ETH-News

Forschende der ETH Zürich setzen auf künstliche Intelligenz, um das Verhalten von Labormäusen effizienter zu analysieren und die Zahl der Versuchstiere zu reduzieren.

Forschende der ETH Zürich haben ultraflexible Hirnsonden entwickelt. Damit lässt sich die Hirnaktivität genau und gewebeschonend messen. Das eröffnet der Therapie verschiedener neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen neue Möglichkeiten.

Schmerz ist nicht gleich Schmerz. Je nach Ursache erfordert er andere Therapien. Ein Team unter der Leitung der ETH Zürich entwickelte nun eine Methode, mit der Ärztinnen und Ärzte körperlichen und psychosozialen Schmerz besser unterscheiden können.

Der Hirnbotenstoff Orexin ist essenziell für unsere Wahl zwischen Bewegung und den leckeren Versuchungen, denen wir ständig ausgesetzt sind. Diese Forschungsergebnisse könnten auch Menschen helfen, die sich nur schwer zum Sport motivieren können.

Seit einigen Jahren gibt es Prothesen, die an das Nervensystem angeschlossen sind. Nun legen Forschende an der ETH Zürich nahe, dass solche Neuroprothesen besser funktionieren, wenn sie Signale verwenden, die der Natur nachempfunden sind.

Der Verlust der Myelinscheiden im Gehirn ist ein wichtiges Merkmal der Multiplen Sklerose. ETH-Forschende haben nun ein MRT-Verfahren entwickelt, das den Zustand dieser Isolationsschicht genauer als bisher abbildet.

Gerät die natürliche Stressreaktion aus dem Gleichgewicht, führt dies zu körperlichen und psychischen Störungen. Forschende der ETH Zürich haben einen Wirkstoff entwickelt, der diese Reaktion spezifisch unterbinden kann.

Das Guillain-Barré-Syndrom ist eine seltene Krankheit, bei der das Immunsystem die peripheren Nerven angreift. Betroffene leiden an Muskelschwäche und Lähmungen. Ein Forschungsteam unter Leitung der ETH Zürich hat nun den Mechanismus dieser Autoimmunreaktion aufgeklärt.

Forschende haben erstmals gezeigt, dass sich Mikrovehikel über Ultraschall durch die Blutgefässe des Gehirns von Mäusen steuern lassen. Dies soll dereinst neue Therapien ermöglichen, mit denen punktgenau Medikamente verabreicht werden.

Der Erregungszustand des Gehirns ist der Schlüssel zu vielen stressbedingten Erkrankungen oder Angststörungen. ETH-Forschende haben nun einen Weg gefunden, wie man diesen mit einer neuen Biofeedback-Methode beeinflussen kann.

Wird das Gehirn während des Tiefschlafs mit leisen Tönen stimuliert, verbessert sich die Herzfunktion deutlich. Das könnte unter anderem bei Herzkreislauferkrankungen und für Leistungssportler:innen interessant sein, wie eine neue Studie aufzeigt.

Forschende der ETH Zürich haben eine Methode entwickelt, mit der sie in Tieren jede Zelle anders genetisch verändern können. Damit können sie in einem einzigen Experiment untersuchen, wozu früher viele Tierversuche nötig waren. Die Forschenden haben damit Gene entdeckt, die relevant sind für eine schwere, seltene Erbkrankheit.

Mit der Genschere Crispr/Cas können Forschende die genetischen und zellulären Ursachen von Autismus im Labor untersuchen – direkt an menschlichem Gewebe.

Das Gehirn reguliert die Pupillengrösse anders als bisher vermutet: Wesentlich mitverantwortlich ist der Neurobotenstoff Orexin, wie Forschende der ETH Zürich zeigen konnten. Dies könnte auch unser Verständnis des Bewusstseins sowie von Krankheiten wie der Schlafkrankheit und von Alzheimer verändern.

Unsere visuelle Wahrnehmung orientiert sich stärker am Nutzen von Informationen als bisher angenommen. Dies zeigen Forschende der ETH Zürich und der Universität Zürich in einer Reihe von Experimenten. Kognitive Verzerrungen können bereits auf der Netzhaut beginnen.

ETH-Forscher haben einen smarten Ohrstöpsel entwickelt, der Menschen nach einem Schlaganfall dabei hilft, Bewegungen einfacher und schneller wieder zu erlernen. Er stimuliert das Gehirn, wodurch Schaltkreise neu vernetzt werden.

