. Ich untersuche, wie Greifbewegungen entstehen, wo genau die Information herkommt, die das Gehirn für die Planung benutzt, und wie die Herkunft (also zum Beispiel welcher Sinn genutzt wurde) diese Planung beeinflusst. Wenn wir einmal wirklich verstehen, wie das Gehirn das macht, können wir in einem zweiten Schritt die Informationen, die wir im Gehirn abgreifen, nutzen um quasi nur mit Gedanken einen Roboterarm oder eine Hand zu steuern.

Und Luke kann seine Hand ja nicht nur bewegen, sondern auch fühlen. Daher ist es auch wichtig den Tastsinn mit einzubeziehen und herauszufinden, was genau das Berühren von bestimmten Dingen im Gehirn auslöst und was genau das Gehirn dann mit diesen Informationen macht. Mit diesem Wissen kann man dann Prothesen einen künstlichen Tastsinn geben, der sie nochmal sehr viel nützlicher machen wird.

Hast du irgendwelche interessanten externen/zusätzlichen Aufgaben/Tätigkeiten?
Im März diesen Jahres habe ich geholfen das Women's Careers and Networks Symposium (WoCaNet) mit zu organisieren und ich betreue bis heute deren Twitteraccount. WoCaNet fand zum ersten Mal 2010 statt und richtet sich vorrangig an weibliche Wissenschaftler. Es werden, zumeist weibliche, Wissenschaftler aus verschiedenen Fachrichtungen und aus der Industrie eingeladen und erzählen von ihrem Werdegang. Ziel ist es eine Plattform zu bieten, wo eben weibliche Wissenschaftler sich mit anderen über Karrieremöglichkeiten austauschen können.

Irgendwelche interessanten Hobbies, von denen du uns erzählen möchtest?
In meiner Freizeit schwimme und photographiere ich gerne. Früher habe ich das auch im Verein gemacht, zur Zeit aber nur noch mit Freunden in meiner Freizeit. Zudem sammle ich Warhammer 40.000 Figuren. Damit habe ich, ich glaube, 2011 angefangen. Dabei kauft man Bausätze, die man selbst zusammenbauen und positionieren kann, dann malt man sie an und kann sie für ein Strategiespiel nutzen. Mir macht dabei vor allem das Sammeln und Basteln Spaß.

Wie sieht dein idealer freier Tag aus (Forscher sind ja auch nur Menschen)?
Er beginnt definitiv mit lange schlafen und geht dann ruhig weiter. Entweder ich lese ein Buch oder spiele Videospiele, dann kümmer ich mich um meine Pflanzen auf dem Balkon. Abends dann ein gutes Brettspiel mit meinem Freund.

Bitte begrüßt Daniela ganz herzlich bei Real Scientists DE!

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