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[...] Auch bei den Forschungsbauten ist die UMG zuversichtlich: So sei erst kürzlich die Finanzierung eines Neubaus für das Institut für Auditorische Neurowissenschaften für 36 Millionen Euro gelungen. [...]

Darüber, wie das Hören funktioniert, spricht Prof. Tobias Moser zum Auftakt der öffentlichen Ringvorlesung der Göttinger Universität. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eines Göttinger Exzellenzclusters berichten von ihren Forschungen.

Researchers are trying to improve the way people with cochlear implants perceive speech and music in noisy surroundings.
If Beethoven, who died in the early 1800s, had gone deaf today, his experience would have been very different. That is thanks to the cochlear implant. Developed in the 1960s, it is the first ever bionic device created to restore a sensory organ and has now been fitted in over a million people. Although not perfect, almost every recipient will eventually understand speech, even in modest background noise. Yet, beside incremental improvements to the implant’s algorithms and coding systems over 40 years of operation, the underlying technology has largely remained unchanged, even though the number of research publications on the topic have tripled per decade in the last 30 years. This could soon change. New research is seeking to combine gene therapy with improvements in the mechanical engineering of the cochlear implant to improve hearing outcomes for patients.

Einen Hörverlust bemerken viele erst, wenn er schon fortgeschritten ist. Eine Verbesserung bringen Hightech-Geräte. Am Institut für Auditorische Neurowissenschaften der UMG Göttingen wird derzeit ein optisches Cochlea-Implantat entwickelt, das durch Licht präziser arbeiten soll als die herkömmliche elektrische Variante. Was dahinter steckt und wann eine Hörhilfe nötig ist, sagt Lennart Roos, Mitarbeiter des Forschungs-Teams.

Bei manchen Menschen beginnt er schon mit 50, bei anderen erst mit 70 Jahren: schleichender Hörverlust. Das Absterben der Sinneszellen im Innenohr (Haarzellen) kann genetisch bedingt sein. Doch es gibt immer bessere Mittel, den Prozess aufzuhalten, das Hörvermögen zu verbessern oder wieder herzustellen.

Einen Hörverlust bemerken viele erst, wenn er schon fortgeschritten ist. Eine Verbesserung bringen Hightech-Geräte. Am Institut für Auditorische Neurowissenschaften der UMG Göttingen wird derzeit ein optisches Cochlea-Implantat entwickelt, das durch Licht präziser arbeiten soll als die herkömmliche elektrische Variante. Was dahinter steckt und wann eine Hörhilfe nötig ist, sagt Lennart Roos, Mitarbeiter des Forschungs-Teams.

Eine Arbeitsgruppe des Göttinger Exzellenzclusters Multiscale Bioimaging arbeitet an einem op­togenetischen Cochlea Implantat (oCI). Für ihre Arbeit erhalten sie jetzt mehr als eine Million Euro aus dem Projekt „SPRUNG“ des Landes Niedersachsen und der Volkswagen Stiftung.

Das Göttinger Team um Tobias Moser, Direktor des Instituts für Auditorische Neurowissenschaften der Univer­sitätsmedizin Göttingen und Sprecher des Exzellenzclusters Multiscale Bioimaging setzt auf die Optogenetik als moderne Schlüsseltechnologie für das „Hören mit Licht".

Weltweit erstmals: Forschenden der Universitätsmedizin Göttingen und des Institute for Bioengineering of Catalonia in Spanien ist es gelungen, das Gehör in vivo durch Licht zu stimulieren – ohne eine genetische Manipulation.

Innenohr-Prothesen oder sogenannte Cochlea-Implantate (CI) werden seit vielen Jahren erfolgreich für die Wiederherstellung des Hörens bei Gehörverlust eingesetzt. Die begrenzte spektrale Auflösung bisheriger CIs macht aber Betroffenen das Verstehen von Sprache im Hintergrundgeräusch und das Hören von Musik nur schwer möglich. Um diese Grenzen zu überwinden, forschen Wissenschaftler*innen am Exzellenzcluster „Multiscale Bioimaging: Von molekularen Maschinen zu Netzwerken erregbarer Zellen“ (MBExC) der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) kontinuierlich an der Weiterentwicklung des CIs. Prof. Dr. Tobias Moser, Direktor des Instituts für Auditorische Neurowissenschaften/InnenOhrLabor, UMG, und Sprecher des MBExC, und sein Team haben bereits Pionierarbeiten auf diesem Gebiet geleistet.

Ein Implantat aus Göttingen ist für weltweit eine Millionen schwer hörgeschädigter Menschen eine große Hoffnung. Jetzt gibt es Unterstützung für die klinische Erprobung.

Für 2026 ist eine klinische Versuchsreihe mit Patienten an der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) geplant, wie Professor Tobias Moser sagt. Davor muss aber weiter geforscht und entwickelt werden. Beteiligt sind auch Forscher des Göttinger Exzellenzclusters „Multiscale Bioimaging“, dessen Sprecher Tobias Moser ist.
Jetzt wird eine Studie am Menschen und letztlich auch ein möglicher Einsatz des opto-genetischen Cochlea-Implantats wahrscheinlicher – durch eine kräftige Fördersumme: Das Land Niedersachsen und die VolkswagenStiftung stellen eine Million Euro aus dem Programm „Niedersächsischen Vorab“ – das laut Wissenschaftsminister Björn Thümler (CDU) demnächst „Sprung“ heißt. Mosers Freude über die Geldspritze ist groß: „Ich möchte dem Land Niedersachsen ausdrücklich für die Unterstützung danken.“ Ministerpräsident Stephan Weil habe bei seinem UMG-Besuch der „großes Interesse an diesem translationalen Projekt bekundet“, sagt Moser und fügt an: „Die nun gewährte Landesförderung ist ein sehr wichtiger Schritt bei der Vorbereitung der klinischen Prüfung.“

