Foto: Lucas Ziegler

Inmitten der Poesie von Mikroskopie

Im Alltag navigiert Anjalie Schlaeppi hauptsächlich zwischen Labor und der Betreuung von Forschenden. Sie hat sich auf Spatial Omics spezialisiert, das ist die Kunst, mit Mikroskopiebildern Moleküle in Gewebe und Zellen zu lokalisieren. Mit den Techniken dieser Disziplin lässt sich beispielsweise untersuchen, wo sich welche Proteine in Hirngewebe befinden oder welche Gene in welchen Tumorzellen aktiv sind.

Schlaeppis Kompetenzen auf Plattformen für Histologie, Bioimaging und optische Bild­gebung haben ihr «die erste Multiplattform-Stelle in den Biowissenschaften» der EPFL erschlossen. Denn das seit einigen Jahren an Fahrt gewinnende Gebiet der Spatial Omics erfordert interdisziplinäre Ansätze. «Ich werde aber durch Teamkolleginnen und -kollegen unterstützt, die Proben vorbereiten, den Forschenden assistieren, sich um die Wartung der Geräte kümmern, die Daten verwalten oder die Bilder analysieren», erklärt die Expertin und betont deren Geschicklichkeit bei spezifischen Aufgaben wie etwa dem Anfertigen histologischer Schnitte.

«Spatial Omics interessiert sich für die räumliche Organisation von drei Arten von Molekülen: Proteine, DNA und RNA. Es hat etwas Magisches, wie die Zellen strukturiert sind», schwärmt Schlaeppi. Unter dem Mikroskop wird menschliches oder tierisches Gewebe untersucht. «Die Analyse eines Zebrafischembryos hat mich besonders beeindruckt! Es ist faszinierend, zu sehen, wie Funktion und Form in einem sich entwickelnden Organismus verschränkt sind.» Im Fokus der Spatial Omics ist dabei nicht ein spezifisches Molekül, sondern die gleichzeitige Beobachtung von mehreren tausend Molekülen. Die Analyse gleicht dann eher der Methode des Goldwaschens.

Neben der EPFL stehen die Plattformen auch im Dienst anderer Hochschulen sowie von Start-ups. «Wir betreuen die Forschenden über die Dauer ihres Projekts – rund vier bis acht Monate», erzählt Schlaeppi. «Sie haben sehr spezifische Fragen zu ihren Proben und wir helfen bei der Beantwortung.» Auch wenn die Technologie zunehmend demokratisiert wird, sind die Kosten noch immer hoch, bis zu mehreren zehntausend Franken pro Experiment. Das erfordert oft zusätzliche Mittelbeschaffung. Das seit drei Jahren schrittweise eingeführte Angebot für Spatial Omics hat seit vergangenem Jahr zu 17 Projekten beigetragen, von denen drei abgeschlossen sind. Etwa 20 Anträge werden derzeit geprüft.

Obwohl einige Fälle durchaus eine tragische Komponente haben, etwa wenn Tumore involviert sind, ist die Biologin von der Ästhetik und der philosophischen Dimension der Visualisierungen angezogen: «Ich schätze die Zeichnungen, die Kunst, die Poesie der Proben. Mit Zustimmung der Forschenden teile ich manchmal Bilder von Gewebeproben in den sozialen Medien, weil ihre Schönheit an Korallen erinnert.»

Foto: Lucas Ziegler

Wächter über 1,8 Millionen historische Bilder

Eine Fotografie in Beat Scherrers Büro zeigt zwei Frauen aus dem Obergoms im Wallis. Die eine hält eine Heugabel, die andere eine Sense. Die Aufnahme stammt aus dem frühen 20. Jahrhundert. «Die Alpenlandschaften der Schweiz waren damals noch viel bewirtschafteter und gleichzeitig viel unberührter», sagt Scherrer. Das Foto ist eines seiner Lieblingsbilder und eines von insgesamt über 1,8 Millionen Bilddokumenten, über die er wacht. Scherrer ist wissenschaftlicher Mitarbeiter bei der Graphischen Sammlung der Schweizerischen Nationalbibliothek in Bern. Diese bewahrt nicht nur Fotografien auf, sondern auch Ansichtskarten, Druckgrafiken, Plakate, Architekturpläne und Dokumentationen aus der Denkmalpflege.

Den Auftrag der Graphischen Sammlung fasst Scherrer so zusammen: «Wir überliefern Bilder zur Schweiz. Also, wie sahen die Schweiz und ihre Menschen früher aus und wie sehen sie heute aus? Wie haben sie sich verändert?» Das ist nicht nur für Historiker interessant, sondern auch für Soziologinnen, Künstler, Filmschaffende, Architektinnen oder Privatpersonen.

