Olaf Brinkmann:
Der hrw Podcast der Wissenschaft. In dieser Folge das Honigglas greifen, wie eine junge Doktorandin für Patienten forscht. Hallo und herzlich willkommen beim hrw Podcast der Wissenschaft.
Mein Name ist Olaf Brinkmann. Schön, dass ihr wieder dabei seid. Heute werden wir uns mit einem Honigglas beschäftigen.
Wir tauchen richtig tief ein in die Forschung einer jungen Wissenschaftlerin, die gerade auf dem Weg zum Doktortitel ist. Und so viel kann ich schon mal vorweg verraten. Ihre Arbeit soll einmal Menschen helfen, die zum Beispiel einen Schlaganfall erlitten haben.
Denn dank der Forschung von Marie Dominique Schmidt können diese Patientinnen und Patienten vielleicht wieder ihren Arm bewegen. So jedenfalls ist der Plan. Wie weit sie mit ihrer Forschung ist, das frage ich sie jetzt gleich.
Hallo Frau Schmidt. Schön, dass Sie da sind.
Marie Dominique Schmidt:
Hallo.
Olaf Brinkmann:
Zu Beginn wie immer die Frage. Wollen wir Sie oder du sagen?
Marie Dominique Schmidt:
Gerne du. Am besten Nike.
Olaf Brinkmann:
Das mache ich gerne. Ich bin der Olaf. Hallo Nike.
Nike, unsere Hörerinnen und Hörer wollen dich ja gerne erst mal kennenlernen. Deswegen machen wir am Anfang immer ein Spiel. Ich stelle dir jetzt einige Fragen und du wählst zwischen zwei Antworten.
Kino oder Konzert?
Marie Dominique Schmidt:
Kino.
Olaf Brinkmann:
Süß oder salzig?
Marie Dominique Schmidt:
Schwierig. Süß.
Olaf Brinkmann:
Früh aufstehen oder ausschlafen?
Marie Dominique Schmidt:
Früh aufstehen.
Olaf Brinkmann:
Tee oder Kaffee?
Marie Dominique Schmidt:
Tee.
Olaf Brinkmann:
Nike, seit wann bist du an der HRW und was sind deine Aufgaben als wissenschaftliche Mitarbeiterin?
Marie Dominique Schmidt:
Ich bin seit gut drei Jahren an der HRW und ich habe mit dem REX Projekt begonnen. Und in diesem Projekt bin ich dafür verantwortlich, unterschiedliche Messsysteme zu entwickeln.
Messen gehört dann auch dazu, Daten zu verarbeiten, vor allem im neurobiologischen Kontext. Und nebenbei betreue ich noch viele Seminare und Abschlussarbeiten, denn das macht richtig Spaß, junge Leute da zu unterstützen.
Olaf Brinkmann:
So und jetzt hast du schon REXO angesprochen, das Projekt REXO. Ganz kurz, was ist das?
Marie Dominique Schmidt:
In diesem Projekt haben wir ein smartes Softexoskelett entwickelt. Einmal vielleicht kurz, was ist ein Exoskelett, was ist eine Prothese.
Ein Exoskelett heißt, dass man etwas von außen anbringt, also über den Arm rüberzieht, wie so eine Jacke mit versteiften Elementen, die dann den Arm bewegt.
Und eine Prothese wäre, wenn man keinen Arm mehr hätte und dann einen Roboterarm hätte.
Und wir haben so ein Exoskelett entwickelt, was in der Rehabilitation benutzt werden soll, zum Beispiel für Schlaganfallpatienten.
Wenn man einen Schlaganfall hat, kann es unter anderem dazu führen, dass man eine beeinträchtigte Armfunktion hat und zum Beispiel alltägliche Aufgaben wie das Greifen nicht mehr durchführen kann.
Und hier wollen wir mit dem Exoskelett unterstützen. Und dafür müssen wir zum einen natürlich feststellen, was möchte der Patient gerade machen. Also möchte er greifen. Schafft er das alleine, schafft er es nicht, wie viel Unterstützung braucht er.
Und das ist unsere Aufgabe, mit den unterschiedlichen biologischen Signalen zu arbeiten und herauszufinden, was das Ziel ist und wie ich am besten unterstützen kann.
Olaf Brinkmann:
Sehr spannend.
Und jetzt sitzt du an deiner Promotion. Wie weit bist du da und wann wirst du deine Doktorarbeit abgeben?
Marie Dominique Schmidt:
Ich bin schon relativ weit. Ich arbeite schon seit drei Jahren daran neben der Projektarbeit und mein Ziel ist es, in einem Jahr abzugeben.
