Welche Techniken benutzten die Menschen auf dem Balkan in prähistorischer Zeit zur Bemalung von Keramik?

Patienten mit lokal fortgeschrittenen Tumoren des Enddarms werden gewöhnlich zunächst mit einer Radiochemotherapie behandelt, um eine Größenreduktion des Tumors zu erreichen. Danach wird der betroffene Darmabschnitt operativ entfernt, je nach Höhe des Tumors kann dabei ein künstlicher Darmausgang erforderlich sein. Strategien zum Organerhalt werden daher aktuell intensiv diskutiert. Die Herausforderung liegt darin, korrekt vorherzusagen, wie der Tumor auf die Radiochemotherapie anspricht, da im OP-Resektat bei 10 bis 20 Prozent der Patienten bereits kein Tumor mehr nachweisbar ist. Bei diesen Patienten könnte möglicherweise auf die Operation verzichtet und ein Organerhalt angestrebt werden. Ziel der Studie von Dr. Kerstin Clasen, Universitätsklinik für Radioonkologie Tübingen, ist die Korrelation von genetischen Tumorprofilen vor und nach der Radiochemotherapie, sowie von Blutproben („Liquid Biopsies“: Tumor-DNA im Blut und immunologische Marker) und Bildgebungen während der Radiochemotherapie mit dem Tumoransprechen. Die hierfür notwendigen genetischen Experimente mit kleinsten Mengen DNA in den Blutproben und die Korrelation mit immunologischen und bildgebenden Markern sind technisch sehr aufwändig und riskant, zumal zur Interpretation der Ergebnisse unterschiedlichste Expertisen (Biologie, Bioinformatik, Medizin, Physik, Immunologie) zusammengeführt werden müssen. Das Ziel ist, Biomarker für das Ansprechen zu identifizieren, um bei möglichst vielen Patienten einen Organerhalt zu ermöglichen.

Die Verschmutzung von Trinkwasserressourcen mit anthropogenen Spurenstoffen ist ein globales Problem für die Trinkwasserversorgung und den Gewässerschutz. Rückstände von Pflanzenschutzmitteln, Arzneimitteln und Körperpflegeprodukten, die durch ungenügende Abwasserreinigung in den Wasserkreislauf gelangen, können schädliche Auswirkungen auf die Ökosysteme der Gewässer und auf Menschen haben. Die Entfernung persistenter, also schwer abbaubarerer Spurenstoffe aus dem Wasserkreislauf ist deshalb zwingend erforderlich. Biokohle ist ein kostengünstiges und ökologisch nachhaltiges Adsorptionsmittel, das erfolgreich zur Spurenstoff-Elimination eingesetzt werden kann. Nach neuesten Erkenntnissen ist die Entfernung von Spurenstoffen mit Biokohle nicht nur, wie bisher angenommen, auf Sorptionsprozesse, sondern ebenso auf Substanzabbau durch reaktive Prozesse zurückzuführen. Erste Forschungsergebnisse zeigen, dass auch chemische Oxidationsmittel wie Persulfat durch Biokohle aktiviert werden können, was zur Bildung reaktiver Radikale und einer Entfernung von Spurenstoffen durch Oxidation führt. Die durch Biokohle verursachte Umwandlung von Spurenstoffen führt einerseits zu deren besseren Entfernung, kann gleichzeitig aber auch die Bildung unerwünschter Abbauprodukte mit sich bringen. Um eine nachhaltige und sichere Wasserreinigung mit Biokohle zu gewährleisten, müssen Sorptions- und reaktive Prozesse identifiziert und charakterisiert werden. 

Ziel des Projekts von Dr. Stephanie Spahr, Arbeitsbereich Umweltmineralogie und Unweltchemie im Fachbereich Geowissenschaften, ist es, mittels substanzspezifischen Isotopenanalysen (CSIA) chemische Umwandlungen von Spurenstoffen an Biokohle-Oberflächen in Ab- und Anwesenheit des Oxidationsmittels Persulfat nachzuweisen und aufzuklären. Das weitverbreitete Insektenabwehrmittel DEET wird als Modellsubstanz für persistente Spurenstoffe herangezogen. Die Annahme ist, dass sich die chemischen Reaktionswege, die zum Abbau von DEET in Persulfat-Biokohle-Systemen führen, in charakteristischen Änderungen der natürlichen Isotopenverhältnisse von DEET widerspiegeln. Experimente mit Biokohle werden im Labormaßstab durchgeführt. 

