Schneller Schlau, der Wissenspodcast von PM trifft das Helmholtz-Zentrum Herion. Willkommen bei der Herion Academy, dem Spezial von PM Schneller Schlau. Einmal im Monat nehmen wir euch mit in die Welt der Wissenschaft. Direkt aus dem Helmholtz-Zentrum Herion sprechen wir über bahnbrechende Technologie, die unsere Zukunft prägt. Ich bin Svea Eckert, Tech-Journalistin und an meiner Seite ist… Ja, ich bin Thorsten Fischer, Meeresbiologe und leite die Kommunikationsabteilung am Helmholtz-Zentrum Herian. Ja, schön, dass wir wieder da sind. Und wir haben euch für heute wieder eine spannende Frage mitgebracht, der wir auf den Grund gehen wollen. Tata, Tusch, Thorsten. Ja, genau. Heute geht es nämlich darum oder um die Frage, wie ganz besondere Strahlung unser Leben retten kann. Ja, okay, das ist erstmal vielleicht ein kleiner Moment, wo man stutzig werden kann. Denn bei Strahlen denke ich natürlich zuerst mal an radioaktive Strahlen und ein zu viel davon ist ja schädlich für den Menschen. Deswegen, wenn Strahlen Leben retten können. Ja, aber richtig eingesetzt, das kennen wir vom Arzt, können sie natürlich auch Leben retten. Zum Beispiel in einem CT, in dem Computertomographen. Das kennt vielleicht der eine oder andere. Das sind diese großen Röhren.

In die man sich im Krankenhaus begibt, um über das Innere von seinem Körper mehr zu erfahren. und Ärzten wirklich Einblicke zu geben. Und wir sprechen heute viel intensiver noch über auch viel intensivere Strahlung und genau nämlich, wie diese wirklich Leben retten können. Und dazu gehen wir heute in die Tiefe mit Jörg Hammel. Jörg Hammel ist seit zehn Jahren am Helmholtz-Zentrum Herion und er ist Beam-Lime-Scientist, zu Deutsch Wissenschaftler und Experte für hochintensive Röntgenstrahlung. Und am DESI in Hamburg, da betreibt das Helmholtz-Zentrum Herion eigene Messstationen Und mit denen macht Jörg und sein Team das Unsichtbare sichtbar. Schön, Jörg, dass du heute da bist. Ja, hallo Svia, hallo Thorsten. Schön, dass ich heute bei euch sein darf.

Thorsten hat es eben schon gesagt, Jörg, du arbeitest am DESI, wo ihr mit verschiedenen Arten von Strahlen, Materialien, aber auch organische Materie, nenne ich es mal, euch anschaut. Und ihr habt vor kurzem gemeinsam mit weiteren ForscherInnen eine neue außergewöhnliche Entdeckung gemacht, nämlich im Bereich der Lymphknoten. Ich denke, die meisten kennen das, sind diese kleinen Knubbel, von denen man meistens eigentlich nicht viel mitbekommt. Aber die sind ja ganz wichtig für unser Immunsystem, weil sie eben gegen Krankheitserreger kämpfen und Abwehrzellen produzieren. Also ein ganz wichtiger Teilbereich in unserem Körper. Und jetzt frage ich mich natürlich, was habt ihr mit den Strahlen, wo ich ja immer noch so ein bisschen im Kopf habe, ah, gefährlich, nicht auf den Körper schießen, gemacht, was dann am Ende Leben retten kann. Wir benutzen ja am Desi diese Strahlung, Röntgenstrahlung für Bildgebung, also eine Art Mikroskop. Und damit können wir Gewebeproben untersuchen. Und gemeinsam mit den Kollegen von INI Research, das ist ein Forschungsinstitut an der Uni Hamburg, haben wir Lymphknoten näher untersucht, den strukturellen Aufbau von Lymphknoten und haben dort eben Bereiche gefunden, wo Abwehrzellen in einem ruhenden Zustand sich eingelagert haben.

Und auch Unterschiede zwischen den Lymphknoten im Körper, also Lymphknoten, die im Bereich der Mundschleimhäute sind, wo also schnell Krankheitserreger in den Körper eindringen, die sehr bereit sein müssen im Vergleich zu Lymphknoten, die in anderen Bereichen im Körper sitzen, wie sich das strukturell auch unterscheidet.

Ja, der Mensch untersucht ja sich selbst, also den Menschen eigentlich, seitdem es den Menschen gibt. Also schon die alten Ägypter und auch sicherlich weit davor war die Anatomie des Menschen immer von großem Interesse, weil man natürlich den eigenen Körper verstehen wollte. Und da könnte man ja eigentlich meinen, auch Lymphknoten sind da nicht unbedingt was Neues. Aber warum habt ihr euch nochmal diesen Lymphknoten gewidmet? Und vielleicht auch, was habt ihr da genau rausgefunden? Genau, also es gibt natürlich die immer noch unbeantworteten Fragen im menschlichen Körper. Man kann immer tiefer eintauchen in den Aufbau. Bei Lymphknoten, man kennt sehr gut die ganzen Abwehrzellen, man weiß, wann die aktiv sind. Man weiß auch, in welchen Lymphknoten die aktiv sind. Das kann man ganz gut tracken über molekulare Marker, also indirekt. Wo genau im Lymphknoten das abläuft und wie das ist, das ist eher schwierig, weil klassischerweise guckt man in der Medizin sich Gewebeaufbau so an, dass man also eine Gewebeprobe entnimmt und schneidet die dann in sehr dünne Scheiben, die man unter dem Mikroskop anschauen kann.

