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Besonders spektakuläre Einblicke ermöglicht Licht derzeit in der Hirnforschung: Mit der 2-Photonen-Laserscanning-Mikroskopie kann die Crew um Professor Fritjof Helmchen direkt ins Gehirn von Mäusen schauen. Die Hirnforscherinnen und -forscher können zusehen bzw. im Nachhinein analysieren, wie die Neuronen «feuern», wenn die Maus etwas lernt.
Die Forschenden sind mittlerweile dank dem Hightech-Lichtmikroskop sogar in der Lage, kurze Filme der Hirnaktivität der lernenden Labormäuse aufzuzeichnen. Zwar kann man noch nicht die Zigmillionen Nervenzellen sehen, die beim Lernen involviert sind, erst einen kleinen Ausschnitt von ein paar Hundert Neuronen. Doch einen ersten Einblick hat man geschafft. Welch wichtige Rolle das Licht dabei spielt, erklärt der mehrfach ausgezeichnete UZH-Hirnforscher Fritjof Helmchen im Video oben – und an der Scientifica.
Das Beispiel der 2-Photonen-Mikroskopie zeigt anschaulich, dass das Thema der diesjährigen Zürcher Wissenschaftstage Scientifica – Licht – einfach und komplex zugleich ist. Um das Komplexe des Lichts auch für ein breites Publikum nachvollziehbar zu machen, haben die Forschenden von UZH und ETH Zürich auch für die vierte Scientifica keine Mühe gescheut. An 61 Ständen und in insgesamt 38 Kurzvorlesungen erklären sie verständlich und anschaulich, welche Rolle Licht in all seinen Ausprägungen für die Forschung an den Hochschulen spielt. An vielen Ständen laden spannende Experimente Gross und Klein zum Mitmachen ein.
Licht ist ein interessantes Phänomen, denn einerseits ist es natürlich und alle kennen es, andererseits braucht es hochspezialisiertes Wissen, um seinen Geheimnissen auf die Spur zu kommen. Besonders offensichtlich ist das im Fall der Photosynthese. Pflanzen nutzen mit der Photosynthese das Sonnenlicht, um Kohlendioxid aus der Luft aufzunehmen und Stärke zu produzieren – Stärke, von der sich Menschen und pflanzenfressende Tiere in Form von Kohlenhydraten ernähren. Licht ist also im wahrsten Sinne des Wortes auch Leben.
Nun würde der Mensch sehr gern auch Pflanze spielen können und die Photosynthese künstlich nachbilden. Doch das ist alles andere als einfach. Dem ehrgeizigen Ziel widmet sich der Forschungsschwerpunkt «Von Sonnenlicht zu chemischer Energie» an der UZH. Würde es den beteiligten Chemieprofessorinnen und -professoren um Roger Alberto gelingen, aus Sonnenlicht ohne den Einsatz von Strom chemische Energie herzustellen, dann, ja dann hätten sie die Energieversorgung des 21. Jahrhunderts gesichert. An der Scientifica wird einem anschaulich erklärt, was daran so schwierig ist.
Einfach und gleichzeitig komplex ist Licht auch im übertragenen Sinn. An der Scientifica kann man sich zum Beispiel mit dem «Geistesblitz» bzw. mit Intuition und Kreativität auseinandersetzen. Im Gegensatz zum bewussten Abwägen und Überlegen sind Intuition und Kreativität unbewusste Prozesse. Oft kann man nicht in Worte fassen, wie es so schnell und klar zu einem bestimmten Bauchgefühl kam, sei es nun ein Alarmgefühl oder eine plötzliche kreative Eingebung. Am Scientifica-Stand der Psychologen können die Besucherinnen und Besucher am eigenen Körper erleben, was passiert, wenn sie Entscheidungen entweder intuitiv oder bewusst treffen, und wie es sich anfühlt, wenn ihnen plötzlich ein Licht aufgeht und sie die Lösung eines Problems scheinbar intuitiv erfassen.
Wie Mensch und Tier die verschiedenen Lichtphänomene erfassen und verarbeiten, wie ihr Sehsinn funktioniert, ist ebenfalls Gegenstand der aktuellen Forschung an der UZH. Neurobiologe Stephan Neuhauss und seine Crew vom Institute of Molecular Life Sciences sind dem Sehsinn mit Hilfe des Zebrafischs auf der Spur. Die durchsichtigen Larven des Zebrafisches und ein 3D-Mikroskop mit Kamera helfen ihnen dabei.
Licht spielt auch in der Zahnmedizin eine wichtige Rolle. In den 80er-Jahren entwickelte Prof. Albert Mehl an der Universität Zürich ein System, das mittels Lichtstrahlen die Zähne der Patienten genau vermisst; auf dieser Grundlage erstellt spezialisierte Software den optimalen Zahnersatz, der direkt in der Praxis geschliffen und eingesetzt werden kann. An der Scientifica können die Besucherinnen und Besucher selbst «Hand anlegen» und Zähne mit einer intraoralen 3D-Kamera einscannen.
Neben der Ausstellung und den Kurzvorlesungen stehen wiederum eine Reihe von Spezial-Veranstaltungen und Shows auf dem Programm, so etwa die Flugshow der ETH Flying Arena, spannende Laser-Experimente oder die Chemieshow. Zu anregenden Gesprächen und Diskussionen lädt das Science Café ein, und im Zelt bieten ein Lichterzauber, Science Slams und Improvisationstheater unterhaltsame Momente mit Licht. Für Familien gibt es am Sonntag ein grosses Angebot mit Veranstaltungen speziell für Kinder sowie den Scientifica-Trail, der mit spannenden Fragen durch die ganze Scientifica führt.
