Kennerin der Nervenzellen

Die Hirnforscherin Silvia Arber hat entdeckt, welche neuronalen Netzwerke und Schaltkreise unsere Körperbewegungen steuern. Und warum wir beim Gehen das Gleichgewicht nicht verlieren.

Fand heraus, wie sensorische und motorische Nervenzellen verschaltet sind: Silvia Arber, Neurobiologin am Biozentrum der Universität Basel und am Friedrich-Miescher-Institut. Foto: Thomas Egli

Fand heraus, wie sensorische und motorische Nervenzellen verschaltet sind: Silvia Arber, Neurobiologin am Biozentrum der Universität Basel und am Friedrich-Miescher-Institut. Foto: Thomas Egli

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Wer Silvia Arber besuchen will, trifft unweigerlich auf ihren Vater Werner Arber. Im Erdgeschoss des Biozentrums der Universität Basel hängt in der ­«Ahnengalerie» sein Bild: der berühmte Molekularbiologe und Nobelpreisträger von 1978; der Gentechnik-Pionier, der zur Gründergeneration des 1971 eröffneten Biozentrums gehörte.

Längst hat die Tochter ihr eigenes wissenschaftliches Renommee erarbeitet. Silvia Arber gilt in ihrem Fach, der Neurobiologie, als internationaler Top-Shot. Die Karriere der 48-Jährigen ist gesäumt von einer Reihe wissenschaftlicher Preise, darunter der Nationale Latsis-Preis (2003), der Friedrich-Miescher-Preis (2008) oder der Otto-Naegeli-Preis (2014). Ihr Labor profitiert schon zum zweiten Mal von den begehrten Fördermitteln des Europäischen Forschungsrats (ERC). Und jetzt kommt eine Auszeichnung hinzu, die bedeutungsvoller ist als alle bisherigen: Vergangenen Dienstag wurde bekannt, dass der Louis-Jeantet-Preis für Medizin 2017 an Silvia Arber geht.

Wochenenden im Labor

Was bedeutet ihr die Ehrung? «Es ist toll!», sagt sie schlicht, als wir sie in ihrem Labor im zweiten Stock des Biozentrums treffen. Der Louis-Jeantet-Preis sei wichtig, weil er an Forscher aus ganz Europa vergeben werde – neben ihr wird auch der portugiesische Immunologe Caetano Reis e Sousa geehrt, der am Francis Crick Institute in London forscht. Einen Teil des Preisgeldes von 700'000 Franken dürfen die Preisträger für sich persönlich verwenden, der Löwenanteil fliesst in zukünftige Forschungsarbeit.

Darüber spricht Silvia Arber ohnehin am liebsten: Nicht über ihre Karriere, nicht über die Star-Aura, die andere Wissenschaftler ihr gerne zuschreiben, sondern über ihre Forschung. Das ist ihre Welt, im Labor verbringt sie den grössten Teil ihrer Zeit, manchmal auch an Abenden und Wochenenden. Am Biozentrum und am Friedrich-Miescher-Institut (FMI) erforscht Silvia Arber mit ihrer 14-köpfigen Forschungsgruppe, wie das zentrale Nervensystem Bewegungsabläufe kontrolliert. Sie konnte zeigen, dass das motorische System über neuronale Netzwerke funktioniert, die in präzisen Modulen organisiert sind.

Querdenken beim Joggen

«Der motorische ‹Output›», erklärt sie, «geschieht über das Rückenmark: Hier findet die Ausführung unserer Bewegungsabläufe statt; ob wir laufen, mit den Händen etwas greifen, den Rumpf beugen oder den Kopf drehen — für all dies sind spezifische Netzwerke zuständig.» Das Rückenmark steure seinen motorischen Output aber nicht von sich aus. Vielmehr liege die «Befehlszentrale» weiter oben: im Hirn. «Dies wird sehr deutlich bei Patienten mit Querschnittlähmung: Diese können Körperteile unterhalb der Verletzung nicht mehr bewegen, obwohl auch dort das Rückenmark noch vorhanden ist.»

Bewegung scheint Silvia Arber auch im Alltag anzutreiben. Sie ist schlank und drahtig, an den Füssen trägt sie auffällige Laufschuhe der Marke «On». Sie jogge sehr gerne und fahre oft in die Berge zum Skifahren und Wandern, verrät sie. Dabei kämen ihr oft die besten Einfälle für ihre Forschung. Was sind «beste Einfälle?» «Nicht das Verfolgen erstbester Ideen und gängiger Ansätze», antwortet sie. In der Grundlagenforschung müsse man querdenken können, Lösungswegen eine Chance geben, die nicht auf der Hand liegen. «Dann kommen Dinge heraus, die sich nicht voraussehen lassen.»