Leben heisst, sich immer wieder zu entscheiden. Dabei trifft nüchternes Denken auf grosse Emotionen, bewusstes Wahrnehmen auf intuitives Handeln. Wie das genau zusammenspielt, ergründen ETH-Forschende mit komplexen Modellen und raffinierten Experimenten.

Psychische Krankheiten lassen sich nur anhand von Symptomen diagnostizieren und individuelle Verläufe nicht genau vorhersagen. Ein ETH-Wissenschaftler möchte das mithilfe mathematischer Modelle ändern.

Emotionale Verletzungen können weite Kreise ziehen und sich sogar auf Nachkommen auswirken. Die Professorinnen Isabelle Mansuy und Katharina Gapp erforschen, wie die Folgen eines Traumas epigenetisch vererbt werden.

ETH-Forschende züchten aus Stammzellen menschliches gehirnähnliches Gewebe und kartieren die Zelltypen, die in verschiedenen Hirnregionen vorkommen, sowie die Gene, die deren Entwicklung regulieren. Das hilft bei der Erforschung von Entwicklungsstörungen oder Nervenerkrankungen.

ETH-Forschende haben ein Modell entwickelt, wie sich Nervenzellen im Gehirn bei der Entwicklung vernetzten. Der entscheidende Faktor ist demnach die Zellteilung. Sie führt dazu, dass ein molekulares Adressverzeichnis entsteht, das den Neuronen Orientierung gibt.

Seismologen und Seismologinnen rekonstruieren mit den Informationen, die seismische Wellen liefern, den Aufbau des Planeten. Das Team um ETH-Professor Andreas Fichtner nutzt dieses Wissen nun für die medizinische Bildgebung.

Forschende von ETH Zürich, Universität Zürich und Empa entwickelten ein neues Material für ein Computerbauteil, das flexibler einsetzbar ist als seine Vorgänger. Damit sollen elektronische Schaltungen gebaut werden, die sich am menschlichen Gehirn orientieren, und die Aufgaben des maschinellen Lernens effizienter lösen können.

Der Unternehmer und Philanthrop Hansjörg Wyss ist einer der wichtigsten privaten Donatoren für die Schweizer Wissenschaft. Heute wurde Wyss als Preisträger des Gallatin-Awards 2022 gefeiert.

ETH-Forschende untersuchten im Detail, wie sich während der Embryonalentwicklung das Neuralrohr formt. Sie kommen zum Schluss: Dies geschieht weniger aktiv als bisher angenommen. Auswirkungen hat das auch für das Verständnis von Fehlbildungen wie einem offenen Rücken.

Forschende entwickelten eine neue Methode, die mit künstlicher Intelligenz das Verhalten von Tieren auswertet. Damit sind in der Verhaltensforschung detailliertere Untersuchungen und solche über lange Zeiträume möglich. Ausserdem hilft die Methode, das Tierwohl zu stärken. Bereits getestet wird sie im Zoo Zürich.

Forschende entwickelten ein tragbares Gerät, das Schlafenden gezielt bestimmte Töne einspielt, um den Tiefschlaf zu verstärken. Die erste klinische Studie damit zeigt nun: Es wirkt, aber nicht bei allen gleich gut.

Johannes Bohacek erläutert, warum es irreführend ist zu behaupten, man könne die Tierforschung komplett durch alternative Methoden ersetzen. Und warum man die hohen administrativen Hürden in der Tierforschung abbauen sollte, anstatt sie weiter aufzustocken.

Forschende um ETH-Professor Rafael Polanía zeigen erstmals, dass sich Entscheidungen dann richtig anfühlen, wenn wir die Optionen möglichst aufmerksam verglichen haben und uns darüber auch bewusst sind. Dafür braucht es die Fähigkeit zur Introspektion.

Stanisa Raspopovic bringt die digitale Welt von Sensoren und elektrischen Schaltkreisen mit dem Nervensystem und seinen zellulären Schaltkreisen in Verbindung. Nun wurde er mit dem Latsis-Preis der ETH Zürich ausgezeichnet.

Dauerstress mindert unsere Lebensqualität. Mit möglicherweise irreversiblen Folgen: Denn Stress wirkt sich langfristig auf die Gesundheit aus. Das neue Flagship-Projekt «Stress» von Hochschulmedizin Zürich will Ursachen erforschen und Behandlungsmöglichkeiten aufzeigen.

