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Prof. Dr. Arthur Konnerth - Gottfried Wilhelm Leibniz-Preisträger 2001

Lebenslauf

Geburtsdatum  23. 09. 1953

Familienstand verheiratet mit Roswitha Schäfer-Konnerth, Diplom-Volkswirtin, zwei Söhne (Arne, geb. 1979; Sascha, geb. 1982), eine Tochter (Linda, geb. 1985) 

  

Ausbildung  

1975-1981 Studium der Humanmedizin an der Ludwig-Maximilians-Universität München

April 1981 Medizinisches Staatsexamen, München, und Approbation zum Arzt

1983 Promotion zum Dr. med.

 

Beruflicher Werdegang  

1978-1981 Doktorand in der Abteilung Neurophysiologie am Max-Planck-Institut für Psychiatrie, München (Direktor: Prof. H.D. Lux)

1982-1984 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Psychiatrie

1984-1985 Als Feodor-Lynen-Stipendiat der Humboldt-Stiftung in den USA an der University of Pennsylvania, Philadelphia und Marine Biological Laboratory, Woods Hole

1985-1986 Wissenschaftlicher Assistent am Max-Planck-Institut für Psychiatrie

1986-1988 Wissenschaftlicher Assistent in der Abteilung Zellphysiologie am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen (Direktor: Prof. B. Sakmann)

1989 Leiter der Arbeitsgruppe Zelluläre Neurophysiologie am MPI für biophysikalische Chemie in der Abteilung Membranbiophysik (Direktor: Prof. E. Neher)

1993-1999 Universitätsprofessor, I. Physiologisches Institut, Universität des Saarlandes

1997-1999 Vize-Präsident für Forschung der Universität des Saarlandes

1999-2000 Universitätsprofessor und Direktor des Physiologisches Institutes der Technischen Universität München

seit 1999 Mitglied im Senatsausschuss der Deutschen Forschungsgemeinschaft für Angelegenheiten der Sonderforschungsbereiche

seit 2000 Universitätsprofessor und Vorstand der Abteilung Zellphysiologie des Physiologisches Institutes der Ludwig-Maximilians Universität München

seit 2000 Ständiges Mitglied des Feodor Lynen-Auswahlausschusses der Alexander-von-Humboldt Stiftung

 

Wissenschaftliche Auszeichnungen

1981 Promotionsstipendium der Max-Planck-Gesellschaft 

1984 Feodor-Lynen-Stipendium der Humboldt-Stiftung

1986 Michael-Preis für Epilepsieforschung 

1997 Feldberg-Preis

1999 Adolf-Fick-Preis der Physikalisch-Medizinischen Gesellschaft

Forschungsschwerpunkte

Das menschliche Gehirn enthält etwa 100 Milliarden Nervenzellen. Jede dieser Zellen befindet sich in einem intensiven Austausch mit zahlreichen anderen Zellen innerhalb riesiger Netzwerke. Hocheffiziente Mechanismen sind erforderlich, damit die Kommunikation zwischen den Nervenzellen reibungslos funktioniert. Diese Kommunikation erfolgt durch sogenannte Synapsen, den funktionellen Kontakten zwischen Nervenzellen. Durch die Synapsen werden in Bruchteilen von Sekunden elektrische Impulse geschleust. Dieser Vorgang wird durch hochkomplizierte elektrochemische Mechanismen bewerkstelligt, bei dem die vorgeschaltete Nervenzelle einen chemischen Überträgerstoff, eine sogenannten Neurotransmitter, freisetzt. Die Synapsen sind zentrale Schaltstellen der neuronalen Netzwerke. Sie sind von entscheidender Bedeutung für eine Normalfunktion des Gehirns. So sind, zum Beispiel, die Synapsen wichtig für Lernen und Gedächtnisbildung. Weiterhin sind synaptische Strukturen der Angriffsort vieler Medikamente bei Hirnerkrankungen, etwa bei Parkinson. Auch die Wirkung von Schlaf- und Beruhigungsmitteln beruht auf der Veränderung der Synapsenfunktion.