Olaf Brinkmann:
Und was ist das Forschungsthema? Und das erklärst du bitte so, dass es auch eins meiner Kinder verstehen würde.
Marie Dominique Schmidt:
Sehr gerne. Ich interessiere mich vor allem für die willkürlichen Bewegungen.
Das sind Bewegungen, die bewusst oder geplant sind, also die man absichtlich macht.
Wenn man sich zum Beispiel vorstellt, dass man an einem Tisch sitzt und man möchte sich das Brot schmieren und möchte noch einen Aufschnitt haben, dann entscheidet man sich für irgendwas, zum Beispiel das Honigglas.
Und dann ist es tatsächlich relativ schwierig, diese ganze Bewegung auch durchzuführen.
Wir brauchen sehr viele Informationen, um das zu können.
Das Honigglas, wie schwer ist es zum Beispiel. Jeder hat das schon mal gehabt. Man hat gedacht, das ist ein schweres Objekt und hat es hochgehoben und der Arm ging unter die Decke.
Das heißt, man muss so eine Abschätzung vornehmen. Da muss man gucken, welche Oberfläche hat das Objekt, brauche ich viel Grip. Stehen vielleicht noch Objekte im Weg. Wo befindet sich eigentlich gerade mein Arm, in welcher Position. Und wo genau ist das Honigglas dazu.
Alle diese Informationen werden von unserem Körper gesammelt, zum Beispiel durch die Augen, aber auch durch Rezeptoren, die wir in unseren Muskeln haben.
Aus diesen ersten Informationen wird ein grober Plan entwickelt und dann verglichen mit anderen Bewegungen, die wir schon mal durchgeführt haben.
Wir haben ja schon ganz viele Greifbewegungen durchgeführt. Das wird verglichen, damit wir nachher das optimale Timing haben und eine feine und smoothe Bewegung.
Wenn dieser Plan dann geupdatet ist, wird er weitergeleitet bis hin zu den Muskeln, die unsere Motoren sind und dann diese Bewegung ausführen.
Mich interessiert vor allem, welche Informationen wichtig sind, damit ich so eine Bewegung durchführen kann.
Und wenn ich das herausfinden kann, dann könnte ich so etwas auch künstlich nachstellen, um zu zeigen, dass es funktioniert. Und das mache ich in meiner Promotion.
Olaf Brinkmann:
Und jeder, der das nächste Mal das Honigglas greift, wird daran jetzt denken.
Wie misst man denn das alles?
Marie Dominique Schmidt:
Es gibt da ganz viele Ansätze, die man wählen kann.
Ich habe den Ansatz gewählt, dass ich einmal die Muskelsignale messen kann. Da habe ich kleine Elektroden, die ich auf den Muskel aufklebe.
Was man hier misst, ist ein elektrisches Signal, was weitergeleitet wird. Das heißt, ich kann Spannungsunterschiede messen.
Die sind natürlich sehr klein. Die sind auch unter der Haut. Das heißt, man hat auch viel Rauschen mit drin.
Der Vorteil ist aber, dadurch, dass ich nur von außen messe, ich kann einfach etwas draufkleben. Das ist auch überhaupt nicht gefährlich.
Es gibt natürlich auch alternative Methoden, die invasiv sind. Aber da müsste man zum Beispiel eine Nadel in den Muskel stecken. Das ist für viele deutlich abschreckender.
Ich habe eine Methode gewählt, die verletzungsarm ist.
Und neben diesen Muskelsignalen messe ich auch noch die Kinematik, also die Bewegung des Armes, zum Beispiel den Gelenkwinkel, die Geschwindigkeit, die Beschleunigung, damit ich auch die Position im Raum weiß und die Trajektorie der Bewegung kenne.
Und dann vergleiche ich die beiden, einmal die kinematischen Daten und die Muskelaktivität.
Das ist das Experiment, was ich durchgeführt habe. Ich habe ganz viele Probanden rekrutiert, mit denen ich verschiedene Bewegungen durchgeführt habe.
Sehr einfache Bewegungen, wie zum Beispiel den Arm heben oder das Handgelenk abklappen, bis hin zu sehr komplexen Bewegungen wie eine Brustschwimmbewegung oder Winken, also sehr dreidimensionale Bewegungen.
Daraus habe ich beide Daten ausgewertet, einmal die Bewegungsdaten und die Muskeldaten, um nachher ein Modell zu erstellen, was basierend auf diesen Daten Vorhersagen trifft.
Ich kann damit künstliche Muskelsignale vorhersagen.
Olaf Brinkmann:
Wo findet man Probanden für ein solches Experiment?
