Es ist ein Abend Ende März 2020, nach 23 Uhr, als sich Viola Priesemann in ihrem Göttinger Homeoffice noch einmal an den Computer setzt. Die Physikerin will keine neuen Modelle entwickeln, keine Rechnungen ausführen, nicht an einem neuen Paper feilen. Ihr Anliegen ist ein anderes: Sie entwirft eine Stellungnahme aus der Wissenschaft für die Politik.
Erst seit wenigen Wochen hält die Corona-Virus-Pandemie die Welt in Atem. Auch Deutschland ist jetzt im Lockdown: Veranstaltungen sind verboten, Kitas, Schulen und Universitäten geschlossen, ebenso die meisten Geschäfte, Restaurants und kulturellen Einrichtungen. Social Distancing ist das Gebot. Selbst auf den Straßen der Großstädte herrscht eine beinahe gespenstische Ruhe.
In Viola Priesemann aber brodelt es. Seit wenigen Wochen erst befasst
sich die Leiterin der Max-Planck-Forschungsgruppe „Dynamik Neuronaler
Systeme“ am Göttinger Max-Planck-Institut für Dynamik und
Selbstorganisation mit der Ausbreitung des Virus und der Wirksamkeit der
Gegenmaßnahmen. Und doch hat die Physikerin bereits erkannt: Die
Pandemie lässt sich langfristig nur mit niedrigen Fallzahlen
kontrollieren. Nur so könnten zu große gesundheitliche,
gesellschaftliche und wirtschaftliche Kollateralschäden vermieden
werden.
Ein Lockdown müsse die Fallzahlen so weit reduzieren, dass es
den Gesundheitsämtern gelingt, einen guten Teil der Fälle durch
konsequentes Testen und Nachverfolgen aufzuspüren und zu isolieren. Auf
dieser Basis sind dann wieder Lockerungen möglich. Denn dann lassen sich
lokal aufflammende Herde schnell erkennen und mit kurzen, aber harten
Maßnahmen leicht wieder eindämmen.
Das haben ihre Berechnungen mehrerer alternativer Szenarios ergeben.
Und das schreibt sie in den Entwurf ihrer Stellungnahme. „Ich hatte
plötzlich den Eindruck, dass wir in meiner Arbeitsgruppe Sachen wissen,
die für die Gesellschaft wichtig sind, die andere aber noch nicht
wissen. Das ist ein ganz komisches Gefühl.“
Priesemann ist sich damals
sicher, dass uns die Pandemie noch viele Monate beschäftigen würde. Ihre
Einschätzung über die Vorteile eines möglichst kurzen, harten Lockdowns
teilen Kolleginnen und Kollegen aus der Psychologie, den
Sozialwissenschaften und der Wirtschaft. Mit ihnen tauscht sie sich über
ihre Ergebnisse aus. Denn ihr ist klar: Die eigenen epidemiologischen
Erkenntnisse über die Ausbreitung der Pandemie sind nur ein Blickwinkel
auf die Entwicklung. Besonders beeindruckt hat sie ein Artikel im
US-amerikanischen Wirtschaftsmagazin Economist über die „90-Prozent
Ökonomie“: Ein kurzer, starker Einbruch schade der Wirtschaft weniger,
als über Monate oder Jahre wieder und wieder eingeschränkt zu werden.
Priesemann stimmt ihren Entwurf mit Kolleginnen und Kollegen von den anderen großen deutschen Forschungseinrichtungen ab. „Es war wichtig und gut zu sehen, dass wir alle – mit unseren jeweiligen Ansätzen – zu den gleichen Schlussfolgerungen kamen“, sagt sie. Eine erste Version des Papiers gelangt schnell in die Politik. Trotzdem verhallt die Frühjahrs-Botschaft der Forschungseinrichtungen weitgehend in der „Öffnungsdiskussionsorgie“, wie Bundeskanzlerin Merkel die Debatten in den Bundesländern bezeichnet haben soll. Als sie am 28. April offiziell erscheint, ist das Ende des Lockdowns bereits beschlossen. Doch eine zweite Welle würde kommen, spätestens im Herbst, da sind sich die Forschenden sicher.
2013 kehrt Priesemann zur Theorie zurück – und wechselt zum Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen: „Ich kann Experiment. Aber ich liebe es, Daten zu verstehen und die Theorie dazu zu machen.“ Zunächst als Postdoc, schnell aber schon als Bernstein-Fellow und Max-Planck-Forschungsgruppenleiterin: „Damit war ich unabhängig, hatte mein eigenes Budget und konnte mit einem zusätzlichen Forschungs-Grant meine ersten Studierenden einstellen.“ Dabei hat sie durchaus ein gutes Händchen. Von einem ihrer Mentoren hat sie gelernt, dass es auch auf den Unterhaltungswert einer Person ankommt. Mittlerweile ist ihr Team auf rund zwanzig Forschende angewachsen.