Göttingen Cochlea-Implantate ermöglichen Menschen mit hochgradigem Hörverlust einen Gewinn an Lebensqualität: Sie helfen ihnen, gesprochene Worte zu verstehen und eine normale Sprache zu entwickeln. Als problematisch gelten jedoch Hintergrundgeräusche, heißt es in einer Mitteilung des Deutschen Primatenzentrums (DPZ) Göttingen. Diese beeinträchtigten das Sprachverständnis von Menschen mit Cochlea-Implantat erheblich. Das Team um Tobias Moser vom Institut für Auditorische Neurowissenschaften und „InnenOhrLabor“ der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) und von der Forschungsgruppe Auditorische Neurowissenschaften und Optogenetik am DPZ arbeitet deshalb daran, die Cochlea-Implantate zu verbessern. Nun ist dem Team ein weiterer wichtiger Schritt zur Entwicklung des optischen Cochlea-Implantates gelungen, so das DPZ.

Ein Rauschen oder Klingeln im Ohr haben die meisten vermutlich schon einmal erlebt. Für viele sind diese Phantomgeräusche jedoch permanentes Übel. Nach Angaben des Vereins Deutsche Tinnitus Liga leiden derzeit circa drei Millionen Menschen in Deutschland unter einem chronischen Tinnitus, also Ohrgeräuschen, die länger als drei Monate anhalten. Wie es jedoch genau zu diesen Phantomgeräuschen kommt, ist noch nicht völlig geklärt. Den Wissenschaftlern des Magdeburger Leibniz-Instituts für Neurobiologie (LIN) gelang es unter der Leitung von Frank Ohl, Licht in die Hirnprozesse zu bringen, die dem Tinnitus zugrunde liegen könnten (Front. Neurosci. 14: 598406).

Zwischen dem Beginn der Arbeiten und der jetzigen Veröffentlichung liegen jedoch einige Jahre. „Wie lange das gedauert hat, will ich fast gar nicht sagen“, scherzt Marcus Jeschke, einer der beiden Erstautoren der Studie und heute Leiter der Gruppe Kognitives Hören bei Primaten am Deutschen Primatenforschungszentrum in Göttingen. Die Experimente seien schon 2011 durchgeführt worden. Der Grund für die späte Veröffentlichung liege laut Jeschke in der interdisziplinären Natur des Projektes, das in Zusammenarbeit mit dem ehemaligen Magdeburger Kollegen Holger Schulze, heute Leiter der Experimentellen HNO-Heilkunde an der Friedrich-Alexander-Universität Nürnberg, entstanden sei.

Mitautor Schulze war es, der die Forschung zu diesem Thema überhaupt angestoßen hat, erinnert sich Max Happel, ebenso Erstautor der Studie und heute Leiter der AG CortXplorer am LIN: „Er war der Erste von uns, der sich mit Schalltraumata beschäftigt hat. Davon ausgehend haben Marcus und ich dann mit ihm in Magdeburg eine Kooperation begonnen.“ Jeschke ergänzt: „Wir haben uns dort seit langem mit den Zusammenhängen zwischen dem Hörsystem und Lern- sowie Gedächtnisphänomenen beschäftigt. Das heißt, Plastizitätsphänomene haben in unseren Arbeiten schon immer eine Rolle gespielt. Dabei kam irgendwann die Frage auf, was sich denn im Gehirn ändert, wenn ein Tinnitus entsteht oder ein Schalltrauma ausgelöst wird.“

Dieser Frage gingen die Forscher mithilfe Mongolischer Wüstenrennmäuse (Meriones unguiculatus) nach. Diese exotisch anmutenden Versuchstiere seien in der Hörforschung jedoch gang und gäbe, wie LIN-Wissenschaftler Happel schildert: „Das Hörsystem dieser Wüstenrennmäuse ist relativ gut untersucht. Wir wissen anatomisch und physiologisch sehr genau, wie die Schallwellen von der Hörschnecke, der Cochlea, über das zentrale Nervensystem bis in die Hörrinde, dem auditiven Kortex, transportiert werden.“ Zudem sei der Frequenzbereich, in dem die Tiere hören und kommunizieren, dem des Menschen sehr ähnlich.

Die Neurowissenschaftler setzten die Wüstenrennmäuse 75 Minuten lang einem Ton von zwei Kilohertz mit einem Schalldruckpegel von 115 Dezibel aus. Dies entspricht etwa der Lautstärke bei einem Rockkonzert, das in unmittelbarer Nähe der Lautsprecher genossen wird. Anschließend maßen die Forscher die Aktivierbarkeit des auditiven Kortex. Happel: „Direkt nach dem Schalltrauma ist bereits der Cochleateil geschädigt, der diesen Frequenzbereich abdeckt. Da der Input aus der Hörschnecke nun stark abgeschwächt ist, kommt es im Kortex zu Adaptationen.“ Selbst mit sehr lauten Tönen ließe sich die Hörrinde über den thalamischen Input dann nur noch sehr schwer aktivieren. Die sogenannte Schwellenverschiebung tritt ein. Der Kortex ist jedoch einen kontinuierlichen thalamischen Input dieses Frequenzbereichs gewöhnt und fängt an, den Wegfall zu kompensieren. „Wir konnten zeigen, dass die kortikalen Bereiche in diesem Fall beginnen, sich stärker mit ihren Nachbarn zu unterhalten“, erzählt Happel weiter.

