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.

Die Experten

Philipp Tinnefeld ist Professor für Physikalische Chemie an der Ludwig-Maximilians-Universität München. Seine Forschung verbindet Chemie, Nanotechnologie und Biophysik. Im Mittelpunkt seiner Arbeit stehen DNA-basierte Nanostrukturen, Einzelmolekülmethoden und die Entwicklung funktionaler Nanomaterialien für Anwendungen in der Energieforschung, Sensorik und medizinischen Diagnostik. Im Exzellenzcluster e-conversion untersucht er unter anderem, wie sich komplexe Funktionen durch präzise angeordnete Moleküle auf DNA-Gerüsten realisieren lassen.

Tim Liedl ist Professor für Experimentelle Physik an der Ludwig-Maximilians-Universität München mit Schwerpunkt auf Nanowissenschaften und optischen Anwendungen von Nanomaterialien. Er zählt zu den weltweit führenden Forschern auf dem Gebiet des DNA-Origami und entwickelt programmierbare Nanostrukturen, die sich selbst zu komplexen Materialien zusammensetzen. Seine Arbeiten zu DNA-basierten photonischen Kristallen eröffnen neue Möglichkeiten für optische Technologien, energieeffiziente Informationsverarbeitung und innovative Materialien.

Der Cluster

Der Exzellenzcluster e-conversion erforscht die grundlegenden Prozesse der Energieumwandlung — von der Wechselwirkung von Licht und Materie bis hin zu chemischen und elektronischen Umwandlungsprozessen. Ziel ist es, neue Konzepte für eine nachhaltige Energieversorgung zu entwickeln und die wissenschaftlichen Grundlagen für zukünftige Energietechnologien zu schaffen. Dabei arbeiten 45 Forschende und ihre Teams an der TU München, der LMU München sowie an den Max-Planck-Instituten in Stuttgart und Berlin eng zusammen. Die Forschung reicht von der Entwicklung neuartiger Materialien für Solarenergie und Katalyse bis hin zu innovativen Ansätzen für energieeffiziente Informationsverarbeitung und Nanotechnologie.

Der Podcast

70 Exzellenzcluster, 1 Podcast. Regelmäßig berichtet „Exzellent erklärt“ aus einem der Forschungsverbünde, die im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder gefördert wird. Die Reise geht quer durch die Republik, genauso vielfältig wie die Standorte sind die Themen: Von A wie Afrikastudien bis Z wie Zukunft der Medizin. Seid bei der nächsten Folge wieder dabei und taucht ein in die spannende Welt der Spitzenforschung! Wenn Euch der Podcast gefallen hat, abonniert „Exzellent erklärt“ bei dem Podcast-Anbieter Eurer Wahl.

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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.

Die Expertin

Gabriele Spilker ist Inhaberin der Clusterprofessur „International Politics – Global Inequality“ an der Universität Konstanz und Co-Sprecherin des Exzellenzclusters The Politics of Inequality. Ihre Forschungsschwerpunkte liegen in internationaler Politik, im besonderen der internationalen politischen Ökonomie, den Auswirkungen des Klimawandels auf Migration und Konflikte sowie Ungleichheiten in der Wahrnehmung von Globalisierungsprozessen.

Der Cluster

Der Exzellenzcluster The Politics of Inequality an der Universität Konstanz untersucht die politischen Ursachen und Folgen von Ungleichheit, in Deutschland ebenso wie weltweit. Im Mittelpunkt steht die Frage, wie Ungleichheit wahrgenommen wird, wie daraus politische Mobilisierung entsteht und wie politische Entscheidungen wiederum Ungleichheit beeinflussen. Der Cluster arbeitet interdisziplinär und verbindet unter anderem Politikwissenschaft, Soziologie, Ökonomie und Linguistik. Seit Mai 2025 ist zudem bekannt, dass der Cluster für eine weitere Förderphase von sieben Jahren unterstützt wird.

Der eigene Podcast des Clusters ist hier zu finden.

Der Podcast

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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.

Die Expert:innen

Kira Rehfeld ist Erdsystemwissenschaftlerin und Professorin an der Universität Tübingen. Sie erforscht Klima- und Umweltveränderungen über lange Zeiträume hinweg und beschäftigt sich insbesondere mit Erdsystemmodellen, Klimadynamik und Wechselwirkungen zwischen Biosphäre und Geosphäre. Sie ist eine der Sprecherinnen des Exzellenzclusters TERRA und arbeitet daran, Prozesse auf der Landoberfläche und im Boden besser in die globalen Stoffkreisläufe von Klimamodellen zu integrieren.