Marie Dominique Schmidt:
Meistens sind das andere Studierende.
In einer Hochschule hängt man einen Zettel aus, wo drinsteht, ich suche Probanden für das und das System.
Und wenn man ein bisschen altmodisch ist, hat man eine E Mail Adresse mit einem Zettel dran. Das kann man sich abreißen und mir eine E Mail schreiben, um daran teilzunehmen.
Olaf Brinkmann:
Stand dann drauf, tut nicht weh.
Marie Dominique Schmidt:
Genau.
Olaf Brinkmann:
Was genau ist dein Ziel? Du willst ja zum Beispiel Schlaganfallpatienten helfen. Wie kann das funktionieren?
Marie Dominique Schmidt:
Ich habe schon ein bisschen das theoretische Konstrukt dafür erstellt.
Das heißt, ich kann künstliche Bewegungen generieren und habe damit so einen Modellplan.
Ich weiß, zu welcher Zeit welcher Muskel in welchem Maße bei welcher Bewegung aktiviert wird.
Das heißt, ich weiß ziemlich viel über die Bewegung.
Und das hilft mir dann auch bei Leuten, die zum Beispiel einen Schlaganfall haben, wo es dazu führen kann, dass die Armfunktion ein bisschen eingeschränkt ist.
Genau an den Stellen, wo es ein bisschen hakt, kann man eingreifen.
Ich hatte schon erwähnt, dass die Muskelaktivität eigentlich eine elektrische Aktivität ist. Das heißt, die könnte ich auch noch von außen zuführen.
Das ist dann eine Elektrostimulation und somit kann ich die Muskeln von außen noch mal aktivieren.
Im Zusammenhang mit so einem Exoskelett kann das zusätzlich unterstützen und dazu führen, dass man zum Beispiel das Honigglas richtig greifen kann, was vorher nicht möglich gewesen wäre, weil einzelne Muskeln verkrampft sind.
Olaf Brinkmann:
Muskeln von außen stimulieren, heißt das, ich kriege Stromschläge? Spüre ich das oder bewegt sich nur der Muskel?
Marie Dominique Schmidt:
Es sind Stromschläge und man spürt das auch.
Man muss sehr aufpassen, in welchem Bereich man sich da befindet.
Ich habe das natürlich auch selber schon mal ausprobiert und unterschiedliche Personen empfinden das sehr unterschiedlich.
Ich war ein bisschen aufgeregt, deswegen hat es mich ein bisschen gekitzelt, aber es war nicht schmerzhaft für mich.
Es kann aber auch in den schmerzhaften Bereich gehen.
Der Muskel wird stimuliert und dann merkt man auf einmal, wie sich automatisch zum Beispiel das Handgelenk abknickt.
Das ist eine sehr komische Erfahrung, weil man ein bisschen von außen gesteuert wird.
Ich denke, da muss man sich auf jeden Fall dran gewöhnen.
Aber wenn das heißt, dass ich eine Bewegung wieder ausführen kann, dann würde ich das in Kauf nehmen.
Olaf Brinkmann:
Wer außer Schlaganfallpatienten könnte von deiner Arbeit noch profitieren?
Marie Dominique Schmidt:
Im Prinzip ganz viele, die Probleme mit einer neuromuskulären Erkrankung haben.
Es gibt auch ganz viele andere Ursachen, die dazu führen können, dass ein Muskel degeneriert.
Man stellt sich vor, man hat einen Unfall gehabt und hat den ganzen Arm eingegipst. Die Muskeln schrumpfen dann während dieser Zeit, weil sie nicht benutzt werden.
Das ist meistens nicht so schlimm, dass man sich gar nicht mehr bewegen kann.
Aber in einem schlimmeren Fall wäre es auch interessant, das zu unterstützen.
Und generell, wenn man Lähmungserscheinungen oder sogar Spastiken hat, könnte man damit auch angehen.
Olaf Brinkmann:
Was versprichst du dir ganz persönlich von deiner Promotion?
Marie Dominique Schmidt:
Ich arbeite sehr gerne wissenschaftlich und es macht mir sehr viel Spaß, an Fragestellungen zu arbeiten, wo ich noch nicht die Antwort weiß, wo ich auch viele Probleme habe und die lösen muss.
Wenn man das dann geschafft hat, fühlt sich das sehr toll an.
Man hat das Gefühl nicht jeden Tag, sondern es dauert meistens ein bisschen. Aber das ist eine große Belohnung.
Und darüber hinaus hoffe ich auch, Leuten damit helfen zu können.