„Man kann dies nun so interpretieren“, resümiert Marcus Jeschke, „dass das Gehirn die anderen Eingänge verstärkt, um die durch das Schalltrauma entstandene Frequenzlücke zu schließen. Wir gehen davon aus, dass bei allen signalverarbeitenden Vorgängen über einen langen Zeitraum betrachtet stets ein gleichförmiger Zustand aufrechterhalten wird.“ So würden synaptische Verschaltungen beispielsweise am Tage verstärkt, wenn gelernt wird. In der Nacht werde die Gesamtaktivität aber wieder heruntergefahren, sodass in der Summe eine Art Gleichgewicht, die Homöostase, erreicht wird. „Nun kann das auditorische System diese im Schädigungsbereich nicht mehr ohne Weiteres leisten, da es ja keinen Input mehr gibt“, fährt Jeschke fort. Es wäre also denkbar, dass die Homöostase dann nur über die Aktivierung aus den anderen Kortexbereichen möglich ist.

What's next? Enter optogenetics.

(Göttingen) Hören ist einer unserer wichtigsten Sinne. Störungen des Gehörs sind recht häufig: Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) leiden etwa 466 Millionen Menschen, also fünf Prozent der Weltbevölkerung, unter einer versorgungsbedürftigen Schwerhörigkeit. Die elementaren Prozesse des Hörens zu verstehen, ist eine wichtige Voraussetzung, um Schwerhörigkeit besser behandeln zu können.

Özge Demet Özçete und Prof. Tobias Moser, beide Wissenschaftler am Institut für Auditorische Neurowissenschaften der Universitätsmedizin Göttingen (UMG), konzentrierten sich auf den ersten Kommunikationspunkt zwischen den Haarsinneszellen und Nervenfasern, die Synapsen, um diese Frage zu untersuchen. Sie fanden heraus, dass die etwa fünfzehn Synapsen einer inneren Haarzelle unterschiedliche Empfindlichkeits- und Antworteigenschaften haben.

Für ihre Untersuchungen setzen sie auf ein neuartiges simultanes Bildgebungsverfahren, mit dem sich ein- und ausgehende Signale an einzelnen Synapsen zeitgleich beobachten lassen. Die Hörforscher zeigten auf, dass die Synapsen einer einzelnen Haarsinneszelle unterschiedliche Empfindlichkeiten haben und verschieden auf die gleiche Stimulation reagieren.

Der Promotionspreis 2021 der Studienstiftung des deutschen Volkes geht an den Neurowissenschaftler Alexander Dieter.

(Göttingen) Dr. Alexander Dieter, Nachwuchswissenschaftler in den Neurowissenschaften, ist von der Studienstiftung des deutschen Volkes mit einem von zwei zu vergebenden Promotionspreisen 2021 ausgezeichnet worden. Dies teilt die Universitätsmedizin Göttingen (UMG) mit.

„Er erhielt den Preis für seine Doktorarbeit, die er am Institut für Auditorische Neurowissenschaften der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) unter Leitung von Prof. Tobias Moser verfasst hat“, heißt es in einer Mitteilung der UMG.

„Die Arbeit hat zum Ziel, Menschen mit schwerem Hörverlust wieder ein gutes Hören zu ermöglichen“, heißt es in der Mitteilung weiter. Heute gelinge dies mit sogenannten Cochlea-Implantaten, die auf elektronischen Reizen basieren, aber eine Reihe von Nachteilen aufweisen. Dieters Forschung lege den Grundstein für Implantate, die mittels einer optischen Stimulation des Hörnervs eine entscheidende Verbesserung beim Hören erzielen.

Eine grundlegende Verbesserung des Hörens mit einem Cochlea-Implantat könnte in Zukunft erreicht werden, wenn es gelingt, den Hörnerv zielgenau mit Licht zu reizen. Da sich Licht – im Vergleich zu elektrischem Strom – besser räumlich eingrenzen lässt, würde es eine präzisere Anregung des Hörnervs ermöglichen.

Licht statt Strom

Auf dem Weg zur Entwicklung eines optischen Cochlea-Implantats sind jetzt Göttinger Hörforscher um Prof. Dr. Tobias Moser gemeinsam mit einem von Dr. Patrick Ruther geleiteten Team von Ingenieuren des Instituts für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg einen großen Schritt vorangekommen. Da der Hörnerv natürlicherweise nicht auf Licht reagiert, muss er durch gentherapeutische Eingriffe zunächst lichtempfindlich gemacht werden...

„Nach UMG-Angaben zeigen die Ergebnisse: Optische CIs basierend auf Mikro-Leuchtdioden (μLED) regen den gentechnisch veränderten Hörnerv mittels Licht mit großer Präzision an. „Dies ist ein wichtiger Meilenstein bei der Entwicklung zukünftiger klinischer optischer Cochlea-Implantate. Wir sind damit einen großen Schritt in Richtung klinischer Anwendbarkeit künftiger optischer Cochlea-Implantate vorangekommen“, sagt der Senior-Autor der Publikation Prof. Tobias Moser, Direktor des UMG-Instituts für Auditorische Neurowissenschaften und Sprecher der Exzellenzclusters Multiscale Bioimaging (MBExC).

„Die Studie ist ein gutes Beispiel dafür, welche Möglichkeiten die skalenübergreifende Bildgebung im neuen Göttinger Exzellenzcluster ,Multiscale Bioimaging’ eröffnet“, sagt Prof. Tobias Moser, Direktor des Instituts für Auditorische Neurowissenschaften der UMG. „Nur durch die Kombination von Licht- und Elektronenmikroskopie konnten diese Prozesse über Längenskalen von wenigen Milliardstel Metern bis zirka 100 Millionstel Meter untersucht werden und der wahrscheinliche Kopplungsmechanismus offengelegt werden“, ergänzt Moser.