Zu ihren wichtigsten Ergebnissen gehört eine Lernregel dafür, wie sich die Neuronen zu stabilen und effektiven Netzen zusammenschalten, um beliebige Informationen zu verarbeiten, und wie sie dafür ihre Verbindungsstärke einstellen. Die Verbindungsstärke, ist nicht, wie lange vermutet, eine fixe Größe, sondern passt sich der jeweiligen Aufgabe an. Das hat Priesemanns Team mit experimentell arbeitenden Kollegen aus Heidelberg im Rahmen des Human Brain Projects herausgefunden. Hierfür nutzten sie künstliche Neuronen aus Halbleiter-Materialien, aus denen sich relativ große Netzwerke konstruieren lassen und die nach den implementierten Regel selbst lernen.
Als im Frühjahr 2020 Corona ausbricht, laufen bei Viola Priesemann gleich die eigenen Synapsen heiß: „Es passte einfach zu gut“, findet sie. Hirnforschung und die Ausbreitung eines Virus? Im Gehirn breitet sich Information aus, indem ein Neuron seine Nachbarn aktiviert, bei Corona steckt ein Mensch seine Nachbarn an. „Dabei ziehen wir in beiden Fällen aus der Beobachtung eines kleinen Teils unter großer Unsicherheit Schlüsse auf das große Ganze: Aus der Aktivität von einigen Hundert Neuronen auf die Informationsverarbeitung im Gehirn. Aus vergleichsweise wenigen bekannten Corona-Fällen auf die Ausbreitung des Virus in der Bevölkerung.“
Angefixt von dieser Parallelität und motiviert durch die gesellschaftliche Relevanz stürzt sie sich auf das Thema. Die Grundausstattung an mathematischen Werkzeugen dafür gibt es bereits. Sie werden weiterentwickelt und an neue Fragestellungen angepasst. Für alles, was man rund um Viren wissen muss, vernetzt sie sich rasch mit Experten: Mediziner, Virologinnen, Epidemiologen. Dazu mit Psychologinnen sowie Wirtschafts- und Sozialwissenschaftlern, für den ganzheitlichen Blick. Erst in Göttingen, dann in aller Welt.
„Dieser interdisziplinäre Austausch hat mich schon immer interessiert“, sagt Priesemann und erinnert sich an die Salons aus ihrer Frankfurter Zeit: „Damals war dort der Hotspot der Finanzkrise. Mein Partner und ich haben das im großen Kreis mit Freunden aus Philosophie, Soziologie, Ökonomie versucht in allen Dimensionen zu verstehen. Die Spannungen und Kontraste waren in der Bankenstadt Frankfurt hautnah zu erleben. Nach Corona möchte sie solche Salons wiederbeleben, zu Themen wie Machtkonzentration, Selbstorganisation, soziale Gerechtigkeit.
Was die Ausbreitung von Infektionskrankheiten angeht, so ist das seit den 1970er-Jahren eigentlich gut verstanden und kaum noch ein aktives Forschungsfeld. Trotzdem konnte Viola Priesemann mit ihren mathematischen Methoden aus der Hirnforschung neue Akzente setzen und nun viel komplexere Einflüsse modellieren. „Es ist eine unglaublich dynamische Zeit, auch für uns Wissenschaftlerinnen. Denn es gibt jeden Tag neue Informationen. Neue Zahlen, neue Veröffentlichungen. Ich habe mit unglaublich vielen Menschen gesprochen, das Team vergrößert, nach außen die Pressearbeit gemacht und Stellungnahmen geschrieben. Manchmal weiß ich gar nicht, wie ich das geschafft habe – Montag bis Sonntag von sechs Uhr früh bis Mitternacht“, berichtet die Physikerin.
Zumal ja auch für sie gilt: Es herrscht Corona – mit all seinen
Einschränkungen und Unsicherheiten. Allerdings beeinträchtigt das Virus
ihre eigene Forschung nur wenig – trotz Homeoffice mit Kita-Kind seit
März. „Wir arbeiten rein theoretisch. Dazu brauchen wir vor allem einen
freien Kopf und dann Großrechenmaschinen – und die können wir auch von
zuhause steuern.“ Mit ihrem Team kommt sie in zwei Videoräumen zusammen,
die quasi rund um die Uhr geöffnet sind. Einer für die Covid-Forschung,
der andere für die Neurowissenschaften. Das funktioniere bestens, sagt
sie.
