Vestibulizer
Seit es die bemannte Raumfahrt gibt, kämpfen Astronauten mit der sogenannten Raumkrankheit. Dieses Phänomen tritt auch auf hoher See, während längeren Autofahrten und bei Tiefseetauchgängen auf. Es handelt sich dabei um eine Irritation des Vestibulären Systems, also des Dreh- und Lagesinns, welcher aufgrund ungenügender Informationen über eben die Lage des Körpers im jeweiligen Raum fehlerhafte Informationen produziert, welche sich auf das allgemeine Wohlbefinden auswirken. Übelkeit, Schwindelgefühl und Erbrechen sind die Folge. Durch die Fortschritte in der bemannten Raumfahrt (mehr Platz, Raumstationen wie die derzeitige ISS, längere Aufenthalte und längere „Spaziergänge“ im freien Raum) ist dieses Syndrom zu einem schier unausweichlichem Problem für die Astronauten geworden. Das Produkt „Vestibulizer“ schafft mit Hilfe der synthetischen Biologie Abhilfe indem des Vestibulären System von modifizierten Bakterien so stimuliert wird, dass ein räumlicher fixpunkt simuliert wird. Die Wirkungsweise des Gleichgewichtsorgans ist sehr komplex, die mit Endolymphe gefüllten Bogengänge bilden das Drehsinnorgan und stehen nahezu senkrecht zueinander und erfassen so die Drehbeschleunigungen des Kopfes im Raum. Sie bestehen jeweils aus dem eigentlichen Bogen und aus einer Erweiterung, der Ampulle. In ihr liegen die Haarzellen der Bogengänge, die Sinneszellen des Gleichgewichtsorgans. Deren Spitzen ragen in einen Gallertkegel, die Cupula. Bei einer Drehung des Kopfes strömt die Endolymphe wegen ihrer Trägheit entgegen der Drehrichtung durch die Bogengänge. Dadurch werden die Cupula und die in ihr liegenden Sinneshaarzellen gebogen und somit erregt und ein elektrisches Signal gelangt über den Bogengangnerv zum Gehirn. Sacculus und Utriculus erfassen die lineare Beschleunigung des Körpers im Raum. Sie stehen ebenfalls senkrecht zueinander, sodass der Sacculus auf vertikale und der Utriculus auf horizontale Beschleunigungen anspricht. Die Sinneszellen ragen mit ihren Fortsätzen (Sinneshärchen, vor allem Stereozilien) in eine gallertige Membran, die Otolithen enthält. Otolithen sind feine Kalziumkarbonatkristalle, welche die Dichte der Membran erhöhen, sodass die Erfassung linearer Beschleunigungen überhaupt ermöglicht wird. Von den Sinneszellen gelangt die Sinnesinformation über den VIII. Hirnnerv (Nervus vestibulocochlearis) zu entsprechenden Nervenkernen im Hirnstamm (Vestibulariskerne). Diese erhalten zusätzliche Informationen vom Kleinhirn und vom Rückenmark. Die Verschaltung des Gleichgewichtsorgans mit den Augenmuskeln (Vestibulookulärer Reflex) ermöglicht die visuelle Wahrnehmung eines stabilen Bildes während gleichzeitiger Kopfbewegungen. Für die bewusste Orientierung im Raum sind neben dem Gleichgewichtssystem (vestibuläres System) auch das visuelle System und das propriozeptive System (Tiefensensibilität) verantwortlich. Ist die Funktion eines dieser Systeme gestört, kann dies widersprüchliche Informationen aus den einzelnen Sinnesorganen zur Folge haben. Dies kann zu einem Schwindelanfall führen. Funktionsstörungen der Otolithen können den gutartigen Lagerungsschwindel hervorrufen. Neuere Untersuchungen zeigen, dass das Gleichgewichtsorgan im Innenohr nicht nur für die Orientierung im Raum zuständig ist: Eine weitere wichtige Rolle spielt es bei der präzisen Steuerung der Körperbewegungen. Insbesondere bei Bewegungen im Dunklen oder bei komplexen Bewegungsabfolgen, wie sie etwa Turner oder Artisten ausführen, scheint diese Funktion eine wichtige Rolle zu spielen. Die synthetischen Bakterien, welche 2009 von der Hong Kong University und der Hong Kong Babtist University entwickelt wurden um einen Motor zu betreiben, schaffen Abhilfe bei der Simulation eines künstlichen Fixpunktes im pandimensionalen Universum, sie setzen sich an die feinen Haarzellen in den Bogengängen und stimulieren diese auf gewünschte Art und Weise, ein Sender im jeweiligen Habitat gibt das Schwerkraftzentrum vor nach welchem sich die Bakterien in ihrer Funktionsweise richten. Zur Steuerung dient eine weitere Funktion aus dem Bereich der synthetischen Biologie. Ebenfalls 2009 entstand unter dem namen „The linguistic cell“ ein Informationverarbeitendes Bakterium, dass in der Lage ist über komplexe Algorithmen die Chronologie einer Befehlskette zu analysieren, das damalige Projekt zielt auf die Verarbeitung von Wortbefehlen ab, in diesem Fall würden diese Bakterien bzw. diese Funktionskette Informationen eines Kartesischen Koordinatensystems erhalten, welches den künstlichen Habitat erfaßt und in seinen Lageänderungen so interpretieren kann, dass es dem Raumfahrer nicht mehr zum Problem wird. „Vestibulizer“ ist die Schutzimpfung gegen die Raumkrankheit in der Zukunft der „bewohnten“ Raumfahrt, d.h. Wenn es der Menschheit einmal möglich sein wird, sich ihre Umwelt gänzlich zu erbauen und außer Energie auf keinerlei Ressourcen angewiesen scheint. Heute schon findet „Vestibulizer“ Anwendung in extremen Gebieten aus der und um die Erde und ermöglicht dadurch bessere Bedingungen und Effektivität in der Erforschung unserer Umwelt.
Eine technische Zeichnung gibt es in Kürze...