Mit den SNSF Advanced Grants unterstützt der SNF führende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Schweiz, die in ihrer Forschung unkonventionelle und oft auch risikoreiche Wege beschreiten, um neue Erkenntnisse zu erlangen. An der Universität Basel erhalten drei Forscher einen solchen Förderpreis. Die ausgezeichneten Projekte werden über einen Zeitraum von fünf Jahren mit jeweils über zwei Millionen Franken finanziert. Von 232 Gesuchen, die im vergangenen Jahr beim SNF eingereicht worden sind, haben sich 24 Projekte für eine Förderung qualifiziert.

Die SNSF Advanced Grants wurden 2021 lanciert, um für Forschende an Schweizer Institutionen einen Ersatz zu den ERC Advanced Grants zu schaffen, für die sie sich zurzeit nicht bewerben können, da die Schweiz beim EU-Forschungsprogramm «Horizon Europe» nur noch als nicht-assoziierter Drittstaat gilt.

Der Neurobiologe Prof. Peter Scheiffele geht in seinem Projekt der Frage nach, wie sich Nervenzellen in der Grosshirnrinde zu ausgedehnten Netzwerken zusammenschliessen und welche Rolle die spontane Aktivität von Neuronen sowie ihre molekulare Spezifizierung dabei spielen.

Kurz nach der Geburt sind die Nervennetzwerke in der Hirnrinde auch ohne äussere Reize spontan aktiv. Diese spontane Aktivität ist für die richtige Verknüpfung der Nervenzellen durch die neuronalen Kontaktstellen (Synapsen) während der Gehirnentwicklung entscheidend. Die Spezifität der Synapsen entsteht durch einen molekularen Prozess, der als alternatives Spleissen bezeichnet wird.

Scheiffele möchte nun aufklären, wie spontane Aktivität und Spleissvorgänge zusammenwirken und die Ausbildung spezifischer neuronaler Netzwerke steuern. Die Zusammenhänge erlauben tiefe Einblicke in die gesunde Entwicklung des Gehirns und in Netzwerkdefekte, die neurologischen Erkrankungen zugrunde liegen.

Peter Scheiffele ist seit 2008 als Professor für Zell- und Entwicklungsbiologie am Biozentrum der Universität Basel tätig.

Der Chemiker Prof. Stefan Willitsch wird im Rahmen seines Projekts untersuchen, wie sich Ansätze aus der Quantenlogik nutzen lassen, um Kollisionen von Molekülen zu untersuchen und die Dynamik chemischer Reaktionen zu entschlüsseln.

Die Entwicklung von experimentellen Verfahren, mit denen sich einzelne, isolierte Quantensysteme kontrollieren und manipulieren lassen, ist in den letzten Jahren weit fortgeschritten. Solche Methoden sind auch für die chemische Forschung höchst attraktiv, jedoch stecken die entsprechenden Technologien für komplexe Quantensysteme wie Moleküle noch in den Kinderschuhen.

Willitschs Ziel ist es, die Bereiche der Quantenwissenschaft und der chemischen Dynamik zusammenzuführen. Damit möchte er neue Möglichkeiten eröffnen, mit denen sich Kollisionen zwischen Molekülen sowie chemische Reaktionen erforschen lassen, und zugleich eine breite Palette molekularer Systeme für Anwendungen in den Quantenwissenschaften verfügbar machen.

Stefan Willitsch ist seit 2008 Professor am Departement Chemie der Universität Basel.

Der Neurowissenschaftler Prof. Andreas Lüthi möchte in seinem Projekt die neurobiologischen Prinzipien aufklären, die der Erzeugung von emotionalen Zuständen bei verschiedenen Verhaltensweisen zugrunde liegen.

Der emotionale Zustand eines Tieres wird durch Variablen wie das Bedürfnis sich zu ernähren, zu überleben oder sich fortzupflanzen, aber auch durch externe Reize und frühere Erfahrungen bestimmt. Diese emotionalen Zustände prägen auch das Verhalten des Tieres, zum Beispiel die Suche nach Futter oder das Erstarren in Angst. Obwohl man weiss, dass der emotionale Zustand eines Tieres von der Konfiguration des Gehirns abhängt, ist noch weitgehend unbekannt, wie die entsprechenden hirnweiten Konfigurationen entstehen und wie sie emotionale Zustände und Verhalten bestimmen.

Das Projekt konzentriert sich auf die Amygdala, eine winzige mandelförmige Struktur, die als Schlüsselstelle für die Verarbeitung emotionaler, metabolischer und sozialer Reize gilt. Zugleich möchten die Forschenden auch untersuchen, wie diese Prinzipien auf der Ebene von Zellen und Schaltkreisen umgesetzt werden und wie die Amygdala mit anderen Hirnarealen interagiert, um innere Zustände und das Verhalten zu steuern.

Die Aufklärung dieser Mechanismen bildet die Basis für die Entwicklung von neuen Konzepten, mit denen sich psychiatrische Erkrankungen wie Stimmungs- und Angststörungen behandeln lassen.

Andreas Lüthi ist Titularprofessor der Universität Basel und Forschungsgruppenleiter am Friedrich Miescher Institute for Biomedical Research.