Und in dem Fall muss ich natürlich die Stelle, die ich mir anschaue, auch genau treffen. So ein Lymphknoten ist zwar nicht groß, aber es wird ja sehr dünn geschnitten. Zellen sind ja auch sehr klein. Und daher ist die Chance, dass ich genau den Bereich treffe, den wir uns jetzt angeschaut haben, eher unwahrscheinlich. Spannend. Das heißt, ihr macht mit euren Messmethoden Geheimnisse sichtbar. Oder ihr deckt nochmal Geheimnisse auf im menschlichen Körper. Kann ich mir das so vorstellen wie so eine Art Grundlagenforschung, die ihr dort macht? Genau, das ist immer noch absolute Grundlagenforschung, was wir hier machen und auch die Kollegen an der Uni.

Das ist ein erster Schritt, wenn man ganz weit in die Zukunft blickt, sicherlich auch mal anwendungsbezogen und hat eine Relevanz für die medizinische Behandlung von Krankheiten. Aber da ist man noch sehr weit davon entfernt. Wir haben jetzt den ersten Schritt gemacht, wir haben was Neues entdeckt. Jetzt muss man natürlich gucken, was ist die Konsequenz für Therapien oder wie kann man das eventuell nutzen, dieses Wissen. Wie kann es denn sein, du sprachst ja eben schon kurz diese Lymphknoten an, die ja eine ganz besondere zentrale Bedeutung auch haben im menschlichen Körper, in Tieren natürlich genauso, in Säugetieren. Wie kann es denn sein, dass wenn das so ein zentrales Organ ist, die so eine wichtige Funktion haben, dass die so lange nur teilweise verstanden wurden? Es ist natürlich so, dass man die Funktionsweise von Lymphknoten schon verstanden hat. Im Prinzip ist es so ein bisschen wie, man kennt den Lymphknoten, weiß, dass er die Funktion hat und stellt sich den wie eine Blackbox vor. Man weiß, es gehen Informationen rein, man weiß, es kommen diese Abwehrreaktionen raus.

Wenn man sich das hier in eine kleine Fabrik vorstellt, dann weiß man einfach nicht ganz genau, wo welche Maschine in der Fabrik sozusagen steht. Man hatte vieles schon aufgeklärt und jetzt hat man was Neues entdeckt, von dem man noch gar nicht wusste, dass es eigentlich da ist. Also eine Art vielleicht wie ein Archiv und im Moment ist ja auch noch nicht ganz 100 Prozent geklärt, was eigentlich genau diese Cluster machen, die da entdeckt wurden. Also man kann es zuordnen, aber man muss jetzt weiter daran forschen, um nochmal ganz genau zu wissen, okay, wie bindet sich das eigentlich in den Ablauf dieser Immunabwehr ein. Und es wird ja in dem Moment spannend, wenn wir tatsächlich dann an sowas denken wie personalisierte Medizin ist ja gerade ein riesen Stichwort. Also ich war gerade neulich in einem Startup, da forschen die daran, wie man zum Beispiel Krebstherapien individuell auf meine Krebserkrankungen abstimmen kann. Das heißt dann tatsächlich auch mit Hilfe von KI werden dann Therapien vorgeschlagen, die können dann von Ärztinnen und Ärzten wieder eingeordnet werden und um solche personalisierten Therapien irgendwann anzubieten, muss man eben den Körper so genau verstehen. Genau, also Ziel ist ja bei dieser personalisierten Therapie ganz häufig, dass man zielgenau den Wirkstoff an genau die Stelle bringt, an genau die Zellen, die betroffen sind. Und dasselbe gilt natürlich für das Immunsystem. Je genauer wir verstehen, wie das funktioniert und je zielgenauer wir im Prinzip eine Reaktion anstoßen können oder unterstützen können, desto besser kann man natürlich therapieren.

Therapieren und vielleicht auch für die Zukunft Impfstoffe und noch andere Formen von Therapien entwickeln, ist das so das Ziel, was dahinter steckt?