Mit moderner Technologie gewinnt die Forschung neue Erkenntnisse, wie Angst mit Wechselwirkungen zwischen Gehirn und Körper zusammenhängt. Erstmals zeigt sich, wie das Gehirn veränderte Atemzustände wahrnimmt und vorhersagt, und wie sich diese Prozesse bei verschiedenen Angstpegeln verändern.

Nako Nakatsuka hat sich einen Rang auf der diesjährigen Liste der «Innovators Under 35» der «MIT Technology Review» erworben. Grund dafür ist ihre Erfindung eines präzisen chemischen Biosensors, der es ermöglicht, molekulare Vorgänge im Gehirn und Erkrankungen wie Alzheimer, Depressionen und Parkinson besser zu verstehen.

Von Genetik über personalisierte Medizin bis hin zu Krankenversicherung und Klimawandel: An der ETH-Woche 2021 setzten sich 120 Studierende aller Studiengänge aus 31 Ländern mit dem grossen Themenkomplex «Gesundheit von morgen» auseinander.

Forschende der ETH Zürich und Universität Zürich haben eine neue Mikroskopietechnik entwickelt, die Prozesse im Gehirn in hochauflösenden Bildern sichtbar macht. Damit können kognitive Funktionen und Krankheiten auch ohne operative Eingriffe besser untersucht werden.

ETH-Fellow Rodrigo Arzate-Mejia untersucht, wie sich traumatische Lebenserfahrungen auf unser Gehirn auswirken. Dabei hat er epigenetische Veränderungen in den Gehirnzellen im Blick.

Nervenzellen kommunizieren miteinander via Synapsen. Deren Leistung und die der gesamten Grosshirnrinde dürfte viel höher sein, als bisher vermutet, wie Neurowissenschaftler der Universität Zürich und ETH Zürich zeigen.

Psychische Krankheiten erhalten nicht die Beachtung, die ihnen gebührt, und sie werden tabuisiert, schreibt Gerhard Schratt. In Anlehnung an den Green New Deal schlägt er einen Grey New Deal vor.

Ein aussergewöhnliches Jahr geht zu Ende. ETH-News blickt zurück auf Lichtblicke in schwierigen und unruhigen Zeiten, auf geniale Einfälle, spannende Wissenschaft und gelebte Solidarität während und abseits der Corona-Pandemie.

Fokussierte Ultraschallwellen helfen ETH-Forschenden, Medikamente im Gehirn punktgenau zu platzieren, also nur dort, wo ihre Wirkung erwünscht ist. Die Methode soll künftig psychiatrische, neurologische und onkologische Behandlungen mit weniger Nebenwirkungen ermöglichen.

ETH-Forschende entwickelten eine neue Generation von Mikroelektrodenchips zur Messung von Nervenimpulsen. Damit lässt sich untersuchen, wie tausende Nervenzellen miteinander wechselwirken.

Forschende der ETH Zürich haben – in Zusammenarbeit mit Kolleginnen und Kollegen der EPF Lausanne und der Harvard Medical School – ein System entwickelt, mit dem sich einzelne Nervenstränge in lebenden Mäusen optisch stimulieren lassen. Und damit gezeigt, dass das Nervensystem direkt auf das Immunsystem einwirkt.

Er steuert ein Computerspiel einzig mit seinen Gedanken. Der querschnittgelähmte Samuel Kunz trainiert derzeit mit Forschenden aus Zürich und Singapur für den diesjährigen Cybathlon.

Mit der Reha-­Initiative will die ETH Forschung und Ausbildung zur Rehabilitation ausbauen. Wie aber wird man Betroffenen am besten gerecht? Ein Arzt, ein Forscher und eine Betroffene im Gespräch.

Guy Landolt startete gerade als Komiker mit einem Soloprogramm durch, als er völlig unerwartet zwei Schlaganfälle innerhalb von 24 Stunden hatte. Er verlor unter anderem seine Sprache. Dank hartem Training steht er nun wieder auf der Bühne.

Heinz Frei ist einer der erfolgreichsten Schweizer Sportler aller Zeiten. Seit einem Unfall vor mehr als 40 Jahren sitzt er im Rollstuhl. Heute arbeitet er unter anderem am Schweizer Paraplegiker-Zentrum in Nottwil und ist Botschafter des Cybathlons.