Das Vorhaben ist innovativ und gewagt, da der Verbleib von Spurenstoffen in Kohle-Systemen zum allerersten Mal mit Isotopenanalyse untersucht wird. Das multidisziplinäre Projekt eröffnet aber gleichzeitig die große Chance einzigartig neue Einblicke in Wasseraufreinigungsprozesse in Kohlefiltern zu erlangen, besonders weil Expertenwissen in den Bereichen Biokohle, Radikalchemie, Spurenanalytik und Isotopenchemie verknüpft wird. Die durch das Projekt gewonnenen wissenschaftlichen Erkenntnisse können maßgeblich zu einer besseren Beurteilung der Effektivität von Kohlefiltern beitragen und zudem die Entwicklung von zur Wasseraufbereitung optimierter Biokohlen und Biokohle-basierten Oxidationsprozessen vorantreiben.

Das Projekt von Dr. Fabian Schlotterbeck, Germanistische Linguistik, verbindet zwei einflussreiche Strömungen aus der computationalen Psycholinguistik und der experimentellen Pragmatik auf innovative Weise, um ein Verarbeitungsmodell der semantisch-pragmatischen Interpretation von kontextuell eingebetteter Sprache zu entwickeln. Diese beiden Strömungen sind zum einen erwartungsbasierte Modelle der menschlichen Sprachverarbeitung und zum anderen rationale Modelle des Sprachgebrauchs im Rahmen effizienter und effektiver Kommunikation. Das Projekt untersucht die empirische Frage, welcher quantitative Zusammenhang zwischen Verarbeitungsschwierigkeiten beim Lesen und Produktionswahrscheinlichkeiten von Satzfortsetzungen in visuellen Kontexten besteht. Das theoretische Bindeglied zwischen diesen beiden Größen ist der sogenannte Informationsgehalt einer Satzfortsetzung im Kontext.

Die Projektziele sollen in drei Schritten erreicht werden. Im ersten Schritt werden formale Modelle von Produktionswahrscheinlichkeiten entwickelt und anhand empirischer Daten trainiert. Diese Modelle erlauben, die Wahrscheinlichkeit vorherzusagen, mit der Sprecher eine gewisse Satzfortsetzung in einem bestimmten Kontext wählen, um diesen zu beschreiben. Im vorgeschlagenen Projekt werden derartige Modelle anhand von drei sorgfältig ausgewählten Testfällen entwickelt. Im zweiten Schritt wird dann anhand desjenigen Testfalls, der die beste Modellpassung an die empirischen Daten geliefert hat, eine Pilot-Lesezeitstudie durchgeführt, in der die Zeit gemessen wird, die benötigt wird um bestimmte Satzregionen zu lesen. Dabei werden die Sätze in derselben Art visuellen Kontexts präsentiert, die auch zur Entwicklung der Produktionsmodelle verwendet wurden. Die so gemessenen Lesezeiten werden dann ins Verhältnis zu den vorhergesagten Produktionswahrscheinlichkeiten gesetzt, um den quantitativen Zusammenhang zwischen diesen beiden Größen zu untersuchen. Im dritten Schritt schließlich werden die somit gewonnenen Erkenntnisse noch vertieft, indem sie auf einen Fall angewendet werden, bei dem sowohl die Abfolge als auch die Produktionswahrscheinlichkeit einzelner Wörter manipuliert wird. Dieser letzte Schritt ist risikobehaftet, da er unter anderem von der erfolgreichen Realisierung der ersten beiden Schritte abhängt. Gleichzeitig ist er von besonderer theoretischer Bedeutung, da er das Potential hat, einen wichtigen ersten Schritt in Richtung eines formalen erwartungsbasierten Modells des inkrementellen, wortbasierten semantisch-pragmatischen Interpretationsprozesses darzustellen. 

Maximilian von Platen