Jana is a Postdoc in the lab of Prof. Dr Christian Rosenmund at Institute of Neurophysiology, Charité Universitätsmedizin, Berlin, investigating the morphology of neuronal synapses during and after exocytosis. Özge Demet is a Postdoc in the lab of Prof. Dr Tobias Moser at Institute for Auditory Neuroscience, Göttingen, Germany, investigating synaptic physiology.

Die Forscher kombinieren Medizintechnik mit Optogenetik. Wissenschaftler der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) und der TU Chemnitz haben 2019 das Start-up OptoGenTech GmbH gegründet, um implantierbare Sonden für die optische Stimulation von Nervenzellen zu entwickeln. Das Team um Tobias Moser, Daniel Keppler, Christian Goßler und Ulrich Schwarz setzt dabei auf eine Kombination aus Biotechnologie und Medizintechnik, bei der insbesondere die Technologie der Optogenetik zum Einsatz kommt.

Für diesen Ansatz wurde das Start-up nun beim niedersächsischen Gründungswettbewerb Durchstarter in der Kategorie Science Spin-off ausgezeichnet.

Also besser keine Musik mehr hören? Händel-Festspiele adé? Prof. Moser hatte darauf eine alle in Erwägung gezogenen Präventionen dieser Art ad absurdum führende Antwort: „Ich würde mich freuen über jeden Rasenmäher, der eine Musik macht wie Erica Eloff.“

Im Rahmen des vom BMBF geförderten Forschungsprojektes „Optical CI“ wurde die neuartige Methode der Neurostimulation mittels Licht in Form eines optogenetischen Cochlea-Implantats erforscht. Die inomed Medizintechnik GmbH, das Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg sowie das Institut für auditorische Neurowissenschaften der Unimedizin Göttingen haben in intensiver dreieinhalb-jähriger Zusammenarbeit an der Entwicklung eines Cochlea-Implantats mit mikroskopisch kleinen Leuchtdioden (LEDs) gearbeitet. Darüber hinaus ist die Firma Med-El aus Innsbruck, Österreich, als Kooperationspartner eingebunden, was eine Besonderheit für ein deutsches Forschungsprojekt darstellt. Ende 2018 wurde das Forschungsprojekt erfolgreich abgeschlossen.

Er präsentiert Technik und Ideen für die Zukunft und soll neugierig machen auf Innovation. Zurzeit macht der „InnoTruck“ des Bundesforschungsministeriums Station in Göttingen: Ein Truck voll mit Forschung zum anfassen und begreifen auf kleinstem Raum.

Heute stelle „gesundes Leben“ die Forschergemeinschaft und Gesellschaft vor ganz andere Herausforderungen. Jetzt gehe es unter anderem darum, wie wir mit einer behandelten aber nicht geheilten Krankheit besser leben können: zum Beispiel mit der Impfkartusche, die ein Medikament sogar in Pulverform ohne Nadel injiziert oder mit Optogentechnik und Licht für besseres Hören.

Auf Initiative des Göttinger Institutes für Auditorische Neurowissenschaften und des „InnerEarLabs“ macht der Truck auch in Göttingen einen Stopp

In einem Truck können Besucher am Donnerstag und Freitag, 3. und 4. Mai, eine Ausstellung rund um Erfindungen und zukünftige Technologien besichtigen. Der „InnoTruck“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) hält vor dem Alten Rathaus, Markt 9, in Göttingen.

Das Institut für Auditorische Neurowissenschaften und das „InnerEarLab“ an der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) haben den Truck eingeladen. Tobias Moser, Direktor des Instituts für Auditorische Neurowissenschaften der UMG, zeigt, wie er genetisch veränderte Zellen mit Hilfe von Licht steuert. „Ich bin begeistert von der Idee und Umsetzung dieses mobilen Dialogforums, mit dem das Spektrum der naturwissenschaftlich-technischen Forschung in Deutschland vorgestellt wird“, erklärt Moser. Die Göttinger könnten nun „Spitzenforschung auf moderne und sehr anschauliche Art und Weise kennenlernen“, sagt der Direktor.

Ein Forschungsteam, zehn Fragen zum Thema Hören: Beat the Prof!

1: “Multiscale Bioimaging: von molekularen Maschinen zu Netzwerken erregbarer Zellen” Ziel ist es, die strukturellen und funktionellen Eigenschaften erregbarer Zellen in Herz und Hirn über mehrere Längenskalen hinweg zu verstehen. Um krankheitsrelevante, kleinste Funktionseinheiten in Herz- und Nervenzellen zu entschlüsseln, sollen innovative bildgebende analytische Methoden entwickelt und angewandt werden. Mit den Erkenntnissen sollen neue diagnostische und therapeutische Ansätze für Erkrankungen von Herz und Hirn ermöglicht werden. Sprecher des Vorhabens sind der Neurowissenschaftler Prof. Tobias Moser von der Universitätsmedizin Göttingen, die Chemikerin Prof. Claudia Steinem von der Uni und der Molekularbiologe Prof. Patrick Cramer vom Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie.

Die seit 2002 als Fachgebiet etablierte Optogenetik, die Zellen durch genetische Veränderung lichtempfindlich macht, eröffnet den Lebenswissenschaften ganz neue Perspektiven“, berichtet Tobias Moser vom Institut für Auditorische Neurowissenschaften der Universitätsmedizin Göttingen. Das Start-up baue auf Forschungen auf, die sein Göttinger Team an der Universitätsmedizin und am Deutschen Primatenzentrum in den vergangenen Jahren gemeinsam mit den Physikern Ulrich Schwarz (Chemnitz) und Patrick Ruther (Freiburg) durchgeführt habe.