Die Motivation war, wie gesagt, am Anfang natürlich tatsächlich einfach Grundlagenforschung. Und das war auch ein bisschen ein Zufallsfund, weil die Kollegen eigentlich nach was ganz anderem gesucht haben und dann auf das gestoßen sind. Quasi Kolumbus. Ja, genau. Das ist ja das Spannende eigentlich. Die neuen Dinge können wir ja eigentlich auch nicht gezielt suchen, weil wenn wir sie schon kennen würden, wüssten wir es ja schon. Also diese Zufallsentdeckungen sind tatsächlich dann eben die Dinge, die das besonders spannend machen. Nun, jetzt ist der nächste Schritt zu gucken. Wie bringen wir das langfristig in die Anwendung und wie kann man sowas einbinden? Lass uns einmal einsteigen und eintauchen in Richtung, wie das funktioniert. Du hast eben gerade schon gesagt, ja, die üblichen Methoden sind ja, man hat ein Präparat zum Beispiel von einem Organ oder eben von einem Lymphknoten. Man schneidet es in ganz, ganz feine, feine Scheiben, legt es unter das Mikroskop. Aber das geht eben nur 2D. Und jetzt das, was du machst, was ihr macht, ist ja 3D, also mit Strahlenobjekte untersuchen. Mal ganz kleine Anmerkung. Wer Lust hat, kann dazu auch noch eine andere Folge anhören. Wie durchleuchtet man Spinnenbeine? Haben wir nämlich mal besprochen. Aber jetzt sind wir nicht bei Spinnenbeinen, Jörg, sondern tatsächlich bei menschlicher, organischer Materie. Du machst das am Computertomografen. Die meisten kennen diese Röhre. Und deswegen einmal die Frage an dich, was kann das CT hier leisten, was das Mikroskop nicht kann? Und inwiefern unterscheidet sich das?

Also das CT gibt uns zum einen die Möglichkeit, eine Probe zu untersuchen, ohne sie zu zerschneiden, zerstörungsfrei, weil wir mit dem Röntgenlicht eben durch die Probe durchleuchten können und trotzdem ein Bild bekommen. Und wir bekommen nicht nur den einzelnen Schnitt, den wir uns vorher aussuchen, sondern wir bekommen ein Abbild des ganzen Objekts und können hinterher am Computer virtuell eintauchen und die Schnitte selber festlegen.

Und das Ganze geht auch viel schneller vonstatten, als man das von dieser klassischen Mikroskopie kennt. Dort gibt es einen langen Ablauf, wie die Proben vorbereitet werden müssen. Man muss die kleinen Schneiden auf den Glasträger bringen und das Mikroskop abfotografieren. Und das kann mehrere Wochen dauern, bis man das komplett abgearbeitet hat. Und wir können so eine Probe im Prinzip morgens entnehmen.

Und eine Stunde später können wir die innerhalb von 15 Minuten aufnehmen und dann direkt reinschauen. Wird das dann so in 3D dargestellt? Kann ich mir das so vorstellen? Ihr sitzt dann am Rechner und guckt euch dann so ein 3D-Modell von so einem Lymphknoten an. Genau, du kannst dir vorstellen, wir haben dann wie ein digitales Abbild von diesem Objekt im Computer. Man kann das drehen, kann drumherum gehen. Du könntest auch eine Brille aufsetzen und sozusagen eintauchen in dieses Objekt. Wir können das schneiden, wir können Messungen machen. Und das ist zum Beispiel auch was natürlich Tolles. Wir können Messungen nicht nur in einer Ebene machen, sondern auch quantifizieren, objektiv messen, Veränderungen verfolgen und vergleichen. Und wir können natürlich viel mehr Proben anschauen, als wir das klassischerweise mit der Mikroskopie vielleicht machen können, was in der Grundlagenforschung interessant ist. Die Kollegen haben alle Lymphknoten, die es gibt, im Körper angeguckt und eben nicht nur die zum Beispiel in den Mundschleimhäuten.

Also jemand, der zum Arzt muss, der kennt, glaube ich, den klassischen Röntgenapparat mit der Bleischürze. Dann gibt es die CT. Ich war letztens im MRT. Das ist ja diese Röhre, in der es furchtbar laut ist, es richtig laut knallt. Aber das ist was anderes, ne? Genau, das ist, soweit ich weiß, Magnetresonanz, Tomografie. Vielleicht magst du uns doch mal den Unterschied. Dass wir nicht durcheinander kommen mit dem ganzen MRT, CT, Röntgengerät, so als nicht Mediziner. Was sind die Unterschiede zwischen CT und MRT, Jörg? Genau, also beim CT nutzen wir Röntgenstrahlung. Wie du schon gesagt hast, man kennt das vielleicht, wenn man sich einen Finger gebrochen hat, dann geht man ja klassischerweise ins Krankenhaus, hält die Hand unter diesem Apparat. Dahinter, früher war ein Röntgenfilm, heute hat man eine Art Digitalkamera auf der anderen Seite.

Und dann ist ja oft die Frage, können Sie die Hand mal hochkant halten oder drehen, damit man es von verschiedenen Seiten sieht, sonst hat man nur eine Richtung gesehen.

Das CT macht im Prinzip genau das Gleiche. Man kommt in den Apparat, aber wir drehen den Apparat um den Patienten herum, sodass man ganz viele Bilder aus unterschiedlichen Richtungen bekommt. Der Computer kann daraus dann das 3D-Modell berechnen. Und das MRT nutzt eben ein anderes Signal, was durch ein Magnetfeld erzeugt wird und Wasserstoffatome, die sich dann im Körper in eine bestimmte Richtung bringen und zurückdrehen. Damit kann man eben Weichgewebe sehr gut untersuchen. Knochen ist da relativ schlecht sichtbar, aber man kennt das vielleicht, Bänderriss oder sowas, dann bekommt man in der Regel das MRT-Bereich. Und noch einmal zurück zur Forschung am Anfang. Ihr habt da jetzt aber keine lebenden Menschen in euren CT reingeschoben. Also noch einmal ganz konkret, wie muss ich mir das vorstellen, Amdesi, wenn du da solche Organe zum Beispiel untersuchst, wie geht ihr da vor? Genau, also im Krankenhaus ist der Apparat auf den Menschen ausgerichtet. Man hat auch die Strahlendosis, ist so niedrig gehalten, dass es möglichst keine Schädigung für das Gewebe gibt, womit wir auch auf die Frage von Anfang wieder zurückkommen.

