Informatiker Christian Schusterreiter löst Biologenprobleme.

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Wie ist angeborenes Verhalten in Genen codiert? Wie tragen Gene dazu bei, dass sich Neuronen verbinden? Was für ein Verhalten resultiert aus diesen Neuronen? Molekularbiologen, die diesen Fragestellungen nachgehen, machen das gern anhand von Fliegen. Dazu ist es notwendig, das Verhalten der genetisch oder neuronal manipulierten Tiere zu beobachten und auszuwerten.

"Mein Teil ist das Messen des Verhaltens und die Automatisierung der Analyse", sagt Christian Schusterreiter. Der Informatiker macht seit Jänner 2011 seinen Post-Doc an der "Janelia Farm", nahe Washington D.C. Am Campus des Howard Hughes Medical Institutes, einer Non-Profit-Organisation, wird biomedizinische Grundlagenforschung im großen Stil betrieben, ohne dass sich die Wissenschafter um Projektgelder oder Lehre kümmern müssen.

Eines seiner derzeitigen Projekte ist ein interaktives Programm, das Forschern hilft, anhand von Videomaterial jedes beliebige Verhalten der Testtiere zu untersuchen: "Man hat einen Biologen, der an ein paar Stellen in einem Video ein bestimmtes Verhalten markiert. Danach sollte er so etwas wie 'Lernen' und 'Anwenden' drücken, und die Maschine sollte aufgrund der markierten Beispiele den Rest des Materials bewerten." Die Maschine soll lernen, was die Forscher von ihr wollen.

Seine Idee ist es zudem, Verhaltensweisen sowie Konstellationen zweier Tiere zueinander in einem formalen Alphabet zu erfassen. Eine Zeichenkette soll die "Dramaturgie" eines Videos exakt wiedergeben. So könnte man Vorhersagen versuchen: "Wie ist die Chance, dass die Fliege in den nächsten zwei Sekunden singt oder einen Kopulationsversuch macht?" Bestehende Programme ließen sich entfremden, um abnormes Verhalten herauszufiltern. Seine Herangehensweise ist aber nur eine von vielen: "Neben mir sitzt ein Physiker, der baut gerade das beste Mikroskop der Welt."

Angefangen hat für Schusterreiter alles am Wiener Forschungsinstitut für molekulare Pathologie (IMP). Anfangs hat er eine Datenbankapplikation für 25.000 Fliegenstämme entwickelt. Am IMP gab es viele Leute, die Zeit damit verbrachten, Fliegenvideos anzusehen. Laborleiter Barry Dickson wollte dann einen "Fly Tracker" von ihm. Er sollte eine Software entwickeln, die das Videomaterial automatisch auswertet, die auf 25 Bildern pro Sekunde die Fliegen identifiziert und wesentliche Charakteristika feststellt.

Das ergab einige "Challenges": Wie erkennt die Software, wo bei Fliegen vorn und hinten ist? Für die Frage war entscheidend, dass die dunklen "Ellipsen" sich "eher vorwärts" bewegen und ihre Flügeln "eher nach hinten" zeigen. "Und man weiß, dass sich die Fliegen innerhalb eines Videoframes eher nicht um 180 Grad drehen", erklärt Schusterreiter die Kriterien. Noch wichtiger war, sicherzustellen, dass das Programm wuselnde Fliegen nicht verwechselt.

Es gelang: Der "Fly Tracker" war seine Doktorarbeit, die er bei Wilfried Grossmann an der Uni Wien machte. Vor dem IMP hatte er mehrere Jobs, sein Weg führte von der Praxis in die Theorie. Nie hätte der jetzt 36-jährige Wiener gedacht, dass er in der Biologie landet. Seine Aufgabe ist interdisziplinär: "Ich überlege, wie ich verschiedene Methoden der Informatik in der Biologie anwenden kann. Ich versuche die Welten zu verbinden." (DER STANDARD, Printausgabe, 14.09.2011)