„Physiologische Untersuchungen mittels der optischen Nanoskopie helfen, die kleinsten Funktionseinheiten unseres Körpers aufzuklären“, erklärt Dr. Nicolai Urban vom MPI für biophysikalische Chemie. Die elementaren Prozesse des Lebens finden auf sehr kleinem Raum im Bereich zwischen Millionstel (Mikro) und Milliardstel (Nano) Metern statt. Das zeigt sich auch bei Signalübertragung an Synapsen, den Kontaktstellen, über die Nervenzellen miteinander „sprechen“.

Hören, Sehen, Riechen, Schmecken und Tasten: Wie geht das eigentlich?
Die wissenschaftliche Wahrheit hinter diesen scheinbaren Selbstverständlichkeiten war am Sonnabend Thema im Göttinger Max-Planck-Institut für Experimentelle Medizin. Grund genug für die beiden Abteilungen der Göttinger Universität und die Mitarbeiter des Sonderforschungsbereichs „Zelluläre Mechanismen der sensorischen Verarbeitung“, Kindern und Jugendlichen, aber auch Erwachsen zu erklären, wie diese Sinne funktionieren und was die Forschung dazu sagt.

For the 360 million people worldwide who lack some or all of their ability to hear, technological interventions have already come a long way. But still, they're not perfect. Hearing aids don't translate certain frequencies as well as regular hearing, and some users find hearing interventions uncomfortable or are ideologically opposed to them. Soon that might all change. Scientists are working on a number of experimental techniques that may soon transform hearing interventions. That could greatly improve the quality of life for millions, who have been waiting a long time — the last major innovation in hearing technology occurred in 1985.

Der Hattrick ist perfekt: Zum dritten Mal in Folge geht der renommierteste deutsche Forschungspreis, der Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis, nach Göttingen. In diesem Jahr konnte ein Chemiker die Jury überzeugen.

Die Ursachen für eine seltene erbliche Schwerhörigkeit haben Göttinger Hörforscher aufgedeckt. Betroffene können leise Töne fast so gut wie Normalhörende wahrnehmen, aber gesprochene Sprache kaum verstehen.

Göttingen. Prof. Moser, Direktor des Instituts für Auditorische Neurowissenschaften, Sprecher des Sonderforschungsforschungsbereichs SFB 889 „Zelluläre Mechanismen Sensorischer Verarbeitung“ an der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) und Leibniz-Preisträger 2015, wird auch ausgezeichnet für seine bedeutende Vorarbeit für die weitere anwendungsbezogene Erforschung seines Fachgebiets, so die Begründung der Stiftung. Mit dem Ernst Jung-Preis für Medizin prämiert die Stiftung jährlich Wissenschaftler und Projekte, die durch ihre Arbeit Fortschritte in der medizinischen Therapie vorbereiten. Der Preis ist mit 300 000 Euro dotiert. Moser teilt sich Auszeichnung und Preisgeld mit dem Strukturbiologen Prof. Nenad Ban, ETH Zürich. Moser ist führend in der Erforschung der Synapsen im Innenohr und international an vorderster Spitze in der Erforschung der Physiologie und Pathophysiologie des Innenohrs. Wie werden Geräusche von unserem Gehör aufgenommen? Wie erhalten wir innerhalb weniger Sekundenbruchteile eine akustische Information? Schallwellen treffen auf das Ohr und werden von den Sinneszellen der Cochlea in elektrische Signale umgewandelt, die unser Gehirn wahrnehmen und verarbeiten kann. Diese blitzschnell ablaufenden Prozesse der synaptischen Schallkodierung auf molekularer Ebene zu verstehen, ihre Pathologie zu untersuchen und Gentherapien zu entwickeln, sind die Forschungsziele von Moser und seinen Mitarbeitern. Sie erarbeiten wichtige Grundlagen auf dem Gebiet, das mittlerweile von weltweit mehr als 20 Arbeitsgruppen sehr aktiv erforscht wird. Seit 2008 leisten die Forscher zudem Pionierarbeit bei der Etablierung des optogenetischen Cochlea-Implantats. Ihre Erkenntnisse versprechen Verbesserungen in einer neu zu entwickelnden Generation von Innenohrimplantaten, bei denen die Fasern des Hörnervs mit Licht gereizt werden. In seiner Forschung ist Moser eng vernetzt mit anderen Forschungseinrichtungen. So leitet er in Göttingen die Arbeitsgruppe „Auditorische Neurowissenschaften und Optogenetik“ am Deutschen Primatenzentrum, die Arbeitsgruppe „Synaptische Nanophysiologie“ am Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie sowie die Arbeitsgruppe „Auditorische Neurowissenschaften“ am Max-Planck-Institut für Experimentelle Medizin. chb/r

Göttinger Hörforscher stellen fest: Das Ohr setzt Synapsen mit verschiedenen Eigenschaften ein. Der menschliche Hörsinn verarbeitet einen großen Bereich an Lautstärken. Wie schafft es das Ohr etwa, über eine Million Schalldruckvariationen zu verarbeiten?

Can light restore hearing in deaf people? Researchers hope that through optogenetics, they can use micro-LED lights to make better cochlear implants than those used by deaf people today (...)

Fühlende Kunsthände, Hören mit Licht, Sehkraft für Blinde – Prothesenforscher stellen in Göttingen ihre neuesten Ideen vor.

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Das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und Kultur fördert zwölf Spitzenforschungskonzepte der Hochschulen mit insgesamt 11,6 Millionen Euro aus Mitteln des Niedersächsischen Vorab der VolkswagenStiftung. Darunter sind fünf Vorhaben der Universität Göttingen.

