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Ulm News, 10.06.2010 16:20

10. Juni 2010 von Ralf Grimminger
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Mit Eberhard Horn verlässt die neurobiologische Forschung im Weltraum die Uni Ulm


Seit 20 Jahren beschäftigte sich die Arbeitsgruppe Gravitationsphysiologie der Universität Ulm unter der Leitung von Prof. Dr. Eberhard Horn mit neuro- und entwicklungsbiologischer Forschung unter Nutzung des Weltraums. Die Arbeitsgruppe wurde nach anfänglicher Bindung an die Abteilung Neurologie des Universitätsklinikums ab 2000 dem Institut für Neurobiologie (Leiter Prof. Dr. Harald Wolf) angegliedert.

In den 20 Jahren ihres Bestehens kann die Arbeitgruppe auf insgesamt neun erfolgreich verlaufene Weltraumexperimente zurückblicken, davon 3 auf Shuttle-Missionen (1993, 1997, 1998), 5 auf Soyuz/ISS-Missionen (2001, 2003, 2005, 2006, 2008) und eines auf einem russischen FOTON-Satelliten. Hinzu kamen in den Jahren 2006 und 2007 Experimente im Rahmen von 2 Parabelflug-Kampagnen der Europäischen Raumfahrtorganisation (ESA).
Mit seinen Untersuchungen wollte Horn den Einfluss eines Entzugs der Schwerkraft auf die Entwicklung sensorischer und neuronaler Systeme an Tieren untersuchen. Die Bedeutung eines Entzugs von Sinnesinformation auf die Entwicklung  von Tier und Mensch wurde vor mehr als 40 Jahren von den Nobelpreisträgern David Hunter Hubel und Torsten Nils Wiesel erkannt. Sie erbrachten durch ihre bahnbrechenden neurophysiologischen Untersuchungen an Katzenjungen den Nachweis, dass der Entzug von Information aus der visuellen Umwelt dramatische Auswirkungen auf die spätere Ausreifung des Sehsystems hat - vorausgesetzt, der Entzug erfolgte in einem bestimmten Alter. Hubel und Wiesel bezeichneten diesen Lebensabschnitt als „kritische Periode“. In den Folgejahren konnte die Existenz einer kritischen Periode auch für die Entwicklung anderer Sinnessysteme wie Hören, Fühlen, Riechen oder Schmecken und sogar für Bewegungsweisen nachgewiesen werden.
Untersuchungen über die Existenz kritischer Perioden setzen den Entzug eines Reizfeldes voraus. Aus diesem Grund konnte die Frage nach einer kritischen Periode in der Entwicklung des Gleichgewichtssinns erst nach der regelmäßigen Eingliederung von Tierexperimenten in Raumflüge beantwortet werden. Hieraus zog Horn den Nutzen und schickte je nach Ziel der Untersuchungen, ob also einer anatomischen Fragestellung nachgegangen werden sollte, oder Verhalten und Physiologie mit Mittelpunkt standen, ausgewählte Modell-Tierarten auf einen mehrtätigen Raumflug. In den vergangenen 20 Jahren seiner gravitationsbiologischen Forschung kamen auf diese Weise Salamander, Fische, Krallenfrösche, Taufliegen, Grillen und Skorpione zum Einsatz. Als allgemeiner Befund dieser Untersuchungen kam heraus, dass sich nach einem Raumflug eher das Verhalten und die Physiologie der Versuchstiere verändert hatten als die Struktur von Nervenzellen oder Sinneszellen. 

Als seine über die Jahre gesehen erfolgreichsten Vorhaben können die mit dem Krallenfrosch Xenopus laevis bezeichnet werden.  Zwischen 1993 und 2008 konnte er 4-mal Embryonen oder Kaulquappen dieses Amphibs auf 9- bis 12-tägige Flüge in den Weltraum schicken. Die Befunde führten - nach einem Zeitraum von ca. 25 Jahren zwischen Einreichung eines diesbezüglichen Experimentvorschlags beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Jahr 1985 und der vollständigen Auswertung der Untersuchungen des letzten Weltraumexperiments XENOPUS im Jahre 2008 - zu einer eindeutigen Aussage über die Existenz einer kritischen Periode in der Entwicklung des vestibulookularen Reflexes, der bekanntlich als Ausdruck der Leistung des Schweresinns angesehen werden kann. Zur großen Überraschung fand Horn auch, dass die Entwicklung des Schwanzes eine kritische Periode besitzt.
Ein Höhepunkt in der Arbeit von Horn war in den Jahren 2001 und 2002 die Eingliederung von Schülern aus Ulm in den Soyuz/ISS-Flug Andromède. Bei diesem zusammen mit französischen Schülern aus Nancy durchgeführten Vorhaben wurden die Schüler nicht nur in die Grundlagen der Weltraumbiologie und ihrer Techniken eingeführt, sondern sie konnten auch ihr eigenes Weltraumexperiment über das Schwimmverhalten von Kaulquappen durchführen. Die Befunde präsentierten sie später auf internationalen Tagungen.Horns Projekte wurden seit 1989 ohne Unterbrechung vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) aus Mitteln der Bundesforschungs- und des Bundswirtschaftsministerium finanziert. Hinzu kamen Mittel aus der Weltraumindustrie, insbesondere EADS/Astrium, Friedrichshafen, und Kayser Italia, Livorno. Das Schülerprojekt wurde maßgeblich mit durch die Bildungsoffensive der Stadt Ulm getragen.  Seit seinem Übergang in den Ruhestand im August 2007 leitete Horn die Arbeitsgruppe Gravitationsphysiologie ehrenamtlich. Mit Horns endgültigen Abschied von der Universität zum 30. Juni 2010 stellt auch die Arbeitsgruppe ihre erfolgreiche Arbeit an der Universität Ulm ein.

 



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