Andreas Schweiger ist Pflanzenökologe an der Universität Hohenheim. Seine Forschung konzentriert sich auf Biodiversität, Pflanzenphysiologie und die Stabilität von Ökosystemen unter sich verändernden Umweltbedingungen. Im Rahmen von TERRA untersucht er insbesondere, wie Pflanzen auf unterschiedliche Bodenbedingungen und Klimaextreme reagieren und wie Biodiversität zur Stabilität von Ökosystemen beiträgt.

Der Cluster

Der Exzellenzcluster TERRA („Terrestrische Geo-Biosphären Interaktionen in einer sich verändernden Welt“) untersucht, wie belebte und unbelebte Bestandteile unseres Planeten zusammenwirken – also etwa Pflanzen, Mikroorganismen, Böden, Gesteine, Wasser und Atmosphäre. Ziel ist es, die Wechselwirkungen zwischen Biodiversität und Geodiversität besser zu verstehen und daraus präzisere Vorhersagen über den globalen Wandel abzuleiten. Dafür verbindet TERRA unterschiedlichste Disziplinen – von Ökologie und Geowissenschaften bis hin zur Klimamodellierung – und arbeitet mit innovativen Experimenten, wie einem groß angelegten Freilandlabor für Klima- und Biodiversitätsforschung innerhalb des „Diversitoriums“.

Der Podcast

70 Exzellenzcluster, 1 Podcast. Regelmäßig berichtet „Exzellent erklärt“ aus einem der Forschungsverbünde, die im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder gefördert wird. Die Reise geht quer durch die Republik, genauso vielfältig wie die Standorte sind die Themen: Von A wie Afrikastudien bis Z wie Zukunft der Medizin. Seid bei der nächsten Folge wieder dabei und taucht ein in die spannende Welt der Spitzenforschung! Wenn Euch der Podcast gefallen hat, abonniert „Exzellent erklärt“ bei dem Podcast-Anbieter Eurer Wahl.

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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.

Die Expert:innen

Piet Schmidt ist Experimentalphysiker und forscht sowohl an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig als auch an der Leibniz Universität Hannover. Der Co-Sprecher des Clusters ist ein führender Experte auf dem Gebiet der Spektroskopie von gefangenen Ionen für grundlegende physikalische Untersuchungen. Seine Arbeit umfasst die Entwicklung und Verbesserung optischer Atomuhren mit hochgeladenen Ionen zur Untersuchung von Naturkonstanten und physikalischen Gesetzen.

Elina Fuchs ist theoretische Physikerin und im Exzellenzcluster QuantumFrontiers Principal Investigator und Leiterin der Topical Group “Tests of Fundamental Physics: Spectroscopy”. Ihr Forschungsschwerpunkt liegt auf der sogenannten Neuen Physik – also auf Teilchen und Phänomenen jenseits des Standardmodells, die bisher noch nicht experimentell nachgewiesen wurden, aber grundlegende offene Fragen der Physik beantworten könnten.

Das Cluster

Zentrales Ziel von QuantumFrontiers ist es, Messungen mit bisher unerreichter Präzision durchzuführen, um die Erkenntnishorizonte in der Grundlagenphysik und Geodäsie zu erweitern und neue, bahnbrechende Quantentechnologie-Anwendungen zu erschließen.

Der Podcast

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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.

Die Expert:innen

Prof. Dr. Athanasia Warnecke ist leitende Oberärztin an der Hals-Nasen-Ohren-Klinik der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH). Als Forscherin ist sie im Verbundforschungsinstitut für AudioNeuroTechnologie (VIANNA) der MHH angesiedelt. Ihre Arbeitsgruppe hat das Ziel, neue Therapien zur Prävention und Behandlung von Erkrankungen des Innenohrs zu entwickeln. Im Vordergrund stehen dabei zellbasierte Therapien, bei denen gentechnische und molekularbiologische Methoden zum Einsatz kommen. Eine wichtige Rolle spielt dabei auch der Einsatz moderner bildgebender Verfahren.

Prof. Dr. Simon Doclo ist Ingenieur der Elektrotechnik. Seit 2009 leitet er die Abteilung Signalverarbeitung im Department für medizinische Physik und Akustik der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg. Seine Forschungsgebiete sind die Signalverarbeitung für akustische und biomedizinische Anwendungen, insbesondere Hörgeräte, darunter Algorithmen für Mikrofonarrays, Sprachsignalverbesserung, aktive Geräuschunterdrückung und akustische Sensornetzwerke. Eine wichtige Rolle spielt dabei zunehmend der Einsatz maschineller Lernverfahren.

Der Cluster

Hörverlust ist die häufigste Sinnesstörung und beeinträchtigt Kommunikation, Kognition, Hirn-gesundheit, soziale Teilhabe und Lebensqualität. Hearing4all.connects befasst sich mit innovativen Technologien für die Hörgesundheit - vom Ohr zum Gehirn zur Gesellschaft. Am Forschungsverbund, der durch hohe Interdisziplinarität geprägt ist, sind über 300 Wissenschaftler:innen aus drei Universitäten und mehreren außeruniversitären Forschungsinstituten beteiligt. Auch der Transfer von Innovationen hin zu marktfähigen Produkten spielt in Hearing4all.connects eine wichtige Rolle.