Arthur Konnerth und seine Mitarbeiter untersuchen die elementaren Eigenschaften der Synapsenfunktion. Ungeachtet der immensen Fortschritte in der Hirnforschung, die in den letzten Jahren erreicht wurden, fehlt immer noch ein klares Verständnis der Vorgänge, die während des Lernens und der Gedächtnisbildung wirken. Also wie wir neue Gesichter, Namen und Telefonnummern im Gedächtnis behalten oder neue Bewegungen erlernen, etwa beim Trainieren neuer Sportarten. Für diese Anforderungen muss das Gehirn in der Lage sein, die einzelnen Nervenzellen immer wieder neu zu verschalten. (Vergleichbar mit einem Computer, der seine Bestandteile selbständig neu zusammenlötet, wenn neue Programme benutzt werden sollen.) Wenn das Gehirn diese Lernfähigkeit verliert, treten, abhängig vom Ort der Störung, vielfältige Symptome auf. Bei bestimmten Störungen der Nervenzellbahnen im Kleinhirn, zum Beispiel, wird die Bewegungskoordination gestört und es wird das Krankheitsbild der sogenannten Ataxie beobachtet, bei der die Bewegungen denen eines Betrunkenen ähneln.

Für das Verständnis dieser Lernvorgänge hat der Einsatz neuer Mikroskopieverfahren zu entscheidenden Durchbrüchen verholfen. So erlauben moderne Hochleistungsmikroskope, einzelne Nervenzellen aus dem umgebenden Gewebe optisch 'herauszufiltern'. Damit gelingt es nicht nur, die genaue Form der Nervenzellen im Verband nachzuweisen, sondern auch in Echtzeit ihre Funktion zu untersuchen. Die Hauptschwierigkeit derartiger Experimente liegt in der Feinheit der Nervenzellausläufer (Durchmesser im Nanometer-Bereich). Ein wichtiger Parameter der Funktion ist das intrazelluläre Calcium. Calcium ist als intrazellulärer Botenstoff von zentraler Bedeutung für alle Prozesse im Körper, von der Anspannung der Muskeln über das Pumpen des Herzens bis zur normalen Funktion des Gehirns. Mit den neuen Mikroskopie-Methoden lassen sich auch kleinste Veränderungen der Calciumkonzentration in einzelnen lebenden Nervenzellen nachweisen. Die Ergebnisse der Arbeitsgruppe haben überraschende Hinweise auf neue Formen der Signalverarbeitung im Gehirn aufgezeigt. Hierbei wird Information nicht über elektrische Aktivität, sondern über die Calciumkonzentration in den Nervenzellen, also über chemische Signale, verrechnet. Es handelt sich dabei sozusagen um eine 'stumme' Aktivität des Gehirns, die auf herkömmliche Art, z.B. mit dem EEG, nicht gemessen werden kann. Die von Konnerth und Mitarbeitern untersuchten chemischen Signale sind von grundlegender Bedeutung für Lernvorgänge im Gehirn, insbesondere im Kleinhirn. Langfristig ist die Entwicklung von Medikamenten vorstellbar, die auf diese chemische Informationsverarbeitung wirken und bei gestörter Signalübertragung (z. B. bei Störungen wie der Ataxie) eingesetzt werden können.

Ein weiterer Schwerpunkt bildet die Untersuchung der Mechanismen, durch die früh nach der Geburt neuronale Netzwerke entstehen. Dabei interessiert besonders, wie Erfahrung und Sinnesreize das unreife, noch schwach vernetzte Gehirn beeinflussen. Ein zentrale Rolle spielen neuronale Wachstumsfaktoren, die sogenannten Neurotrophine. Ein essentieller Wirkmechanismus der Neurotrophine konnte vor kurzem aufgeklärt werden. Auch bei diesen Untersuchungen haben sich die hochauflösenden, zum Teil in der Arbeitgruppe entwickelten, Mikroskopieverfahren als sehr nützlich erwiesen. Durch ihren Einsatz wurden erstmals langsame, generalisierte Calcium-Wellen der Hirnrinde beobachtet. Diese Wellen sind auf eine Frühphase nach der Geburt beschränkt und es wird vermutet, dass sie eine Art Schrittmacher der Hirnentwicklung sind. An der Aufklärung der Eigenschaften und der Bedeutung dieser Wellen wird derzeit intensiv gearbeitet.