Heute hat der Europäische Forschungsrat (ERC) die Vergabe von 400 Starting Grants an junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in ganz Europa bekannt gegeben. Unter den Ausgezeichneten sind gleich drei Wissenschaftler der TU Dresden, die von 2024 bis 2028 jeweils 1,5 Millionen Euro für ihre Forschung erhalten.

Die ERC Starting Grants sollen Forscher:innen am Anfang ihrer Karriere helfen, ihre eigenen Projekte zu starten, Teams zu bilden und so ihre Ideen weiter zu verfolgen. Insgesamt summiert sich die Unterstützung durch die ERC-Starting Grants für Spitzenforschung in sämtlichen Bereichen von Medizin und Physik bis hin zu Sozial- und Geisteswissenschaften auf 628 Millionen Euro. Für die aktuelle Wettbewerbsrunde wurden 2.696 Vorschläge eingereicht. Knapp 15 Prozent der Anträge bekamen einen Zuschlag.

Die erfolgreichen Bewerber werden ihre Projekte an Universitäten und Forschungszentren in 24 europäischen Ländern durchführen. Die meisten Projekte sind in Deutschland (87), Frankreich (50), den Niederlanden (44) und dem Vereinigten Königreich (32) angesiedelt. Die ausgezeichneten Wissenschaftler:innen kommen aus Europa und darüber hinaus, wobei 44 Nationalitäten vertreten sind, darunter vor allem Forscher:innen aus Deutschland (66), Italien (57), Frankreich (32) und Großbritannien (24).

Prof. Jakob N. Kather: Deep Learning für die Krebsforschung

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Im Projekt NADIR (New directions for deep learning in cancer research through concept explainability and virtual experimentation) erforscht Prof. Jakob Nikolas Kather Möglichkeiten, Künstliche Intelligenz und Deep Learning für die Krebsforschung zu nutzen. „Die ERC-Förderung ermöglicht es mir, die translationale Krebsforschung mit computergestützter Pathologie zu verbinden. Durch die Kombination von klinischen und technischen Methoden werden wir einen neuen Ansatz zum Verständnis von Tumoren entwickeln, um auf diese Weise neue Therapiestrategien zu ermöglichen“, erklärt Jakob N. Kather, Professor für Clinical Artificial Intelligence am Else Kröner Fresenius Zentrum für Digitale Gesundheit an der TU Dresden.

Durch den Einsatz von Deep Learning mit künstlichen neuronalen Netzen können aus Bildern von Gewebeproben Muster und Strukturen extrahiert werden, um Vorhersagen über genetische Eigenschaften und das Ansprechen auf Tumortherapien zu treffen. Dies erfordert die Integration zusätzlicher klinischer Patientendaten. Die Grenzen von Deep Learning sind insbesondere die mitunter schwere Nachvollziehbarkeit und die fehlende Verbindung zu biologischem Wissen und Experimenten. Das Projekt NADIR zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen. NADIR soll als Werkzeug für die Krebsforschung dienen und sich insbesondere auf die Wechselwirkung zwischen Tumor und Immunsystem bei bestimmten Krebsarten konzentrieren.

Prof. Kather ist Facharzt für Innere Medizin und interdisziplinärer Wissenschaftler. Seit Juni 2022 leitet er am EKFZ für Digitale Gesundheit die Forschungsgruppe „Clinical Artificial Intelligence“, die KI-Methoden für den Einsatz in der Klinik entwickelt. Für seine herausragenden Forschungsleistungen wurde er bereits mehrfach ausgezeichnet, unter anderem 2021 mit dem Heinz Maier-Leibnitz-Preis.

Dr. Minghao Yu: Magnesiumbatterien als Energiespeichersysteme der nächsten Generation

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Mit seinem Projekt “BattSkin” (Practical magnesium batteries enabled by 2D crystalline polymer-based artificial electrode skins) möchte der Chemiker Dr. Minghao Yu in den kommenden fünf Jahren die Erforschung einer neuen und nachhaltigeren Batterietechnologie vorantreiben. Dabei konzentriert er sich auf die Weiterentwicklung der vielversprechenden Magnesiumbatterien, bei denen er mittels einer präzisen Polymerchemie die Steuerung der Grenzflächendynamik von Ionen erarbeiten wird. Magnesiumbatterien gelten aufgrund ihrer geringen Kosten, hohen Effizienz, Nachhaltigkeit und Sicherheit als Topkandidaten im Ringen um die nächste Generation von Batterietechnologien. Bisher sind sie noch Gegenstand der Grundlagenforschung, denn insbesondere der Ladungstransfer an der Grenzfläche bereitet in der praktischen Umsetzung noch Probleme.