Der Podcast

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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.

Die Experten

Prof. Dr. Thomas Risse ist pensionierter Professor für Internationale Politik und einer der prägenden Köpfe des Exzellenzclusters SCRIPTS an der Freien Universität Berlin. In seiner Forschung beschäftigt er sich mit liberalen Ordnungen, internationalen Institutionen und den globalen Anfechtungen von Demokratie und Rechtsstaatlichkeit. In der Zusammenarbeit mit dem Auswärtigen Amt bringt er wissenschaftliche Perspektiven in außenpolitische Fragestellungen ein und reflektiert zugleich kritisch die Grenzen politischer Steuerbarkeit.

Henrik von Homeyer ist Politikwissenschaftler und seit Sommer 2025 Verbindungsreferent des Exzellenzclusters SCRIPTS im Planungsstab des Auswärtigen Amtes. Zuvor arbeitete er unter anderem im Bundesministerium für Gesundheit sowie im Auswärtigen Ausschuss des Deutschen Bundestages. In seiner aktuellen Rolle versteht er sich als Brücke zwischen Wissenschaft und Politik: Er bringt wissenschaftliche Expertise ins Ministerium und sorgt zugleich dafür, dass politische Praxis Impulse für die Forschung liefert.

Der Cluster

Der Exzellenzcluster „Contestations of the Liberal Script (SCRIPTS)” ist ein interdisziplinärer Forschungsverbund, indem untersucht wird, warum das liberale Gesellschaftsmodell weltweit im stärker unter Druck gerät, welche politischen, gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Konflikte damit einhergehen – und welche Faktoren die Resilienz liberaler Demokratien stärken.

SCRIPTS wird seit 2019 im Rahmen der Exzellenzstrategie von Bund und Ländern von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. Der Cluster ist an der Freien Universität Berlin angesiedelt und vereint als Partnerinstitutionen die Humboldt-Universität zu Berlin, die Hertie School, das Wissenschaftszentrum Berlin für Sozialforschung (WZB), das Zentrum für Osteuropa- und internationale Studien (ZOiS) sowie das Institut für Weltwirtschaft Kiel (IfW Kiel).

Frühere Episode des Clusters: Wissenschaftsfreiheit: Wenn Forschung angegriffen

Der Podcast

70 Exzellenzcluster, 1 Podcast. Regelmäßig berichtet „Exzellent erklärt“ aus einem der Forschungsverbünde, die im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder gefördert wird. Die Reise geht quer durch die Republik, genauso vielfältig wie die Standorte sind die Themen: Von A wie Afrikastudien bis Z wie Zukunft der Medizin. Seid bei der nächsten Folge wieder dabei und taucht ein in die spannende Welt der Spitzenforschung!

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?

Die Expert:innen

Prof. Dr. Oliver Brock ist Professor für Robotik an der Technischen Universität Berlin und Sprecher des Exzellenzclusters Science of Intelligence. Er gehört zu den führenden Forschern auf dem Gebiet der autonomen Robotik und untersucht, wie Maschinen auf flexible, anpassungsfähige Weise mit ihrer Umwelt interagieren können. Sein Forschungsschwerpunkt liegt auf der Frage, wie Prinzipien biologischer Intelligenz auf technische Systeme übertragbar sind.

Vito Mengers ist Doktorand am Robotics and Biology Laboratory der TU Berlin. Er forscht im Rahmen des Science-of-Intelligence-Clusters an AICON (Active Interconnect), einem Modell für dynamische Verbindungen zwischen Modulen intelligenter Systeme. Sein Ziel: Roboter so zu gestalten, dass sie durch Interaktion und Anpassung „intelligentes“ Verhalten zeigen – ganz ohne starre Programmierung.

Der Cluster

Das Berliner Exzellenzcluster Science of Intelligence (SCIoI) wurde 2019 gegründet und vereinte Forscherinnen und Forscher aus Informatik, Neurowissenschaft, Psychologie, Biologie, Philosophie und Robotik. Ziel war es, Prinzipien von Intelligenz zu identifizieren – also gemeinsame Mechanismen, die intelligentes Verhalten in Menschen, Tieren und künstlichen Systemen möglich machen.

Frühere Episode des Clusters: Was ist Intelligenz?

Der Podcast

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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.

Die Experten

PD Dr. Stephan Traidl M.Sc. ist Facharzt für Dermatologie und Clinician Scientist an der Hautklinik der Medizinischen Hochschule Hannover. In seiner Forschung untersucht er die immunologischen Grundlagen der Neurodermitis und der Anfälligkeit für Virusinfektionen. Dabei verbindet er klinische Beobachtungen mit molekularbiologischen Analysen, um die Ursachen dieser Erkrankung besser zu verstehen.