Eine neue Therapie macht Nervenzellen empfindlich für Licht. Das könnte gegen Netzhauterkrankungen helfen, aber auch gegen Schwerhörigkeit und chronische Schmerzen

(...) Auch hochgradig Schwerhörigen könnte die optogenetische Behandlung helfen, so Hegemann. Der Göttinger Hörforscher Tobias Moser arbeitet daran, Cochlea-Implantate so umzugestalten, dass mit ihnen Schall in Licht umgewandelt wird. Dann würde der Hörnerv nicht wie bislang bei diesen Prothesen üblich, elektrisch stimuliert, sondern optogenetisch. (...)

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TAls 1984 die ersten Cochlea-Implantate auf den Markt kamen, war das eine Revolution. Viele Skeptiker hatten es für unmöglich gehalten, dass man tatsächlich mit elektrischen Impulsen Klänge und Sprache hörbar machen kann. Nun streben Forscher eine neue Revolution an: das Hören per Licht. Die sogenannte optogenetische Stimulation des Hörnervs ist sehr präzise. Anfang Oktober ist ein Verbundprojekt gestartet, das vom Bundesforschungsministerium gefördert wird. Gemeinsam mit Wissenschaftlern entwickelt die inomed Medizintechnik GmbH eine neue Generation von Cochlea-Implantaten.

Tobias Moser – Gewinner des Leibniz-Preises 2015 – forscht am Gehör, genauer: den Haarzellen der Cochlea. In einem Gespräch mit vielen Hintergrundgeräuschen auf der NWG 2015 ging es unter anderem um unbemerkte Hörschäden und Taubheit durch hohe Temperatur.

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Etwa 360 Millionen Menschen leiden nach Schätzung der Weltgesundheitsorganisation (WHO) an einer maßgeblichen Schwerhörigkeit. Göttinger und Berliner Wissenschaftler sind nun dem Verständnis von Hören wie der Behandlung der Schwerhörigkeit einen Schritt nähergekommen.

Forscher aus Göttingen und Berlin haben einen Weg für eine Gentherapie bei bestimmten Formen von Schwerhörigkeit gefunden. Die Wissenschaftler untersuchten den Mechanismus, der die extrem schnelle Signalübertragung von den Innenohrzellen zu den Zellen des Hörnervs im Gehirn ermöglicht: Wie eine Art molekulare Müllabfuhr sorgen zwei Eiweiße dafür, dass in den Synapsen nach jeder Signalübertragung sofort Platz für die nächste geschaffen wird.

For decades, the only remedies for hearing loss were devices such as hearing aids or cochlear implants. Now, the first pharmaceutical treatments may be on the way.

(...) Meanwhile, other groups of researchers aim to more precisely stimulate neurons in the inner ear by targeting them with light rather than electricity. While electricity from a cochlear implant scatters as it travels through the fluid-filled cochlea, light can shoot through fluids with minimal scattering. Tobias Moser at the University of Göttingen in Germany, for example, has engineered neurons of the inner ears of deaf rodents to express the light-sensitive protein channelrhodopsin-2, resulting in animals that show activity in the auditory brain stem in response to light stimulation. (...)

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Statt auf elektrische Reize könnten taube Ohren in Zukunft auf Lichtimpulse hören. Das ist ein praktisches Anwendungsbeispiel der Optogenetik, an der der Göttinger Arzt Tobias Moser forscht. Für seine Forschungen am Innenohr und die Schallübertragung ins Gehirn hat er in diesem Jahr den Gottfried-Wilhelm-Leibniz-Preis bekommen. In den O-Tönen erklärt er, wofür die Optogenetik taugt und wie lange es noch dauert, bis Menschen davon profitieren.

Moser antwortet auf folgende Fragen:
1. Zur Einführung: Was ist Optogenetik?
2. Sie sagen damit ja praktisch, dass die bisherigen Cochlea-Implantate schlecht sind. Wann kann das optogenetische Implantat besser?
3. Wie können zerstörte Nerven leitfähig werden?
4. Wie kommt die Genetik ins Spiel?
5. Woher wissen Sie, dass die Viren für den Menschen unschädlich sind?
6. Wann könnte das eine Therapie für Menschen sein?

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Die Max-Planck-Gesellschaft hat den Göttinger Universitätsprofessor Tobias Moser zum Fellow berufen. Ab Januar 2016 wird der Hörforscher zu den 60 Hochschulwissenschaftlern zählen, die an Max-Planck-Instituten Mittel und Infrastruktur für eine Arbeitsgruppe erhalten.

Der Versuch, beim Göttinger Altstadtlauf die Langstrecke über 10.450 Meter auszuprobieren, gipfelte für Josephine „Josey“ Mintel im totalen Triumph.
Die für die LG Göttingen startende US-Amerikanerin ließ die lokale und überregionale Konkurrenz locker hinter sich, gewann die Frauen-Wertung in 41:47,7 Minuten mit knapp einer Minute Vorsprung vor der Recklinghäuserin Sophia Salzwedel sowie zwei Minuten vor der Göttingerin Sanna Almstedt und zeigte auch dem Großteil der männlichen Konkurrenten die Fersen. In der Gesamtwertung belegte die 24-Jährige unter 466 Startern Platz 22.

Göttinger Hörforscher haben neue molekulare Details zur Signalumwandlung in den Sinneszellen der Hörschnecke herausgefunden. Sie konnten ein Protein identifizieren, das für die Verankerung von Kalziumkanälen an den speziellen Bändersynapsen der inneren Haarzellen verantwortlich ist.Fehlt dieses Protein RIM2 oder ist es genetisch verändert, werden die Kalziumkanäle in zu geringer Anzahl angelegt. Die Folge: Die Bändersynapsen funktionieren nicht mehr richtig. Die Ergebnisse weisen auf Ursachen für mögliche Störungen bei der Umwandlung oder der Weiterleitung des Hörsignals hin. Diese können zu Schwerhörigkeit führen.