Die Vorstellung, dass man nicht selber ganz autark sein kann, wenn man so eine Erkrankung hat, ist für mich schwierig.
Und mit meiner Forschung könnte man vielleicht irgendwann solchen Leuten helfen, mehr eigenständig zu werden.
Olaf Brinkmann:
Und wo siehst du dich in fünf Jahren? Reizt dich die Professur?
Marie Dominique Schmidt:
Ich will auf jeden Fall in der Wissenschaft bleiben.
Das ist ein bisschen schwierig, weil es relativ wenige Stellen gibt und man eigentlich nur in der Wissenschaft bleiben kann, wenn man diesen Weg nachher geht.
Ich habe sehr viele Ideen, die ich noch gerne alle erforschen und umsetzen möchte.
Dafür habe ich fast keinen anderen Weg, als diesen Weg zu wählen.
Ich bin sehr motiviert und freudig dabei.
Olaf Brinkmann:
Wer betreut dich an der HRW und wer ist dein Doktorvater oder deine Doktormutter? Mit welcher Uni kooperierst du?
Marie Dominique Schmidt:
An der HRW betreut mich Professor Dr Ioannis Iosifidis.
Mit dem habe ich auch den engsten Kontakt, der mich hier direkt betreut.
Und an der Universität Bochum ist das Professor Dr Tobias Glasmachers.
Olaf Brinkmann:
Mit Professor Iosifidis haben wir in diesem Podcast auch schon mal gesprochen.
In der ersten Staffel, ich glaube es war die Folge zwei, auf jeden Fall mal reinhören.
Nike, bis hierhin ganz lieben Dank für deine spannenden Antworten.
Jetzt wollen wir noch auf den Claim der HRW schauen. Der heißt ja Never Stop Growing.
Dafür haben wir hier im Podcast das Format Never Stop Growing und du.
Ich stelle dir jetzt drei Fragen und du antwortest bitte ganz kurz und spontan.
Was bedeutet Never Stop Growing für dich als Doktorandin?
Marie Dominique Schmidt:
Das Motto passt eigentlich schon ganz gut.
Also immer weitermachen.
Ich würde es noch ein bisschen erweitern mit über seinen eigenen Horizont hinausgehen.
Meistens weiß man sehr gut, wenn man ein Problem hat, ob man das schnell oder leicht lösen kann oder ob es sehr schwierig ist.
Und man sollte sich nicht nur die Aufgaben aussuchen, wo man schon weiß, dass sie funktionieren, sondern auch Aufgaben aussuchen, an denen man wachsen kann.
Olaf Brinkmann:
Wie sorgt die HRW dafür, dass Promovierende wachsen können?
Marie Dominique Schmidt:
Durch ihren relativ engen Kontakt zu Professoren.
Ich habe nicht nur Kontakt zu meinem Professor, der mich betreut, sondern auch die Möglichkeit, mit anderen Leuten zu reden.
Diese Kommunikationsstruktur ist wissenschaftlich sehr wichtig, wenn man sich austauschen kann, neue Ideen oder auch kritische Ideen bekommen kann.
Das ist der Grundbaustein.
Olaf Brinkmann:
Und was braucht es, um als junge Wissenschaftlerin ihren Weg gehen zu können?
Marie Dominique Schmidt:
Man muss auf jeden Fall motiviert sein und Spaß haben.
Ich würde aber sagen, auch frusttolerant sein.
Nicht alle Leute können damit umgehen, wenn etwas mal nicht funktioniert.
Und das ist sehr häufig der Fall.
Man hat ein Problem und muss den nächsten Schritt weitergehen und gucken, wie kann ich das lösen.
Das funktioniert nicht gleich beim ersten Mal.
Dafür ist es umso schöner, wenn man es dann geschafft hat, das Problem zu lösen.
Olaf Brinkmann:
Nike, wir sind am Ende. Ganz lieben Dank für das spannende Gespräch.
Vielen Dank und viel Erfolg bei deiner Promotion.
Marie Dominique Schmidt:
Vielen Dank.
Olaf Brinkmann:
Liebe Hörerinnen und Hörer, wenn euch unser Podcast gefällt, dann empfehlt uns bitte weiter.
Schickt ihn gern an andere Kommilitoninnen und Kommilitonen oder an eure Kolleginnen und Kollegen.
Und abonniert uns bitte auch. Dann bekommt ihr eine Nachricht auf euer Smartphone, wenn eine neue Folge da ist.
Auch ein paar Sternchen bei Spotify wären natürlich toll.
Dafür und fürs Zuhören sage ich von Herzen Danke.
Bis zum nächsten Mal.
Euer Olaf.