Hände sind unser wichtigstes Werkzeug. Bei vielen Schlaganfall-Überlebenden ist die Funktion der Hand stark eingeschränkt. ETH-Forschende entwickeln neuartige Lösungen, die Betroffenen bei der Therapie helfen – und im Alltag.

Die Wahrscheinlichkeit, mit welcher Betroffene nach dem Absetzen von Antidepressiva in eine Depression zurückfallen, lässt sich teilweise voraussagen. Personen, die einen solchen Rückfall erleiden, benötigen nämlich länger, um sich zu entscheiden, wie viel Anstrengung sie für eine Belohnung investieren. Dies zeigt eine Studie mit ETH-Beteiligung.

Zebrafinken sind sehr effizient beim Erlernen ihres Balzgesangs, wie Forschende der ETH Zürich und der Universität Zürich zeigen konnten. Die Vögel erinnern sich am Morgen jeweils an die positiven Lernfortschritte des Vortags, vergessen über Nacht jedoch die Fehlschläge.

Wissenschaftler der ETH Zürich und des Biozentrums der Universität Basel zeigten, dass sich in Zellen «Leibwächter-Proteine» auf dynamische Weise mit dem Parkinson-Protein α-Synuclein verbinden. Ist diese Verbindung gestört, kommt es zu Zellschäden und zur Bildung von für Parkinson typischen Ablagerungen.

Erstmals spüren zwei Personen mit Beinamputation oberhalb des Knies ihren künstlichen Fuss und ihr künstliches Bein in Echtzeit. Ermöglicht wird dies durch eine neuartige bionische Prothese mit Sensoren, die mit den Nerven im Oberschenkel verbunden sind. Dank dem Neurofeedback leiden Patienten weniger unter Phantom­schmerzen.

Forschende der ETH Zürich zeigen erstmals, dass eine gezielte Ausschüttung des Stress-Botenstoffs Noradrenalin die Kommuni­kation zwischen grossflächigen Netzwerken im Gehirn reorganisiert. Ihre Ergebnisse geben Einblicke in die neuronalen Prozesse, die im Gehirn bei akuten Stresssituationen automatisch ablaufen.

ETH-Forscher nutzen Stimulationen des Hirns, um die Folgen von Stress zu erforschen, aber auch, um neue Therapien dagegen zu entwickeln. Vielleicht wird es dereinst sogar möglich, Hirnerkrankungen ohne Pillen buchstäblich im Schlaf zu heilen.

ETH-Forschende haben einen neuen Mechanismus gefunden, mit dem sich Hirnzellen vor Proteinanhäufungen schützen. Die Anhäufungen spielen eine Rolle bei der Parkinson-Krankheit und weiteren neurodegenerativen Leiden. Darauf aufbauend liessen sich nun neue Therapieansätze entwickeln.

ETH-Forscher um Rafael Polanía entwickelten ein Computermodell, das gewisse Entscheidungen eines Menschen voraussagen kann. Damit können die Wissenschaftler beispielsweise Prognosen erstellen, welche Nahrungsmittel jemand in einem Supermarkt kaufen wird – fürs Marketing oder die Gesundheit eine wertvolle Information

Singvögel können sowohl durch Beobachten als auch mittels Experimentieren neue Fähigkeiten erlernen. Durch Experimentieren erworbene Fähigkeiten können sie allerdings besser an neue Situationen anpassen, wie Wissenschaftler der ETH und der Universität Zürich zeigen konnten. Die Forscher sehen auch Parallelen zum Lernen bei Kindern.

Eine neue Substanz macht bestimmte Moleküle im Gehirn mittels Bildgebung sichtbar. Damit können neurologische Erkrankungen besser erforscht werden.

ETH-Professor Petros Koumoutsakos wollte eigentlich eine Karriere bei den Vereinten Nationen machen. Heute ist er einer der weltweit führenden Forscher im Bereich der Fluiddynamik, der Simulation von Strömungsprozessen mit Hilfe von Supercomputern.

Ein internationales Team unter Leitung von ETH-Forschenden hat eine Technik entwickelt, um den Effekt von Wirkstoffen am Gehirn mithilfe von elektrischen Hirnsignalen genauer zu beurteilen. Das könnte besonders in der frühen Entwicklungsphase von Medikamenten gegen Epilepsie von Nutzen sein.

