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Panorama Campus Nord mit Mathetower und blauem Himmel © Jürgen Huhn​/​TU Dortmund
Forschung zu Nervensignalen

Internationale Forschungskooperation erhält Trailblazer Award

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Animation eines Nervensignals in blauen Tönen. Das Signal wird durch einen gelben Streifen und Blitze verdeutlicht. © Matthias Schneider
Die Forschenden untersuchen die Theorie, dass Nervensignale nicht rein elektrisch sind, sondern auch ein mechanisches Signal übertragen.
Ein Forschungsprojekt der Boston University, der Northwestern University und der TU Dortmund hat den Trailblazer Engineering Impact Award der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) erhalten. Der mit drei Millionen Dollar dotierte Preis fördert Wissen­schaft­ler*innen, die innovative und neuartige Forschungsrichtungen verfolgen. Von der TU Dortmund ist der Physiker Prof. Matthias Schneider an dem Konsortium beteiligt. 900.000 Dollar des Preisgeldes fließen in seine Forschung zur Physik der Nervenimpulsausbreitung. Die Förderung wird auch den transatlantischen Austausch von Forschenden und Studierenden stärken.

Die Wissen­schaft­ler*innen um Principal Investigator Prof. Petia Vlahovska von der Northwestern University wurden für ihren Antrag mit dem Titel „Non-electrical Mechanisms of Neuronal Excitation - A New Direction for Brain-computer Interfaces and Neuroengineering“ ausgezeichnet. Sie untersuchen in ihrem Projekt die Theorie, dass Nervensignale nicht wie bisher angenommen rein elektrisch sind, sondern auch ein mechanisches Signal übertragen, welches sich entlang der Nervenmembran wie eine Welle ausbreitet. Dafür entwickeln die Forschenden biokompatible, synthetische Neuronen, die das Verhalten echter Nerven nachahmen. Anstatt rein elektrisch sollen die Neuronen Signale durch eine elektro-mechanisch gekoppelte Welle übertragen.

Porträtfoto Matthias Schneider © Roland Baege​/​TU Dortmund
Von der TU Dortmund ist der Physiker Prof. Matthias Schneider an dem Projekt beteiligt.

Mit ihrem neuen Ansatz verfolgen die Wissen­schaft­ler*innen eine grundsätzlich andere, physikalische Vorstellung der Nervenleitung: Diese könnte noch nicht absehbare Folgen für die Entwicklung neuer Behandlungsmethoden für neurologische Erkrankungen haben oder die Grundlage für Computersysteme schaffen, die die weiche und organische Beschaffenheit des Gehirns zum Vorbild haben. Um die Brücke in die Anwendung zu schaffen, soll im Rahmen des Projekts auch der Effekt von Lithium, eines der am häufigsten verschriebenen Neuropharmaka in der Psychiatrie, untersucht werden. Dazu arbeitet Prof. Matthias Schneider auch mit seiner Frau Vanessa Myles zusammen, die Psychiaterin ist.  

Transatlantischen Austausch zwischen Dortmund und den USA stärken

Die National Science Foundation (NSF) unterstützt mit dem Trailblazer Award Forschungsvorhaben von Wissen­schaft­ler*innen und Ingenieur*innen, die Neues erproben und große Herausforderungen innovativ angehen wollen. 900.000 Dollar des Preisgelds entfallen auf Prof. Matthias Schneider von der Fakultät Physik, der eine Nebenstelle an der Boston University innehat und dort eng mit Prof. Shyam Erramilli und Prof. Bjoern Reinhard zusammenarbeitet.

Mit den Forschungsgeldern plant Prof. Schneider, seine Untersuchungen zur Physik der Nervenimpulsausbreitung fortzusetzen. „Diese Förderung ist nicht nur bahnbrechend für meine Forschung zur Physik der Physiologie und zur Rolle von Erhaltungssätzen in lebenden Systemen“, sagt Prof. Schneider, der an der TU Dortmund Professor für Medizinische und Biologische Physik ist. „Mein Labor in Boston wird auch als Drehscheibe für Studierende und Forschende dienen, die sich für den transatlantischen Austausch begeistern, welcher heute notwendiger denn je ist.“ Die Physik-Fakultäten der TU Dortmund und Boston University haben bereits 2024 ein gemeinsames Forschungsnetzwerk initiiert.

Um den Austausch zwischen dem Ruhrgebiet und der Metropolregion Boston zu stärken, hat Prof. Schneider auch die „Boston-Ruhr Initiative for Undergraduate and Graduate Student Exchange“ (BRIDGE) gegründet. Ziel des Programms ist es, den Studierendenaustausch durch die Vermittlung von Praktika in den Bereichen der biomedizinischen Physik und KI zu fördern. Neben der Fakultät Physik der TU Dortmund, dem MIT und der Boston University, sind auch das Lamarr-Institut, das Universitätsklinikum Essen und der Drug Discovery Hub Dortmund an der Initiative beteiligt. Das Projekt soll im April 2026 starten.

Weitere Informationen zum Forschungsprojekt

Weitere Informationen zu BRIDGE.nrw

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