«Jeder kommt mit einer anderen Frage. Das macht meine Tätigkeit interessant.» Eine Historiker schreibt etwa ein Buch über die Entwicklung der Heimarbeit in der Schweiz. Scherrer hilft ihr, die passenden Bilder zu finden. «Das kann sehr anspruchsvoll sein, denn es gibt bei uns keine Kiste, die mit Heimarbeit angeschrieben ist.» Zwar gibt es eine Datenbank, in der selbstständig recherchiert werden kann, aber der Bestand ist noch längst nicht vollständig erfasst. «Vieles liegt in Schachteln, Mappen und Schubladen verstaut. Es gibt Karteikarten, und in meinem Kopf ist auch ungefähr abgespeichert, wo was ist. So ausgerüstet helfe ich den Leuten bei der Suche.»

Die Sammlung verleibt sich laufend neues Bildmaterial ein. «Wir versuchen möglichst viele Werbe-, Politik- und Tourismusplakate zu sammeln. Das ist zwar für die heutigen Benutzer nicht so interessant, aber in fünfzig Jahren schon.» Sammeln ist wie einen Apfelbaum pflanzen: Das macht man nicht für sich, sondern für die kommenden Generationen. Alles nimmt die Graphische Sammlung aber nicht an. «Wir kriegen sehr viel angeboten und müssen eine Auswahl treffen. Es sollte ein breiter Querschnitt sein. Also zum Beispiel über möglichst alle Regionen der Schweiz.»

Scherrer bezeichnet sich als Quereinsteiger. «Ich war mal Landschaftsarchitekt. Bei meiner Arbeit habe ich viel in Bibliotheken und Archiven recherchiert. So kam ich auf den Geschmack.» Er machte ein Nachdiplomstudium in Informationswissenschaft. Vor rund acht Jahren ist er hier gelandet. «Ich bin eher ein visueller Typ. Bilder bleiben in meinem Gehirn hängen. Texte kann ich mir nicht so gut merken. Ich kenne kein einziges Goethe-Zitat. Aber ich weiss genau, in welcher Mappe sich das Bild mit den beiden Frauen aus dem Obergoms befindet.»

Foto: Lucas Ziegler

Sein Pinsel ist der Algorithmus

«Leider kann ich selbst nicht malen», sagt Renato Pajarola mit Blick auf die Landschaftsbilder von seiner Mutter, die in seinem Büro hängen. Zumindest nicht mit Pinsel und Farbe. Doch mit Zahlen und Algorithmen kann der Professor für Informatik der Universität Zürich eindrückliche Bilder generieren. Pajarola ist Leiter des Visualization and Multimedia Lab. Der Strauss seiner Forschungsprojekte ist sehr breit gefächert. Es geht immer darum, abstrakte Daten verständlich zu machen. «Bei uns fällt immer wieder der Satz: Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte. Dem stimme ich zu. Die visuelle Wahrnehmung des Menschen ist viel schneller als das abstrakte Denken.»

Ein Beispiel, wie seine Fähigkeiten für die Forschung eingesetzt werden, ist die Computertomografie. «Daraus fallen sehr grosse Datenmengen an. Wir versuchen, die Darstellung schneller zu machen.» Das hilft nicht nur der medizinischen Diagnose, sondern auch Archäologen, die beispielsweise Mumien damit untersuchen. Ebenso werden seine Algorithmen für die Visualisierung von Wetter- und Klimasimulationen verwendet. Manchmal gibt es ausgefallene Projekte wie etwa die Zusammenarbeit mit der EPFL und dem Montreux Jazz Digital Project. «Die haben 40 000 Videos und Songs digitalisiert und möchten diese interaktiv der Öffentlichkeit in einer neuen Art erfahrbar machen. Unsere Frage lautet: Wie können Nutzende effizient durch diesen Dschungel an Bild und Ton navigieren?»

Trotz der vielen Kollaborationen versteht sich Pajarola nicht als Dienstleister, der einfach das macht, was die Industrie von ihm verlangt. «Die Forschung ist in vielen Bereichen der Industrie voraus. Ein Beispiel ist die Architektur. Dort forschen wir an einer besseren Rekonstruktion und Visualisierung von bereits bestehenden Gebäuden. Wir loten aus. Wir schauen, was machbar ist. Das bedeutet aber, dass viele unserer Programme noch nicht robust genug für eine breite Anwendung sind. Unsere Doktorierenden haben nicht direkt das Ziel, ein Produkt marktreif zu machen. Sie wollen primär Neues erforschen und publizieren.»

Für seine Forschung braucht der Informatiker im Wesentlichen einen guten Computer. In den letzten Jahren sind die gängigen Geräte so leistungsstark geworden, dass man mit ihnen schon fast alles machen kann. «Nur wenn die Datenmengen wirklich gross sind, brauchen wir bessere Prozessoren und Grafikkarten. Die können gerne ein paar Tausend Franken kosten.»

Seinen Beruf verdankt Pajarola dem Algorithmus des Lebens. «Geplant habe ich meine Karriere nie, aber ich habe im richtigen Moment Glück gehabt und die richtige Entscheidung getroffen.» Forschen und eigene Ideen umsetzen wollte er schon immer. «Ich hätte auch in die Industrie gehen können. Aber ich durfte stattdessen eine Forschungsgruppe aufbauen. Etwas Neues machen, das es noch nicht gibt.»