ETH-Wissenschaftler widerlegten ein jahrzehntealtes Dogma: Gehirnflüssigkeit verlässt den Hirnraum nicht via Blutgefässe, sondern via Lymphsystem. Diese Erkenntnis hat eine weitreichende Bedeutung für neue Behandlungsmethoden gegen Demenzerkrankungen.

Singvögel sind Minimalisten, wenn es um das Erlernen eines neuen Gesangs geht, zeigte ein internationales Forscherteam. Die Lernmethode der Vögel ähnelt einer Strategie, die Computerwissenschaftler beim Sprachvergleich anwenden.

Hirnforscherinnen und -forscher der ETH Zürich und weiterer Universitäten zeigen erstmals auf, dass autistische Personen eine Hirnregion für Empathie ungewöhnlich schwach aktivieren. Diese Erkenntnis könnte helfen, neue Therapien für Autismus-Betroffene zu entwickeln.

Neuste Erkenntnisse von Forschern der ETH und Universität Zürich deuten darauf hin, dass fettreiches Essen die Reifung eines Teils der Hirnrinde bei Heranwachsenden massiv stören könnte. Dadurch drohen im Erwachsenenalter Defizite bei Lernprozessen, der Persönlichkeit und der Impulskontrolle.

Forschende der ETH Zürich entwickelten eine neue Markersubstanz für die Positronen-Emissions-Tomografie (PET). Es dürfte damit möglich werden, das Fortschreiten der degenerativen Muskelkrankheit Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) im Hirn von Patienten nachzuverfolgen.

Forschende der Universität Zürich und der ETH Zürich konnten zeigen, dass eine anregende Umgebung traumabedingte Symptome bei Mäusen rückgängig machen kann. Damit konnten die Wissenschaftler erstmals nachweisen, dass positive Umweltfaktoren Verhaltensänderungen korrigieren können, die sonst an die Nachkommen vererbt würden.

Bei Verletzungen des Rückenmarks werden die Nervenbahnen zwischen Hirn und den Gliedmassen ganz oder teilweise unterbrochen. Das hat für die Repräsentation der betroffenen Gliedmasse im Gehirn teils drastische Konsequenzen. ETH-Forscher haben nun gemessen, wie sehr die korrekte Repräsentation eingeschränkt ist.

Ende 2015 gegründet, führt das Turing Centre der ETH Zürich Forschende und Studierende aus Natur-, Ingenieur- und Geisteswissenschaften zusammen. Im Interview legen der Leiter Giovanni Sommaruga und die Co-Leiter Diane Proudfoot und Jack Copeland dar, wie das Zentrum die freie Grundlagenforschung anregt und was «Kind-Maschinen» damit zu tun haben.

Eine Polybahnfahrt vom Central hoch zum ETH-Hauptgebäude mit Nicole Wenderoth: Die ETH-Professorin für Neuronale Bewegungskontrolle und Leiterin des Instituts für Bewegungswissenschaften und Sport erklärt im neuen Polybahn-Pitch, wie sie das Gehirn anderer beeinflussen kann.

Wissenschaftler entdeckten einen neuen Mechanismus, mit dem ein fluoreszierendes Protein seine Farbe ändern kann. Damit können sie in lebenden Organismen individuelle Zellen in ihrem dreidimensionalen Umfeld mikroskopisch sichtbar machen.

Schmerzsignale werden über das Rückenmark ins Gehirn geleitet. Allerdings kommen nicht alle Impulse an: Gewisse Nervenzellen agieren als Kontrollstellen und entscheiden darüber, ob ein Reiz weitergeleitet wird oder nicht. Forschende der ETH und der Universität Zürich haben nun die hemmenden Zellen identifiziert. Mit einer gezielten Aktivierung lassen sich Schmerzen vermindern – und erstaunlicherweise auch Juckreiz lindern.

Die ETH Zürich beteiligt sich am neuen EU-Grossforschungsvorhaben «EIT Health». In dem Projekt suchen mehr als 140 europäische Unternehmen und Forschungsinstitutionen Lösungen für Probleme im Bereich Gesundheit und Altern.

Thomas Wälchlis Ziel ist es, das Wachstum von Hirntumoren zu bremsen. In seiner Doktorarbeit an der ETH Zürich beschäftigte sich der Mediziner mit der Entstehung von Blutgefässen im Gehirn. Denn diese unterstützen auch das Tumorwachstum. Der Wissenschaftler entwickelte eine Methode, die neue Einblicke in die einzelnen Entwicklungsschritte von Blutgefässen im Gehirn ermöglicht.