Dr. Minghao Yu will in seinem ERC-Projekt nun an einem bahnbrechenden Konzept arbeiten, bei dem molekülspezifisch anpassbare kristalline 2D-Polymere (2DCPs) als künstliche Elektroden-'Häute' dienen, also eine Art Zwischenphase, um den Ionentransport an der Grenzfläche zu regulieren und Magnesiumbatterien bereit für die Anwendung zu machen. „Mit dem Projekt möchte ich meine Unabhängigkeit in der Forschung stärken, indem ich ein kompetentes und wettbewerbsfähiges Forschungsteam mit vielfältigen Fachkenntnissen zusammenstelle. Gleichzeitig werden mir die wissenschaftlichen Ergebnisse einen einzigartigen akademischen Ruf auf dem Gebiet der nachhaltigen Batterien der nächsten Generation einbringen“, ist Yu überzeugt.

Der aus China stammende Chemiker leitet seit März 2019 eine Forschungsgruppe am cfaed (Center for Advancing Electronics Dresden) und arbeitet an der Fakultät Chemie und Lebensmittelchemie der TU Dresden. Er wurde bereits mehrfach in die Liste der meistzitierten Wissenschaftler:innen von Clarivate Analytics aufgenommen und erhielt zahlreiche weitere Auszeichnungen.

Dr. Alejandro Tabas: Wie bildet das menschliche Gehirn einen Sinn aus dem, was wir hören?

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Der Mensch verarbeitet mühelos mehr als 200 gesprochene Wörter pro Minute in einer lockeren Unterhaltung. Diese überragende menschliche Leistung beruht auf der Fähigkeit, vorherzusagen, was der Sprecher als nächstes sagen könnte. In seinem Projekt „SynPrePro“ (Empirical and mechanistic foundations for synergistic predictive processing in sensory pathways) möchte Dr. Alejandro Tabas erforschen, wie das menschliche auditorische System, die Bedeutung von allem, was wir hören, ableitet. „Nur die primitivsten Teile des menschlichen Gehirns, die subkortikalen Strukturen, können Geräusche verarbeiten, die sich sehr schnell verändern, so wie Sprachgeräusche. Andererseits ist nur der Kortex, also die Hirnrinde, der beim Menschen besonders stark entwickelt ist, zu abstraktem Denken fähig“, erläutert er. Dieses abstrakte Denken ist notwendig, um den Sinn von komplexen Eindrücken wie Sprache oder Musik zu verstehen. „Mit SynPrePro will ich erklären, wie diese beiden Teile des Gehirns, also die subkortikalen und die kortikalen Strukturen zusammenarbeiten, um alles, was wir hören, schnell zu verarbeiten“, erklärt Alejandro Tabas sein Vorhaben.

Tabas studierte Physik und maschinelles Lernen in Madrid und Barcelona. In seiner Doktorarbeit an der Universität Bournemouth (UK) untersuchte er, wie das Gehirn Tonhöhen verarbeitet. Anschließend erforschte Tabas am Max-Planck-Institut für Kognitionswissenschaften in Leipzig und der TU Dresden, wie subkortikale Bahnen abstraktes Wissen nutzen, um Klänge zu verarbeiten. Zurzeit arbeitet er an der Universität Cambridge daran, wie das Gehirn probabilistisches Denken einsetzt, um auf das zu schließen, was es nicht beobachten kann.

Über den ERC
Der ERC, der 2007 von der Europäischen Union gegründet wurde, ist die wichtigste europäische Förderorganisation für exzellente Pionierforschung. Er fördert kreative Forscher aller Nationalitäten und jeden Alters, die Projekte in ganz Europa durchführen. Der ERC bietet vier zentrale Förderprogramme an: Starting Grants, Consolidator Grants, Advanced Grants und Synergy Grants. Mit seinem zusätzlichen Programm für Proof of Concept Grants hilft der ERC den Geförderten, die Lücke zwischen ihrer Forschung und den frühen Phasen ihrer Kommerzialisierung zu schließen. Der ERC wird von einem unabhängigen Leitungsgremium, dem wissenschaftlichen Rat, geleitet. Das Gesamtbudget des ERC für den Zeitraum 2021 bis 2027 beläuft sich auf mehr als 16 Milliarden Euro und ist Teil des Programms Horizone Europe.

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Anja Stübner
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Nicole Gierig
Bereich Mathematik und Naturwissenschaften
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