Der Cluster

Der Exzellenzcluster RESIST (Resolving Infection Susceptibility) an der Medizinischen Hochschule Hannover erforscht, warum einige Menschen besonders anfällig für Infektionen sind – etwa Neugeborene, Ältere oder Personen mit genetischen Besonderheiten. Das interdisziplinäre Netzwerk aus Mediziner:innen, Immunolog:innen und Molekularbiolog:innen untersucht die Mechanismen der Infektanfälligkeit und entwickelt Strategien, um gefährdete Gruppen besser zu schützen. In der zweiten Förderphase baut RESIST seine Kohortenstudien weiter aus und widmet sich unter anderem verstärkt dem Vergleich zwischen jungem und alterndem Immunsystem sowie der Erforschung von Impfantworten und bakteriellen Infektionen.

Frühere Episode des Clusters:

Der Podcast

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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.

Frühere Episode des Clusters:

Prof. Dr. Andrea Walther ist Professorin für Mathematische Optimierung an der Humboldt-Universität zu Berlin, Vizepräsidentin des Zuse-Instituts Berlin (ZIB) und eine der SprecherInnen des Exzellenzclusters MATH+. In ihrer Forschung beschäftigt sie sich unter anderem mit der Entwicklung neuer Optimierungsmethoden — insbesondere bei komplexen, nicht-linearen Systemen, etwa in der Erforschung neuer Materialien. Nachhaltigkeit und Praxisrelevanz stehen dabei im Zentrum ihrer Arbeit.

Prof. Dr. Sebastian Pokutta ist Professor für Mathematische Optimierung an der TU Berlin, Vizepräsident des Zuse-Instituts Berlin (ZIB) und Sprecher von MATH+. Er forscht an der Schnittstelle von Optimierung, Künstlicher Intelligenz und nachhaltigen Technologien. Ein Schwerpunkt seiner Arbeit liegt auf der energieeffizienten Gestaltung von KI-Systemen und deren Einsatz in gesellschaftlich relevanten Bereichen wie Umweltmonitoring, Mobilität oder Agentic AI.

MATH+ ist ein interdisziplinärer Forschungscluster für anwendungsorientierte Mathematik in Berlin, getragen von der Freien Universität Berlin, der Humboldt-Universität zu Berlin, der Technischen Universität Berlin sowie dem Weierstraß-Institut und dem Zuse-Institut. Ziel des Clusters ist es, mathematische Methoden für gesellschaftlich relevante Herausforderungen zu entwickeln – etwa in den Bereichen Energie, Gesundheit, Digitalisierung und Mobilität. Seit seiner Gründung verbindet MATH+ exzellente Grundlagenforschung mit konkreten Anwendungen und wurde kürzlich für eine weitere siebenjährige Förderperiode bestätigt.

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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.

Die ExpertInnen

Prof. Dr. Matthew Larkum ist australischer Neurophysiologe und Professor an der Humboldt-Universität zu Berlin. Er forscht seit über 30 Jahren daran, wie Neuronen Signale verarbeiten und wie verschiedene Bereiche des Gehirns zusammenarbeiten, um Wahrnehmung und Bewusstsein zu ermöglichen. Besonders bekannt ist seine Arbeit zu Mechanismen der Kopplung von top-down- und bottom-up-Signalen im Kortex („Cortical Coupling“), also dem Zusammenspiel zwischen inneren Erwartungen und äußeren Reizen im Gehirn. Prof. Larkum ist auch Sprecher des SFB 1315 („Mechanismen und Störungen der Gedächtniskonsolidierung: Von Synapsen zur Systemebene“).

Dr. Rosanna Sammons ist Neurowissenschaftlerin an der Charité-Universitätsmedizin Berlin und Teil des NeuroCure-Clusters. Ihr Schwerpunkt liegt auf der Plastizität des Gehirns, d.h. wie anpassungsfähig das Gehirn ist. sowie auf Mechanismen, die das Gleichgewicht neuronaler Aktivität erhalten. Dabei untersucht sie menschliches Gehirngewebe, um zu verstehen, wie Neuronen auf zu starke oder zu schwache Reize reagieren und wie diese Prozesse bei Krankheiten wie Epilepsie aus dem Gleichgewicht geraten können.

Der Cluster

Im Exzellenzcluster NeuroCure forschen Wissenschaftler:innen aus verschiedenen Disziplinen an neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen. Der interdisziplinäre Verbund will die Krankheitsmechanismen besser verstehen und auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse neue Therapien entwickeln. Dabei vernetzen sich die Forschenden intensiv und bringen ihre gemeinsamen Aktivitäten zielgerichtet voran.

Der Podcast

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