Drei in einem Forschungverbund tätige Göttinger Neuro-Wissenschaftler erhalten je 2,5 Millionen Euro in den nächsten fünf Jahren aus dem EU-Eliteförderprogramm ERC Advanced-Grants.
Das Geld geht an Professoren, die in der international erfolgreichen Göttinger „Neuro-Szene“ fest eingebunden sind: Nils Brose (Direktor Molekulare Neurobiologie am Max-Planck-Institut für Experimentelle Medizin), Tobias Moser (Direktor Institut für Auditorische Neurowissenschaften der Universitätsmedizin Göttingen) und Klaus-Armin Nave (Direktor Abteilung Neurogenetik am Max-Planck-Institut für Experimentelle Medizin).
Der Zuschlag ist umso bemerkenswerter, da die Zahl der europaweit vergebenen Grants in diesem Jahr um ein Drittel gekürzt werden – weil so viele Anträge vorlagen. Die drei Göttinger Professoren haben sich gegen 2000 Mitbewerber behauptet.

Click here to read the full article of HNA.

Mit Innenohrprothesen können Gehörlose Sprache verstehen, Musik aber klingt oft blechern. Nun entwickeln Forscher Implantate, die dem natürlichen Hören näherkommen sollen.

Wie sieht Musik aus? Wie fühlt sie sich an? Wer Mitte Februar jenes Konzert besuchte, das junge Künstler und Wissenschaftler an der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) aufführten, der konnte Klänge sehen und Schallwellen spüren.
Bei der Komposition „New Soundscapes“ entstand auf der Leinwand zu sphärischen Klängen von Harfe und Kontrabass ein Feuerwerk aus Licht. Je lauter die Töne, desto intensiver die Farben. Das Akkordeonstück „Slicing“ bestand nur aus Rausch- und Knackgeräuschen. Bei der Komposition „Luft“ hielten die Zuhörer Ballons in den Händen – um so die Vibration der Musik zu fühlen.
„Klang wird auf verschiedene Arten wahrgenommen, von denen das Hören die wichtigste ist, aber nicht die einzige“, sagt Waldo Nogueira vom Hörzentrum der MHH. „Bei manchen Stücken haben wir bewusst auf Melodien und Harmonien verzichtet, damit sich nicht ein Teil des Publikums ausgegrenzt fühlt.“ Denn für viele Besucher des Konzerts „musIC 2.0“ klangen Melodien eben nicht melodiös. Sie tragen sogenannte Cochlea-Implantate (CI), elektrische Hörprothesen, bei denen ein mit winzigen Elektroden bestücktes Band die Sinneszellen in der Hörschnecke (Cochlea) ersetzt; der Schall wird in elektrische Impulse umgewandelt und über Nervenbahnen zum Gehirn geleitet (siehe Grafik). Rund 40000 gehörlose oder stark schwerhörige Deutsche haben bereits solche Neuroprothesen. Viele von ihnen verstehen Sprache, ohne von den Lippen ablesen zu müssen. Kinder, die gehörlos zur Welt kommen und ihre künstlichen Höreindrücke nicht mit Erinnerungen abgleichen können, lernen mithilfe ihrer CIs meist sprechen – vor allem wenn sie das Implantat früh eingesetzt bekommen.
Die Welt der Musik jedoch ist für CI-Träger schwer zugänglich. Zu begrenzt sind die Möglichkeiten des Ersatzgehörs, den komplexen Kosmos aus Melodien und Harmonien, Rhythmen und Klängen, lauten und leisen Tönen abzubilden.
Das intakte Gehör verfügt über rund 3500 innere Haarzellen, die Schall in Nervenimpulse umwandeln. Beim CI müssen ein bis zwei Dutzend Elektroden genügen, um sämtliche Höreindrücke wiederzugeben. Die Zahl der sinnvoll einsetzbaren Kontakte wird von einem physikalischen Effekt begrenzt: Von jeder Elektrode breitet sich der Strom weit aus, das schränkt die Auflösung ein. Ein Impuls regt dann nicht nur die Nervenzellen am Sitz der Elektrode an, sondern immer auch die in ihrer Nachbarschaft – die bereits andere Tonhöhen verarbeiten. „Das ist so, als würde jemand nicht mit den Fingern Klavier spielen, sondern mit dem ganzen Unterarm“, erklärt Elektroingenieur Les Atlas von der University of Washington in Seattle.
Lässt sich die Musikwahrnehmung trotz dieser Probleme verbessern? Für Wissenschaftler wie Ingenieur Nogueira ist das die entscheidende Herausforderung, um die Hörhilfen technisch weiterzuentwickeln. Weltweit tüfteln Mediziner und Ingenieure derzeit an Verfahren, mit denen Cochlea-Implantate die Vielfalt der Klänge genauer wiedergeben sollen. Denn gelänge es, Musik besser aufzulösen, dann würde sich auch das alltägliche Hören mit Implantat verbessern.
„Wenn wir es schaffen, die Tonhöhenauflösung der Implantate zu steigern“, hofft der Hals-Nasen-Ohren-Arzt Tobias Moser vom Institut für auditorische Neurowissenschaften der Universitätsmedizin Göttingen, „wird das nicht nur den Genuss von Musik steigern – auch bei gesprochener Sprache wären Tonfall und Sprachmelodie besser zu hören und die Betroffenen kämen im Störschall besser zurecht.“ Viele seiner Patienten, sagt er, seien nach Situationen mit vielen parallelen Gesprächssträngen vollkommen erschöpft.
Was Moser vorhat, kommt in der Tat einer technischen Revolution gleich. Der Mediziner will ein vollkommen neues Cochlea-Implantat entwickeln – mit einer Präzision der Klangwiedergabe, die herkömmliche Innenohrprothesen kaum je erreichen könnten.
