Werben im Podcast: Exzellent erklärt - Spitzenforschung für alle

Warum haben wir nach einem großen Essen trotzdem noch Lust auf ein Dessert? Diese scheinbar unlogische Frage steht im Zentrum unsrer neuen Folge, in der wir – zum dritten Mal – virtuell am Kölner Exzellenzcluster CECAD zu Gast sind. Gemeinsam mit der Ärztin und Wissenschaftlerin Ruth Hanssen und dem Neurowissenschaftler Marc Tittgemeyer erfahren wir, warum Essen und Belohnung im Gehirn untrennbar miteinander verknüpft sind – ein evolutionäres Erbe aus Zeiten, in denen Nahrung knapp war und Zucker sowie Fett überlebenswichtige Energiereserven bedeuteten. Wir klären, warum Adipositas keine Frage von Willenskraft oder Disziplin ist, sondern messbare Veränderungen im Gehirn – etwa eine gestörte Insulinwirkung – eine zentrale Rolle spielen. Wir sprechen darüber, wieso Diäten in über 80 Prozent der Fälle scheitern, wie sich Vorlieben fürs Süße durch wiederholten Konsum regelrecht neu „verdrahten“ lassen, welche Rolle moderne Abnehmmedikamente (GLP-1-Analoga) dabei spielen können, und warum Prävention – bis hin zu politischen Maßnahmen wie einer Zuckersteuer – der wohl wirksamste Hebel ist.

Was hat die japanische Faltkunst Origami mit Energieforschung zu tun? Überraschend viel! In dieser Folge tauchen wir ein in die Welt der DNA-Nanotechnologie — ein Forschungsfeld, das die Grenzen zwischen Biologie, Physik und Materialwissenschaft verschwimmen lässt Die beiden Wissenschaftler Philipp Tinnefeld und Tim Liedl erklären, dass sich DNA nicht nur als Träger von Erbinformation eignet, sondern auch als hochpräzises Baumaterial für winzige Strukturen im Nanometermaßstab dient. Dazu nutzen die Forscher ein Verfahren, das als DNA-Origami bekannt ist. Es hilft ihnen, DNA-Stränge so zu programmieren, dass sie sich selbst zu komplexen dreidimensionalen Formen zusammenbauen. Diese Strukturen können als Gerüste für neuartige Materialien dienen, die Licht gezielt lenken oder photonische Kristalle bilden, die künftig energieeffizientere Computer ermöglichen könnten. Gleichzeitig eröffnen sich Anwendungen in der Katalyse, der Medizindiagnostik und langfristig sogar bei intelligenten Nanorobotern.

Warum trifft der Klimawandel ausgerechnet jene besonders hart, die am wenigsten zu ihm beigetragen haben? In dieser Folge spricht Prof. Gabriele Spilker darüber, wie Klimawandel und Ungleichheit untrennbar miteinander verbunden sind. Sie erklärt, warum sich globale, soziale und zeitliche Ungleichheiten gegenseitig verstärken und weshalb Umweltkatastrophen nicht automatisch zu Protest oder politischem Handeln führen. Dabei zeigt sie, welche Rolle Bildung, Ressourcen, politische Teilhabe und Fragen der Verantwortung spielen – und warum eine wirksame Klimapolitik immer auch eine Frage der Gerechtigkeit ist.

Wie reagieren Böden, Pflanzen und Klima aufeinander – und was bedeutet das für unsere Zukunft? In dieser Folge geht es um das neue Exzellenzcluster TERRA – „Terrestrische Geo-Biosphären Interaktionen in einer sich verändernden Welt“. Gemeinsam mit der Erdsystemwissenschaftlerin Kira Rehfeld und dem Pflanzenökologen Andreas Schweiger spricht Larissa Vassilian darüber, warum die Wechselwirkungen zwischen belebter und unbelebter Umwelt entscheidend für das Verständnis des Klimawandels sind. Die Forschenden wollen herausfinden, wie Biodiversität und Geodiversität zusammenhängen, warum Böden für den globalen Kohlenstoffkreislauf so wichtig sind und weshalb heutige Klimamodelle viele Prozesse noch nicht ausreichend abbilden können. Dabei reicht der Blick von Mikroorganismen im Boden bis zu globalen Klimaveränderungen und Millionen Jahren Erdgeschichte. Im Mittelpunkt steht zudem ein weltweit einzigartiges Freilandexperiment im „Diversitorium“: Durch die gezielte Veränderung von Pflanzen, Böden und Klimafaktoren untersuchen Forschende, wie stabil Ökosysteme sind und wie sie auf Umweltveränderungen reagieren.

