Neuronale Koordination - Aus der Zeit gefallen
Ludwig-Maximilians-Universität München

LMU-Forscher zeigen, welches Hirnareal die zeitliche Struktur der neuronalen Aktivität bei räumlicher Orientierung und Gedächtnisleistungen sichert. Die Nervenzellen im Hippocampus und im entorhinalen Cortex sind entscheidend für das Gedächtnis und die räumliche Orientierung. Ein zentraler Mechanismus ist die genaue zeitliche und räumliche Abstimmung der Nervenzellen untereinander. Wie diese neuronale Koordination funktioniert, ist eine der zentralen Fragen der neurowissenschaftlichen Forschung. Eine Studie von Neurobiologen um Professor Christian Leibold von der LMU und Professor Stefan Leutgeb von der UC San Diego zeigt nun, dass der entorhinale Cortex vor allem die zeitliche Struktur der neuronalen Antworten des Hippocampus beeinflusst. Über ihre Ergebnisse berichten die Neurowissenschaftler aktuell in der Fachzeitschrift Nature Neuroscience.

Gemeinsam haben die Forscher aus München und San Diego Daten neu ausgewertet, die von Tieren stammen, die medial entorhinale Verletzungen haben. „Da Hippocampus und medialer entorhinaler Cortex miteinander rückgekoppelt verbunden sind, bieten Tiere mit derartigen Läsionen eine einmalige Gelegenheit, die neuronalen Aktivitäten in den isolierten Hirnarealen einzeln zu untersuchen“, sagt Christian Leibold.

http://www.uni-muenchen.de/forschung/news/2015/leibold_hippocampus.html

Auf den Quantenpunkt gebracht
Forschungszentrum Jülich

Jülicher Forscher entwickeln ultrahochauflösendes 3D-Mikroskopieverfahren für elektrische Felder. Mit einem einzelnen Molekül als Sensor ist es Jülicher Wissenschaftlern gelungen, elektrische Potenzialfelder in bisher unerreichter Präzision abzubilden. Die ultrahochaufgelösten Aufnahmen geben Aufschluss über die Verteilung von Ladungen in der Elektronenhülle einzelner Moleküle und sogar Atome. Die Methode arbeitet berührungsfrei und in 3D. Erste Ergebnisse der als Raster-Quantenpunkt-Mikroskopie bezeichneten Technik sind in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht. Die Publikation wurde als „Editor's suggestion" ausgewählt und in einem Viewpoint-Artikel im Fachportal Physics kommentiert. Das Verfahren ist für vielfältige wissenschaftliche Bereiche relevant, beispielsweise für die Erforschung von Biomolekülen und Halbleitermaterialien.

„Mit unserer Methode lassen sich elektrische Felder in der Nähe einer Probenoberfläche erstmals mit atomarer Genauigkeit im Sub-Nanometer-Bereich quantitativ erfassen", erläutert Dr. Ruslan Temirov vom Forschungszentrum Jülich. Solche elektrischen Felder umgeben alle Nanostrukturen wie eine Art Aura. Ihre Eigenschaften geben beispielsweise Aufschluss über die Verteilung von Ladungen in Atomen oder Molekülen.

Für die Messung nutzten die Jülicher Forscher ein Rasterkraftmikroskop. Dessen Funktionsweise ähnelt dem eines Plattenspielers: die Spitze fährt über die Probe und erstellt so Stück für Stück eine zusammenhängende Darstellung der Oberfläche. Um elektrische Felder zu erfassen, verwendeten Wissenschaftler bislang den ganzen vorderen Teil der Abtast-Spitze als sogenannte Kelvin-Sonde. Doch das ungleiche Größenverhältnis von Spitze und Probe hat ungünstige Folgen für das Auflösungsvermögen: Wäre ein einzelnes Atom so groß wie ein Stecknadelkopf, so wäre die Mikroskop-Spitze so groß wie das Empire State Building.

http://www.fz-juelich.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/UK/DE/2015/15-07-...

Auf die Löcher kommt es an
Philipps-Universität Marburg

Chemiker nutzen neue Methode, um Katalysator-Materialien zu charakterisieren - Gemeinsame Pressemitteilung der Philipps-Universität Marburg und der Justus-Liebig-Universität Gießen. Poröse Katalysator-Materialien verlieren ihre gleichmäßige Struktur, wenn ihre Porengröße zu klein ist. Das hat ein wissenschaftliches Team der Forschungsallianz der Universitäten Gießen und Marburg sowie des Karlsruher Instituts für Technologie durch ein neues Verfahren festgestellt, das der räumlichen Charakterisierung poröser Materialien dient. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse können die Herstellung von Katalysatoren und Stofftrennungssystemen verbessern, hoffen die Forscher.

„Materialien mit ungeordneten Porenräumen stehen im Mittelpunkt vieler technischer Prozesse von großer wirtschaftlicher Bedeutung“, erklärt Professor Dr. Ulrich Tallarek von der Philipps-Universität, Koautor der aktuellen Studie. Beispiele für die Verwendung solcher Materialien sind Katalysatoren, die chemische Reaktionen beschleunigen, sowie Verfahren wie die Chromatografie, mit der Stoffe aufgetrennt werden können.

Um Materialien mit den gewünschten Eigenschaften so ressourcenschonend wie möglich herstellen zu können, muss man wissen, wie die Form der Hohlräume den Stofftransport beeinflusst. „Man weiß noch kaum, wie bestimmte Parameter der Produktion sich auf die Eigenschaften des Materials auswirken“, erläutert Mitverfasser Professor Dr. Bernd Smarsly von der Justus-Liebig-Universität Gießen. „Bislang waren morphologische Informationen für solche Materialien nur indirekt zugänglich. Dabei wurden Stofftransportdaten mithilfe einfacher Porenraum-Modelle morphologisch interpretiert; die Unzulänglichkeit der bestehenden Modelle ist schon lange bekannt.“

Die Arbeitsgruppen aus Marburg und Gießen haben nun gemeinsam mit dem Chemiker Dr. Christian Kübel aus Karlsruhe ein alternatives Verfahren zur Charakterisierung ungeordneter Porenräume vorgestellt – das Team verwendete Kieselgel-Monolithe als Modell, welche bereits intensiv in der Analytik eingesetzt werden. „Ein Ionenstrahl entfernt Schicht für Schicht des Materials von der Probe, und das Rasterelektronenmikroskop tastet jede frisch geschaffene Oberfläche ab“, schildert der Marburger Hochschullehrer die Methode.

http://www.uni-marburg.de/aktuelles/news/2015c/0707a

Bild: Rainer Sturm/pixelio www.pixelio.de