Für seine Erkenntnisse zur molekularen Funktion der Synapsen in der Hörbahn erhielt der Mediziner im März den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis – auch deshalb, weil die Entdeckungen viel therapeutisches Potenzial haben. Licht, so seine Überlegung, lässt sich besser fokussieren; die räumlich präzise Anregung weniger Nervenzellen wäre viel genauer als mithilfe von Strom.
Optogenetik heißt das junge Forschungsfeld, das Moser für seine Vision nutzen will: In die Nervenzellen werden dabei winzige molekulare Schalter eingebaut. Fällt dann ein Lichtstrahl auf die so präparierte Zelle, leitet sie das Signal ans Gehirn weiter. Bei Labormäusen haben Moser und sein Forscherteam bereits gezeigt, dass sich entsprechend veränderte Nervenzellen durch Licht stimulieren lassen.
Bis zur Anwendung in Neuroprothesen sind aber noch praktische Probleme zu lösen. So müssten die molekularen Schalter mittels Viren in die Zellen geschleust werden, die natürlich keine Nebenwirkungen für die Patienten haben dürfen.
„Wir wissen auch noch nicht, ob blaues oder rotes Licht besser funktioniert“, sagt Moser. Freiburger Forscher entwickeln derzeit Mikro-Leuchtdioden auf biegsamem Trägermaterial, das sich in die Windungen der Hörschnecke schmiegen könnte.
„Die ersten Empfänger würden wohl Implantatträger sein, die einen besonders hohen Anspruch ans Hören haben“, sagt der Mediziner. Freiwillige gibt es schon: Fast täglich melden sich Patienten bei ihm, um zu erfahren, wann die klinischen Tests für das Hören mit Licht beginnen.
Schon früher könnten Patienten jene Erkenntnisse zugutekommen, die Ingenieur Nogueira aus seinem Konzertprojekt „musIC 2.0“ ableiten will. Nicht die Implantate selbst möchte er verbessern, sondern die Software, die den Schall in digital codierte Signale wandelt. „Da gibt es noch viel zu gewinnen“, sagt er.
Auch CI-Forscher Atlas hat ein spezielles Programm entwickelt, das Musik besser wahrnehmbar machen soll. Sein Algorithmus leitet nicht nur Informationen über die Tonhöhe an das Gehirn weiter, sondern auch über die sogenannten Obertöne, die wiederum die Klangfarbe bestimmen.
Australische Wissenschaftler setzen an anderer Stelle an: Sie wollen über einen Gentransfer Zellen dazu bringen, Wachstumsfaktoren herzustellen, die ihrerseits Nerven zum Wachstum anregen.
Im Tierexperiment hatten die Forscher der University of New South Wales in Sydney bereits Erfolg: Bei Meerschweinchen wuchsen die Nervenzellfortsätze näher an das Implantat heran – was dann dazu führte, dass die CI-versorgten Nager mehr Tonhöhen unterscheiden konnten als vor der Behandlung.
Doch bis solche verbesserten Implantate in die medizinische Praxis kommen, wird es vermutlich noch eine Weile dauern. Einstweilen wird es für viele CI-Träger ein mühsamer Gewöhnungsprozess bleiben, bis sie Sinfonien oder Opern wieder genießen können.
„Anfangs habe ich Musik regelrecht gemieden“, berichtet CI-Patientin Roswitha Rother, eine Besucherin des „musIC 2.0“-Konzerts in Hannover. Durch Medikamente, die sie wegen einer lebensbedrohlichen Infektion nehmen musste, ist sie ertaubt. Mit ihrem Implantat kann sie zwar wieder hören, doch ihre Flöte legte die frühere Hobbymusikerin schnell aus der Hand. Zu scheußlich war der neue Klang.
„Wie matschiger Brei“ seien ihr einstige Lieblingssongs erschienen, erinnert sich auch Susanne Herms aus Lüchow. „Früher habe ich morgens immer als Erstes das Radio eingeschaltet, das ging nach der Operation erst einmal nicht mehr.“
Herms war von Geburt an auf einem Ohr taub, mehrere Hörstürze nahmen ihr später das Gehör auf der anderen Seite, heute trägt sie zwei CIs. Wie Roswitha Rother hilft sie Forschern und Komponisten, Musik für Implantatträger zu entwickeln.
Herms und Rother haben sich an ihre neue Art zu hören gewöhnt. „Bei Liedern, die ich von früher kenne, kann ich Melodie und Gesang wieder wahrnehmen“, sagt Rother. Das wandlungsfähige Gehirn schafft es, Hörerinnerungen mit den neuen Eindrücken in Einklang zu bringen – doch nur, wenn die Betroffenen früher einmal hören konnten. Wichtiger noch wären die neuen Superimplantate deshalb wohl für all jene Menschen, die nie zuvor in ihrem Leben gehört haben.
Rother war inzwischen auch schon auf gewöhnlichen Konzerten. Und bei Susanne Herms läuft wieder das Radio.

Julia Koch

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Der Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis gilt als der wichtigste deutsche Forschungspreis: Am Dienstag wurde er in Berlin an acht Forscher verliehen, darunter ist der Mediziner Prof. Tobias Moser von der Universitätsmedizin Göttingen.

Am Dienstag, 3. März, wird dem Göttinger Forscher Tobias Moser, Universitätsmedizin Göttingen, der Gottfried-Wilhelm-Leibniz-Preis überreicht. Die Jury des wichtigsten deutschen Forschungsförderpreises würdigte Moser: Seine neuen konzeptionellen wie technischen und experimentellen Ansätze haben Maßstäbe gesetzt, die nun mit dem Leibniz-Preis gewürdigt werden.