Dunkle Materie gehört zu den größten Rätseln des Universums: Sie macht den Großteil seiner Masse aus – und doch konnte bislang kein einziges Teilchen direkt nachgewiesen werden. Sie sendet kein Licht aus, reflektiert nichts, bleibt unsichtbar. Und trotzdem ist sie da. Ihre Existenz verrät sich nur indirekt: durch ihre Gravitation. Sterne in Galaxien bewegen sich schneller um ihr Zentrum, als es nach den bekannten Gesetzen der Physik möglich wäre. Etwas Unsichtbares muss sie zusätzlich antreiben. Bei der Suche nach dieser geheimnisvollen Substanz setzen Forschende des Exzellenzclusters QuantumFrontiers auf extreme Präzision. Ihr Werkzeug: optische Atomuhren – die genauesten Messinstrumente, die je gebaut wurden. Sie sind so präzise, dass sie seit dem Urknall weniger als eine Sekunde Abweichung hätten. Mit ihnen fahnden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nach minimalsten Störungen im Gefüge der Natur – winzigen Hinweisen auf bislang unbekannte Teilchen oder sogar eine fünfte Grundkraft.

Gutes Hören ist Lebensqualität. Doch was tun, wenn das Gehör nachlässt? In dieser Episode stellen wir zwei spannende Wege vor, um das Hören zu retten: Einen biologischen und einen technischen. Erfahren Sie, wie der Exzellenzcluster Hearing4all.connects neue Gesundheitstechnologien nutzt, um das menschliche Ohr besser zu verstehen und zu unterstützen.

Wie kann wissenschaftliche Forschung konkret in der Außenpolitik wirken? In dieser Episode von "Exzellent erklärt" geht es um die Zusammenarbeit zwischen dem Exzellenzcluster „SCRIPTS – Contestations of the Liberal Script“ und dem Auswärtigen Amt. Im Fokus steht der Austausch zwischen Wissenschaft und Politik: Welche unterschiedlichen Logiken, Zeitrhythmen und Sprachen prallen aufeinander – und wie lassen sie sich produktiv verbinden? Dabei soll es nicht um einseitigen Wissenstransfer, sondern um echten Wissensaustausch gehen. Es ist aber auch wichtig zu erfahren, welche Rolle Vertrauen und Übersetzungsarbeit spielen und warum wissenschaftliche Erkenntnisse in der Politik immer nur ein Input unter vielen sind. Anhand konkreter Beispiele – etwa der Stabilisierung Syriens oder der Rolle von Künstlicher Intelligenz in der internationalen Ordnung – wird deutlich, wie Forschung und Diplomatie gemeinsam an hochkomplexen globalen Fragen arbeiten.

Was macht ein System intelligent – ob Mensch, Tier oder Maschine? Und kann man die Grundprinzipien von Intelligenz überhaupt definieren? In dieser Episode von Exzellent erklärt tauchen wir tief ein in die Grundlagenforschung des Berliner Exzellenzclusters Science of Intelligence. Der Robotiker Oliver Brock erklärt, warum seine Forschung nach universellen Prinzipien sucht, die Intelligenz in allen Formen – biologisch wie künstlich – beschreiben können. Er spricht über „aktive Zwischenverbindungen“, also das Zusammenspiel einzelner Systeme, das erst komplexes Verhalten ermöglicht. Der zweite Gast, Vito Mengers, führt dieses Prinzip weiter: Er arbeitet an AICON – einer „Engine für intelligentes Verhalten“, die Roboter befähigt, aus ihren Verbindungen zu lernen, statt nur fest programmierte Abläufe zu wiederholen. Gemeinsam werfen sie einen Blick in die Zukunft: Was können Roboter heute schon – und was noch nicht? Was trennt Künstliche Intelligenz von echter? Und wie geht es weiter, nachdem das Exzellenzcluster Science of Intelligence seine Förderung nicht verlängert bekommen hat?

In dieser Episode besuchen wir erneut den Exzellenzcluster RESIST an der Medizinischen Hochschule Hannover. Gemeinsam mit den beiden Dermatologen Prof. Dr. Thomas Werfel und Dr. Stephan Traidl sprechen wir über Herpesviren, ihre Vielfalt und warum sie für Menschen mit Neurodermitis besonders gefährlich werden können. Die Forschenden erklären, was hinter den acht humanen Herpesviren steckt – von Lippenbläschen über Gürtelrose bis hin zu schweren Infektionen – und warum genetische Faktoren, das Alter und das Immunsystem dabei eine entscheidende Rolle spielen. Außerdem geht es um die Prävention durch Impfungen, um neue Medikamente gegen Neurodermitis und um die aufwendige Forschung mit Patientenkohorten, die helfen soll, Risikofaktoren besser zu verstehen.