Dank dieser offenen Haltung ist Silvia Arber vieles gelungen. Schon früh beispielsweise entdeckte sie, wie sensorische und motorische Nervenzellen im Rückenmark miteinander verschaltet sind. In jüngerer Zeit ist sie weniger an entwicklungsbiologischen Fragen als an der Funktion von Nervenzellen interessiert: «Wir haben festgesellt, dass es neuronale Netzwerke im Hirnstamm gibt, die mit den Netzwerken im Rückenmark kommunizieren und spezifische Befehle – oder Absichten – weitergeben.» So haben Arber und ihr Team im Hirnstamm die Nervenzellen identifiziert, welche für das Schliessen der Finger zuständig sind, sowie andere Nervenzellen, die bewirken, dass der Mensch beim Gehen das Gleichgewicht nicht verliert.

Wie gelingt es, eine Bewegung auszuwählen und dabei die anderen zu unterdrücken?

«Im Prinzip interessieren uns diese Verbindungsmuster sehr breit, das heisst, wir wollen auch wissen, wie die identifizierten Nervenzellen miteinander interagieren.» Konkret: Wie gelingt es, eine Bewegung auszuwählen und dabei die anderen zu unterdrücken? Wie kann ich greifen, aber dabei nicht laufen? Was passiert im Nervensystem, wenn eine Ampel auf Rot springt und ich sofort anhalten muss? «Es gibt unzählige Fragen», sagt Silvia Arber. «Ausgeforscht» sei nie in der Neurobiologie. Das menschliche Hirn – noch weitgehend ein Rätsel.

Silvia Arber forscht und lehrt seit dem Jahr 2000 in Basel. Sie startete als Assistenzprofessorin, danach kletterte sie sukzessive die Karriereleiter hoch und ist seit 2008 Ordinaria. Doch ihre Laufbahn hätte auch ganz anders verlaufen können. Nach einem vierjährigen Postdoc-Aufenthalt an der Columbia University in New York winkte ihr eine prestigeträchtige Stelle an der Universität Zürich. Durch ihre Arbeiten in den USA ging der damals 31-jährigen Neurobiologin ein Ruf als Riesentalent, als «Rising Star» voraus. Das Institut für Molekularbiologie stellte ihr viel Laborraum, Geld und Personal in Aussicht – trotzdem entschied sie sich am Ende gegen das Angebot aus Zürich und stattdessen für eine bescheidenere Stelle am Biozentrum und FMI in Basel, ihrer Heimatstadt.

Gute Aussichten

Ausschlaggebend war dabei nicht etwa der Wunsch, in die Fussstapfen ihres Vaters zu treten, sondern «die Chance, dass ich in Basel meine Forschung effizienter starten konnte als in Zürich». Der Erfolg gab Silvia Arber recht, in rascher Folge gelangen ihr wichtige Entdeckungen. Die Lorbeeren jedoch beansprucht sie nicht für sich allein: «Meine Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen sind sehr wichtig für das Fortkommen unseres Labors, ich arbeite sehr eng mit ihnen zusammen», betont sie. Mehr denn je ist es ihr heute ein Anliegen, Talente zu fördern, «begabte junge Frauen und Männer».

In einer Ecke ihres Büros fällt neben einer ein­fachen Sitzgruppe eine schlammverkrustete Schaufel ins Auge, «Grundsteinlegung Biozentrum 13. 5. 2014», verrät die Inschrift. Hinter dem jetzigen Gebäude wird auf dem Schällemätteli-Areal, auf dem bis 2004 ein Gefängnis stand, das Biozentrum neu gebaut. Der Rohbau steht bereits, von Silvia Arbers Fenster aus gut sichtbar. Die Schaufel, erzählt sie, habe sie bei der Feier zur Grundsteinlegung vom Basler Baudirektor Hans-Peter Wessels geschenkt bekommen, seinerseits ein promovierter Biochemiker. Im neuen Gebäude wird Arbers Labor im 11. Stock einziehen. Kein Zweifel: In ihrer Karriere geht es weiterhin aufwärts.

Erstellt: 27.01.2017, 14:57 Uhr

Mikroskopbild einer Nervenzelle. Foto: Silvia Arber

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