Unser Mikroskop ist ein Forschungsgerät und da wir keine lebenden Gewebe untersuchen, keinen Menschen, können wir sozusagen die beste Bildqualität erzeugen, die man bekommen kann. Im Krankenhaus geht es auch darum, dass man das schnell macht. Oft ist es ja für Traumapatienten schwer verletzte Personen, wo man versucht, möglichst schnell einen Überblick zu bekommen. Wir wollen aber ganz genau reinschauen ins größte Detail.

Und unser Sichtfeld, was wir haben, ist sehr klein. Also wir können, sag ich mal, knapp einen Zentimeter ungefähr ist das Sichtfeld, nur da passt natürlich auch der Mensch nicht rein. Und wir müssen dann viele kleine Messungen machen. Das heißt, was wir uns anschauen, sind in der Regel immer kleine Proben, die aus den größeren Systemen entnommen werden. Genau, das Kleine, das finde ich daran so faszinierend. Denn ihr habt ja nicht menschliche Lymphknoten untersucht, sondern Lymphknoten von Mäusen. Und so ganz grob gesagt, die sind etwa so groß wie eine Stecknadel. Und darin befinden sich jetzt diese winzigen Knötchen, die ihr entdeckt habt. Also noch kleiner, da sind wir dann bei... Das kann man sich gar nicht mehr vorstellen. Genau, da sind wir dann bei etwa 120 Mikrometern. Das ist etwas dicker als eine einzelne Haarsträhne. Also erstmal kann ich mir vorstellen, dass das eine unheimliche Herausforderung ist, Dieses kleine Detail überhaupt in so einer kleinen Probe aufzuspüren und dann würde ich mir zusätzlich noch die Frage stellen, wenn man in dieses kleine hineinschaut und in dem kleinen das noch kleinere sucht, woher weiß man überhaupt genau, wo man da hinschauen muss? Das ist natürlich die große Frage. Also schwierig ist, erstmal den Lymphknoten im Gewebe zu finden und aus der Maus heraus zu präparieren. Das ist wirklich die Kunst. Da braucht es dann erfahrene Wissenschaftler, die das einfach können.

Dann können wir ganz gut im Bild natürlich unterscheiden zwischen dem umgebenden Gewebe und dem Lymphknoten, der als abgeschlossene Gewebestruktur auftaucht. Und dann arbeiten wir uns sozusagen immer tiefer rein. Man kennt natürlich, wie Zellen aussehen aus der klassischen Mikroskopie. Und der nächste Schritt, das haben die Kollegen ja auch gemacht, die sind ja noch eine Stufe tiefer eingetaucht, weil als sie das sozusagen gefunden haben, sind sie dann in die Elektronenmikroskopie. Da geht es ja nochmal sozusagen einen Faktor 1000 tiefer in die Materie rein, um noch kleinere Details zu erkennen. Und da ist es wiederum schwierig, wie finde ich eigentlich genau eine einzelne Zelle in einem Lymphknoten, die ich mir im Detail angucken möchte. Und da hilft das CT wieder, weil ich ja weiß, wie mein Objekt aussieht. Und dann kann ich sagen, ich muss genau bis zur Mitte schneiden oder bis zu dem Punkt und finde ganz gezielt diese Zelle, die ich suche.

Jetzt könnt ihr daraus Erkenntnisse gewinnen, aber es geht ja nicht nur um die beeindruckenden Bilder, sondern am Ende ja dann auch, dass Diagnostik oder Therapie verbessert wird. Und die Idee ist ja schon, dass es ab einem gewissen Punkt dann auch wieder in die klinische Medizin zurückfließt. Woran merkst du denn auch bei deiner oder bei eurer Arbeit, jetzt ist der Punkt erreicht, wo es irgendwie relevant wird oder wo es auch irgendwann für die klinische Forschung relevant werden könnte? Das ist natürlich immer ein schwieriges Thema, weil vieles natürlich am Anfang sehr grundlegend ist. Aber bei manchen Entdeckungen, die wir machen, denkt man sich dann schon, okay, das kennt noch keiner. Das müsste eigentlich schon eine Konsequenz haben, wie jetzt bei den Lymphknoten zum Beispiel, wenn man feststellt, hey, da gibt es ein ganz neues Areal, wo auch wirklich diese Abwehrzellen vorkommen, die in einem bestimmten Stadium sind. Welche Rolle spielt das? Das ist ja nicht durch Zufall so. Und weil es auch nur in bestimmten Regionen auftritt, dann ist einem eigentlich klar, ja, okay, hier ist was wirklich Spannendes entdeckt worden. Und diese anwendungsnahen Sachen, das ist natürlich immer ein bisschen schwierig, weil das dann oft sozusagen in den Pharmafirmen die Forschung weiterläuft. Davon bekommen wir nicht so viel mit. Oder wenn die dann auch zu uns kommen.