In dieser Episode wird es mathematisch, innovativ und überraschend praxisnah. Host Larissa Vassilian ist zu Gast beim Exzellenzcluster MATH+ in Berlin und spricht mit den MathematikerInnen Andrea Walther und Sebastian Pokutta. Seit Oktober 2024 sind beide — zusammen mit Claudia Schillings (FU Berlin) — auch SprecherInnen von MATH+. Gemeinsam werfen sie einen Blick auf die Potenziale anwendungsorientierter Mathematik, insbesondere im Kontext von Nachhaltigkeit und Künstlicher Intelligenz. Wie lassen sich beispielsweise Flugrouten und Tragflächen optimieren, um Treibstoff und CO₂-Emissionen zu reduzieren? Wie kann Mathematik dazu beitragen, KI energieeffizienter zu machen – oder mithilfe von KI globale Biomassen zu schätzen, um deren Potential zur CO₂-Absorption zu erfassen? Und welche Rolle spielt dabei eigentlich der menschliche Faktor? Es geht um den Einsatz von Multiple-Agent-Methoden, um Meinungsdynamiken — etwa im Hinblick auf die Akzeptanz neuer Mobilitätskonzepte im Nahverkehr — und um sogenannte Nicht-Glattheiten bei der Optimierung. Vor allem aber geht es darum, wie Mathematik helfen kann, unsere komplexe Welt greifbarer, effizienter und nachhaltiger zu gestalten.

In dieser Episode tauchen wir tief in die Geheimnisse unseres Gehirns ein. Gemeinsam mit den Neurowissenschaftler:innen Matthew Larkum und Rosanna Sammons vom Exzellenzcluster NeuroCure in Berlin erkunden wir, wie Nervenzellen Signale verarbeiten, was während einer Narkose mit unserem Bewusstsein passiert und warum das Gehirn ständig daran arbeitet, seine eigene Balance zu halten. Wir sprechen über faszinierende Entdeckungen wie das Cortical Coupling, die Rolle der Pyramidenzellen in unserer Wahrnehmung und die erstaunliche Fähigkeit des Gehirns, sich lebenslang anzupassen – selbst nach Verletzungen oder in neuen Lebenssituationen.

Wie trifft unser Immunsystem die richtige Entscheidung – Angriff oder Zurückhaltung? Und wie lassen sich diese Prozesse gezielt beeinflussen, um Krankheiten wie Krebs oder Autoimmunerkrankungen besser zu behandeln? In dieser Episode von Exzellent erklärt sprechen wir mit Prof. Dr. Olaf Groß und Dr. Emilia Neuwirt vom Exzellenzcluster CIBSS in Freiburg. Sie erklären, wie biologische Signalwege unser Immunsystem steuern und warum die Suche nach einem molekularen „Dimmer“ so wichtig ist, um gezielte Therapien zu entwickeln. Außerdem erzählen sie, wie aus Grundlagenforschung ein eigenes Start-up wurde – und warum unternehmerischer Mut auch in der Wissenschaft gefragt ist.

Chemie umgibt uns überall – und doch denken viele nur an Schulunterricht und Reagenzgläser. In dieser Folge geht es darum, warum wir eine 'Chemiewende' brauchen, wie Chemie nachhaltiger werden kann und welche Rolle Katalyse dabei spielt. Beleuchtet werden die Herausforderungen der 'Defossilisierung' ('De-Carbonisierung' würden Chemiker*innen nie sagen, denn auch alle nachhaltige Chemie arbeitet mit Kohlenstoff), innovative Materialien und die Frage, ob wir mit Chemie die Welt retten können. Dabei geht es nicht nur um Forschung, sondern auch darum, wie wir diese in die Praxis bringen – mit viel Innovationsgeist und Mut zur Veränderung.

Was werden wir in Zukunft tanken? Wahrscheinlich keine fossilen Brennstoffe mehr – sondern biohybride Kraftstoffe, die das Klima schonen, nachhaltig hergestellt sind und sich in bestehenden Motoren nutzen lassen. In dieser Episode von Exzellent erklärt – Spitzenforschung für alle sprechen wir mit zwei führenden Wissenschaftler*innen des Exzellenzclusters The Fuel Science Center: Prof. Dr. Dörte Rother und Prof. Dr.-Ing. Andreas Jupke. Sie erklären, wie aus Pflanzenresten, CO₂ oder sogar Plastik nachhaltige Kraftstoffe werden können – und was Enzyme, Mikroorganismen und neue chemische Verfahren dabei leisten. Es geht um interdisziplinäre Forschung, energieeffiziente Prozesse, verkettete Katalyse und realistische Zukunftsszenarien jenseits des Elektroautos. Eine spannende Reise an die Tankstelle der Zukunft.

Was wäre, wenn Therapien nicht mehr nach dem Prinzip „Trial and Error“ verschrieben würden, sondern exakt auf deinen Körper abgestimmt wären? In dieser Episode von „Exzellent erklärt – Spitzenforschung für alle“ geht es um Präzisionsmedizin bei chronischen Entzündungserkrankungen. Diese moderne Herangehensweise soll es ermöglichen, die individuell bestpassende Therapie zu finden – mit Hilfe von Biomarkern, Künstlicher Intelligenz und jeder Menge Daten.