Und Experimente machen, dann dauert es ja ein bisschen, bis wir das öffentlich machen. Meistens geht es ja dann, bis das fertige Produkt entwickelt ist und erst dann bekommt man letztendlich dann auch in der großen Öffentlichkeit mit, was raus wird. Ja und oft ist es ja wie immer bei der Grundlagenforschung eigentlich wie so ein kleiner Baustein, der am Anfang halt da sein muss. Ohne den geht es nicht, aber am Ende verschwindet er natürlich in dem großen Gebäude, was da eben dann noch an weiterer Forschung dann dazukommt. Und jetzt ist ja das Spannende, dass man mit dem Bild, das ihr erzeugt, ein virtuelles Abbild bekommt. Das hattest du vorhin schon gesagt. Ihr könnt dann am Rechner euch so ein 3D-Bild anschauen von einem Lymphknoten. Oder eben in unserem letzten Podcast ging es eben um die Flugzeugtür und Schweißnähte, die man dann damit erkennen kann. Also vielleicht einfach, um nochmal das Feld auch nochmal ein bisschen aufzumachen. Was kann man alles damit machen? Also was macht ihr damit und wozu braucht man das? Im Prinzip kann man alles bei uns irgendwie sozusagen in das Mikroskop stellen. Das kann von einer Tablette sein, wo es darum geht, ist die Wirkstoffverteilung homogen oder Lebensmittel. Warum wird Schokolade weiß an der Oberfläche? Warum läuft die an?

Du hast gesagt Schweißnähte. Da geht es dann darum, ist eine Verbindung stabil oder neuartige Verbindung, was zum Beispiel auch erforscht wird. Wie kann ich Metalle und Kunststoffe zum Beispiel fest miteinander verbinden? Dort möchte man ja auch, dass es irgendwie keine Lufteinschlöße gibt, keine Risse im Innern. Wir haben viele Objekte aus Museen, Naturkundemuseen, die sehr wertvoll sind, die man irgendwie nicht zerstören kann, in die man auch reinschauen möchte. Ja, da kann man ja fast dann sogar in die Vergangenheit gucken. Wenn ich mir vorstelle, man schiebt da so einen Mammut rein. Nein, Spaß. Aber ich weiß nicht, ein Fisch in einem Glas oder so? Ja, oder Zähne. Also frühe menschliche Zähne, zwei Millionen Jahre alt. Daraus kann man Rückschlüsse ziehen. Was haben die Leute damals gegessen? Wie sah die Landschaft aus? Oder wenn wir Bernsteinproben anschauen, können wir rekonstruieren, wie war das Klima vor 80 Millionen Jahren? Wie sah die Umwelt aus? Welche anderen Tiere haben da zur selben Zeit gelebt? Oder Mikroplastik auch ein ganz heißes Thema. In den Naturkundemuseen haben wir Sammlungen von Fischen, von filtrierenden Tieren in den letzten Jahren über Jahrzehnte aufgesammelt. Ab wann tritt Mikroplastik eigentlich in Lebewesen auf und wo finden wir das überhaupt? Tattoo-Tinte zum Beispiel untersuchen wir zusammen mit dem Bundesamt für Risikoforschung. Wie werden diese Pigmente in der Haut aufgenommen? Ist das sicher? Solche Dinge kann man alles bei uns machen.

Also eine Reise in den menschlichen Körper und in viele, viele andere Anwendungsfelder. Ich würde gerne nochmal zurück in die Zukunft gehen. Zurück in die Zukunft, finde ich auch so geil. Wir sind ja momentan auch im Wissenschaftsjahr 2026 mit dem Schwerpunkt Medizin der Zukunft, ausgeschrieben vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Und da geht es ja auch darum, mit Menschen ins Gespräch zu kommen. Wie könnte Medizin der Zukunft aussehen? Und ich glaube, mit euren faszinierenden Aufnahmen und Bildern seid ihr da wirklich ein Wegbereiter. Was denkst du denn, wo sind in diesem Feld Medizin der Zukunft mithilfe der Herion-Methoden, die ihr anwendet, noch ganz besondere Ergebnisse zu erwarten? Wo sind die Geheimnisse? Ja, die Geheimnisse. Ich glaube, ein Ding, was wir am Herion auch machen, ist, wir entwickeln diese Methoden auch zusammen mit Kooperationspartnern, zum Beispiel an der TU München weiter und versuchen, das, was wir hier am Synchrotron machen können, an einer hochspezialisierten Röntgenquelle, aber auch in Laborgeräte zu übertragen über eine längere Zeit, sodass man zum Beispiel, was wir ja machen können, also ungefärbte Proben, das haben wir vorhin nicht so richtig erwähnt, aber fürs Mikroskopieren wird ja immer ein Farbstoff in der Regel auf diese Gewebeproben gegeben. Das gibt es so gezielt, wie das für die Mikroskopie ist, eben nicht für die CT.

Und dass man Proben anschauen kann, die eben nicht gefärbt sind. Das möchte man natürlich gerne auch im klinischen Alltag haben. Beispielsweise, wir haben einen Patienten, der hat einen Tumor, das wird operativ entfernt. Da möchte man gerne wissen, hat man denn alles vom Gewebe mit entfernt, was betroffen war. Heute macht man das in der Regel so, dass der Patient dann im Krankenhaus warten muss. Dann wird eine klassische Histologie gemacht, also wieder diese Schnitte am Mikroskop. Das dauert dann ein bis zwei Tage.

Und wenn das nicht geklappt hat, muss der sozusagen nochmal im OP, wenn man das direkt machen könnte, wir hätten ein Laborgerät, wir nehmen die Probe raus, stellen das rein, warten 10 Minuten, 15 Minuten, kann der Patient so lange im OP verbleiben unter Narkose und dann kann man direkt entscheiden, muss man noch mehr entnehmen oder ist es irgendwie direkt erledigt. Was ja viel schonender wäre, weil Menschen dann eben nicht ein zweites Mal in eine Narkose versetzt werden müssen. Also unendliche Anwendungsfelder und wirklich ganz, ganz tolle Zukunftsideen und gleichzeitig nicht nur unendliche Möglichkeiten, sondern auch unendliche Daten. Also ich glaube, mit diesen neuen Methoden erzeugt ihr so viel Daten, kann ich mir vorstellen, wie noch nie zuvor. Und diese ganzen Daten auszuwerten, ist ja eine wahnsinnige Arbeit. Kann da KI helfen? Nutzt ihr da KI-Methoden? Nutzt ihr besondere digitale Algorithmen, die euch das Leben bei der Auswertung leichter machen? Da sprichst du einen ganz speziellen Punkt an. Inzwischen ist man so weit, dass man wirklich unendlich viele Daten erzeugt. Wir haben sehr robuste Systeme, das geht alles sehr schnell und der Flaschenhals in der Forschung ist tatsächlich die Auswertung der Daten.

Und dort ist jede Art von Automatisierung, die das beschleunigt, hilft uns natürlich. Diese Automatisierung hilft natürlich auch, das viel objektiver zu machen. Also wenn jetzt ein Mensch da drauf schaut, Diagnosen im Krankenhaus ist ja auch so ein Thema, kann ich einen Tumor gezielt erkennen? Typischerweise hat das bisher immer der Arzt gemacht, alleine, indem er auf das Röntgenbild schaut. Heute kann man unterstützen durch diese automatisierten Prozesse und kann schon mal sagen, ja, das sieht zu 80 Prozent aus wie ein Tumor. Und dann guckt trotzdem der Experte drauf und verifiziert das nochmal. Also das ist auf jeden Fall ein Weg, wo wir viel dran arbeiten. Aber das ist auch keine Wundermaschine, in die man einfach irgendwas reingibt und sofort ein Ergebnis ausgespuckt bekommt. Also ich muss eine kluge Frage stellen, ich muss gute Daten reinstecken und nur dann bekomme ich auch eine gute Antwort. Das kann ich mir vorstellen, dass das eigentlich der große Schmerzpunkt im Moment ist. Also wir haben jetzt die Möglichkeit, diese Daten zu erzeugen, aber wer, wie wertet die aus, kenne ich selber aus der Arbeit mit Daten.

Das zum Beispiel die Input-Daten müssen ja auch einmal gereinigt werden, vorgesichtet werden. Ich habe das Anfang erzählt, bei diesem Start-up gerade erst, die sich da in der Krebstherapie versuchen, da haben die zwei bis drei Onkologen, Onkologinnen da sitzen, die auch manuell teilweise erstmal diese Krebszellen annotieren, heißt das, also denen sozusagen einen Namen und ein Label geben. Damit eben die KI das lernt. Und das kann ich mir bei euch genauso vorstellen, dass das eigentlich im Moment dann der aufwendige, zeitintensive, kostenintensive Prozess ist.

Genau, das ist bei uns der Fall, dass man einfach, man braucht eine gewisse Größe an Probenserien auch, damit das überhaupt Sinn macht, so ein Modell zu trainieren. Dann kann es natürlich sehr hilfreich sein, wenn man größere Forschungsprojekte hat. Wenn ich nur kleine einzelne Scans habe, dann ist es schwierig. Da gibt es klassische Bildverarbeitungsmethoden, die dort einfacher und zuverlässiger funktionieren. Um mal so ein bisschen ins Philosophieren zu kommen, siehst du das teilweise auch als Gefahr? Du hast vorhin angesprochen, ja, dann kann die KI oder dann kann der Computer, der Algorithmus, dem Mediziner möglicherweise einen Hinweis geben. So zu 80 Prozent, dies oder das kennt man vielleicht auch sogar vom Hautarzt inzwischen, von Hautscreenings oder so. Man kennt es ja doch, dass wir Menschen sehr technikgläubig sind. Also wenn der Computer sagt, jeder kennt es vom Navi, wenn das Navi sagt, links rum fährt man links rum, obwohl man vielleicht im Kopf dieses Gefühl hat, aber rechts ist doch eigentlich der schnellere Weg, das weiß ich doch. Also es gibt ja diesen Technikgläubigkeits-Bias bei uns. Siehst du das auch als eine Gefahr oder wie schaust du darauf, werden wir lernen damit umzugehen?

Also ich denke, wir werden auf jeden Fall lernen, damit umzugehen. Im Moment steckt man oft alles, was unter KI subsummiert wird, in einen großen Topf. Und da gibt es ja eine sehr große Spielwiese. Wir kennen natürlich diese großen KI-Modelle, die vorgeben, alles zu können. Und das sind ja nicht die Algorithmen, die wir hier in der Forschung oder in der Medizin bei solchen Auswertungen anwenden, sondern dort wird ja ganz gezielt, wie du schon gesagt hast, auch mit sehr gut vorgeprüften und annotierten Daten, werden dort spezielle Modelle trainiert, die nur das können und nichts anderes. Und das wiederum geht heutzutage wirklich schon sehr gut. Und ein großer Vorteil, den wir da natürlich haben, die KI ist jeden Tag gleich gut. Wenn ich der einen Tumor vorlege und die das so und so gut erkennen kann, dann kann die das jeden Tag gleich gut.

Als Mensch habe ich vielleicht mal einen besseren oder einen schlechteren Tag. Und oft ist es auch so, dass diese Bilder zum Beispiel auf dem Bildschirm, man kann gar nicht alle Informationen auf dem Bildschirm darstellen, die eigentlich in dem Bild enthalten sind. Der Computer sieht die aber trotzdem, weil der Bildschirm einfach nur einen gewissen Farbumfang darstellen kann. Dort kann man natürlich Zusatzinformationen nutzen, die wir sonst gar nicht haben. Insofern denke ich, dass es für die Bereiche auf jeden Fall eine große Chance und ein großes Hilfswerkzeug ist. Man muss es wirklich aber auch als ein Werkzeug ansehen. Es ist nicht was, was einfach läuft und wir das einfach blind nutzen, sondern es ist einfach ein zusätzliches Tool, was man dazu bekommen hat in unserem Werkzeugkasten, den wir haben für die Forschung. Wie eine Lupe oder so? Genau. In meinem Fall vielleicht auch wie eine Art Übersetzer. Ich hatte euch ja eingangs erzählt, als wir über das MRT sprachen. Ich musste auch letztens ins MRT, also gute Nachricht vorweg, alles gut, ich bin gesund und fit. Aber trotzdem, wenn man als Patient jetzt aus dem MRT kommt, dann wartet man nochmal zwei Tage, kriegt den Befund nach Hause geschickt und soll dann mit dem Befund zu seinem Facharzt, um dann darüber zu sprechen. Und das ist für viele und für mich war es auch so natürlich eine Zeit der Unruhe, eine Zeit der Anspannung. Ich habe den Text kopiert, habe den mit der KI übersetzt.

Und konnte auf jeden Fall schon mal grob erkennen, worum es eigentlich geht in diesem Protokoll und praktisch in dieser Auswertung der MRT-Daten. Es gab jetzt sogar eine aktuelle Studie an der TU München dazu, die untersucht haben, wie KI-CT-Befunde verständlicher werden können. Und tatsächlich haben Patientinnen und Patienten weniger Zeit gebraucht, um Befunde zu lesen und zu bewerten, diesen automatisch vereinfachten Texten. Als teilweise sogar, wenn sie das Ganze von einem Arzt oder einer Ärztin erklärt bekommen haben. Also trotzdem deswegen die Nachfrage. Warum sind denn Ärztinnen, Ärzte, Forscherinnen und Forscher trotzdem noch wichtig? Beziehungsweise vielleicht auch, wie verändert sich da auch die Rolle?

Naja, die KI kann natürlich nur die Fragen beantworten, die wir ihr stellen. Und wir müssen natürlich, das Modell ist limitiert in dem, wie wir das aufstellen. Welche Daten stecken wir rein und nur das können wir auch zurückbekommen. Und drüber raus kann es sozusagen nicht so richtig gut arbeiten. Der Mensch ist natürlich sehr gut darin, komplexe Zusammenhänge auch in dem Bild zum Beispiel viel einfacher zu erkennen als der Computer. Wir kennen das ja oft im Internet, man möchte sich irgendwo anmelden und jeder hat bestimmt schon hundertfach irgendwelche Fahrräder, Zebrastreifen oder Verkehrszeichen irgendwie markiert. Da passiert ja nichts anderes, als dass die großen Internetkonzerne ihre Modelle damit trainieren. Die fragen uns und sagen, wir sollen für ihre Bilderkennung ob das jetzt das Autonome Fahren ist oder wie auch immer, Verkehrszeichen annotieren, was du vorhin auch erzählt hast, was irgendwie bei den Krebszellen passiert. Und das machen wir seit Jahrzehnten eigentlich gefühlt. Und trotzdem ist es offensichtlich immer noch nötig, dass man die Modelle verbessert. Also das zeigt, dass es da immer noch Schwierigkeiten gibt. Und für uns ist völlig klar, selbst in so einem verrauschten kleinen Bild erkennen wir sofort, aha, das ist noch irgendwie der Spiegel von einem Moped oder so. Und dann klickt man das vielleicht an, ne?

Ich glaube, da gibt es immer noch Bereiche, wo es einfach schwierig ist. Und man muss wirklich sagen, okay, es ist einfach unterstützend und da können wir es sehr gut nutzen. Das ist auch was, wo wir sicherlich auch in Deutschland und Europa wahrscheinlich sehr gut sind, weil wir sehr viele, sehr gute Datensätze haben und solche Modelle trainieren und entwickeln können, die für ganz spezielle Fachbereiche sehr gut sein werden. Das ist aber ein anderer Fokus, glaube ich, als das zum Beispiel die großen Internetkonzerne tun. Die wollen eigentlich was schaffen, was alles kann. Wie das immer so ist, das ist sehr schwierig.

Am Desi entsteht ja momentan was ganz Besonderes. Petra 4 in der Wissenschaftswelt freut man sich schon wahnsinnig auf eine neue Generation. Auf Petra, das musst du einmal erklären. Was ist Petra 4? Auf Petra 4, ich hoffe, das erklärt uns gleich. Jörg nochmal, ich wollte nur kurz sagen, es geht um eine ganz neue Generation von Röntgenlichtquellen. Synchrotron nutzt ihr dort auch. Und die neue Einrichtung soll bald Elektronen fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Das Ganze auf einer Ringbahn, etwa 2,3 Kilometer lang. Und das hochpräzise Röntgenlicht, was ihr ja jetzt schon nutzt, soll noch besser, noch präziser werden. Und das freut uns wahrscheinlich am Herion euch ganz besonders mit euren Messplätzen dort. Was soll denn diese neue Anlage Petra 4 besser können als die heutigen Systeme? Genau, also Petra 4 ist sozusagen die nächste Generation des Synchrotrons hier oder des Speicherrings hier in Hamburg am Desi.

Auch der jetzige Ring ist auch schon 2,3 Kilometer lang und beschleunigt auch die Teilchen auf quasi Lichtgeschwindigkeit. Und wir nutzen dann diese Teilchen, um damit eben dieses Röntgenlicht zu erzeugen. In Zukunft wird man das Röntgenlicht noch viel stärker bündeln können, also auf einen viel kleineren Leuchtpunkt. Das ist für bestimmte Untersuchungsverfahren sehr wichtig, damit man eben noch tiefer in die Materie hineinleuchten kann, eine höhere Auflösung bekommt, dass wir noch kleinere Dinge sehen können. Und für uns mit der CT hat es natürlich auch noch den Vorteil, dass bestimmte Eigenschaften in diesem Röntgenlicht auch in Bereichen verfügbar sind, wo wir diese materialwissenschaftlichen Untersuchungen machen. Also Schweißnähte, Beton, wie sieht eine Korrosionsfläche von so einem Armierungsstahl im Beton aus, was passiert da eigentlich?

Implantate in Knochen, dort wollen wir gerne die Grenzflächen verstehen. Und dafür bekommen wir eben die Möglichkeit, das uns noch gezielter mit unseren neuen Verfahren, die wir entwickelt haben, anschauen zu können. Und dann kommst du wieder zu uns in dem Podcast und erzählst uns, was ihr noch Neues entdeckt habt. Gibt es denn was, wo du besonders neugierig darauf bist? Gibt es ein Material oder einen Stoff, den du sehr gerne noch weiter untersuchen möchtest? Also ich bin ja von Haus aus, wie Thorsten, auch Biologe. Insofern sehen wir natürlich die ganzen biologischen Fragestellungen oder diese biomedizinischen liegen wir immer sehr am Herzen. Ein Thema, was mich schon lange begleitet, seit ich auch bei Herium bin, sind diese abbaubaren Implantate, die wir im Zentrum entwickeln. Das finde ich ein super faszinierendes Thema, dass wir Knochenschrauben entwickeln oder auch Stents in Zukunft, die sich also über die Zeit abbauen, wo wir wieder bei dem Thema sind. Nur eine OP, wie vorhin auch. Wenige Belastung für den Patienten. Und was passiert eigentlich da im Körper? Wie schafft man das, dass das stabil ist gleichzeitig und trotzdem der Knochen sozusagen nachwächst, während sich das Metall im Körper auflöst? Das ist doch irgendwie Wahnsinn, oder? Faszinierend, ja.

Svea hat die Einladung ausgesprochen. Jetzt erstmal vielen Dank dir, lieber Jörg. Ich fand es super spannend. Ich freue mich wirklich, wenn du in einigen Jahren oder vielleicht auch schon in Monaten mit einer ganz tollen neuen Entdeckung zu uns kommst. Für heute erstmal ganz, ganz herzlichen Dank, dass du bei uns warst. Danke dir. Ja, vielen Dank. Und damit sind wir am Ende von der Herion Academy für diesmal, dem Spezial von PM Schneller Schlau. Wenn ihr mehr Informationen möchtet, dann schaut doch gerne mal vorbei. Wir sind auf Instagram, at herion-helmholz, wir sind auf Facebook oder auch auf LinkedIn. Ja, schreibt uns gerne einen Kommentar, wie es euch gefallen hat, vielleicht auch, was ihr über uns sonst mal erfahren wollt. Am besten an presse-at-herion.de. Wir freuen uns auf jeden Fall auf den Austausch mit euch. Wichtig noch, das Helmholtz-Zentrum Herion unterstützt den Podcast PM Herion Academy mit der wissenschaftlichen Recherche und stellt Audiodateien zur Verfügung. Und damit, tschüss, macht's gut, bis zum nächsten Mal. Ciao. Ciao. Produktion Martin Putz, Redaktion Christoph Wörle, Mitarbeit Jasmin Ebauer.