Alle arbeiten wunderbar zusammen, verstreut in Hamburg, Leipzig, Hannover, Amsterdam, Lyon, Granada. Im Sommer treffen sich regelmäßig kleine Gruppen zu ausgedehnten Spaziergängen am Institut, das wunderschön im Grünen liegt. Das helfe, ein neues Projekt zu entwickeln, auch mal längere Gedanken durchzugehen – im wahrsten Sinne des Wortes.
Ein wichtiges Ergebnis des Herbstes ist, dass es neben einem R-Wert
über 1 einen weiteren Kipppunkt der Epidemie gibt: die Kapazität der
Gesundheitsämter zur Nachverfolgung der Kontakte. Wenn diese nicht mehr
ausreicht, breitet sich das Virus unkontrolliert aus. „Je länger man
dann mit Gegenmaßnahmen wartet, umso schwieriger wird es, hohe
Fallzahlen wieder einzudämmen.“ Diese Botschaft platziert Viola
Priesemann im Oktober in Talkshows, Radiosendungen, Online-Medien und
Zeitungen, manchmal sogar auf der Titelseite. Trotzdem breitet sich die
zweite Welle der Pandemie immer weiter aus. Die Forschung ist alarmiert,
doch die Politik zögert. Erst für den 2. November wird ein
Lockdown-Light beschlossen. Ob sie die ergriffenen Maßnahmen für
ausreichend hält, will Anne Will wissen.
„Ein Absenken von R von 1,4 auf 0,7 kann gelingen, aber dafür brauchen wir eigentlich jeden Baustein“, formuliert es Priesemann vorsichtig und meint mit Baustein alle möglichen Maßnahmen, um die Epidemie einzudämmen. Sie weiß: Die Wissenschaft kann nur Daten und Fakten liefern. Für die Güterabwägung, die Entscheidungen ist die Politik zuständig: „Das ist nicht das Metier, in das ich mich hineinwagen würde.“ Vier Wochen später erst beschließt die Politik, den Lockdown zu verschärfen. Viel zu spät für ein unbeschwertes Weihnachtsfest.
Fühlt sich Viola Priesemann von der Politik ausreichend gehört? Die Kanzlerin, da ist sie sicher, muss ihre Veröffentlichungen rasch zur Kenntnis genommen haben. Das hörte man in ihren Pressekonferenzen. Was die Länderchefs angeht, gibt es Zweifel. Eigentlich wollte sie ihre medialen Aktivitäten im November wieder herunterfahren – denn der Zeitaufwand ist enorm, zumal in ihrer wissenschaftlichen Karriere die nächsten Schritte anstehen. Doch solange sich die Corona-Lage nicht entspannt und solange es neue politisch relevante Erkenntnisse gibt, bleibt sie präsent.
So verfeinert sie das Coronamodell derzeit so, dass es unter anderem die Altersstruktur der Bevölkerung, ihre geografische Verteilung und die Unsicherheiten berücksichtigt. Bislang liegen den Rechnungen noch vergleichsweise einfache Annahmen über eine homogene Verteilung von Infizierten zugrunde. Die Erweiterung des Modells soll helfen, Dunkelziffern und die Wirksamkeit von Maßnahmen genauer abschätzen zu können. Außerdem weitet Priesemann den Blick Richtung Europa. Sie koordiniert ein gemeinsames Positionspapier, das über 300 Kolleginnen und Kollegen aus vielen Ländern unterstützen und veröffentlicht es im britischen Fachjournal The Lancet. Darin rufen die Forschenden dazu auf, die Zahl der Neuinfektionen auf etwa sieben pro 100.000 Einwohner und Woche abzusenken – in ganz Europa. Denn ein Virus kennt keine Grenzen.
Wann Corona die nächsten Verschnaufpause zulässt, ist Anfang des Jahres noch nicht absehbar. Über die Feiertage jedenfalls macht Viola Priesemann erstmal Pause. Zumindest als öffentliche Stimme. In der freien Zeit kommt sie auch mal wieder zum Reiten – ein Hobby, das auch andere Wissenschaftlerinnen betreiben: Bei einem Treffen mit der Präsidentin der Uni Frankfurt erfuhr sie, dass diese zwei Pferde besitzt, und auch andere Spitzenwissenschaftlerinnen reiten: „Vielleicht ist es ein Sport von starken Frauen“, sagt sie lachend. Gute Voraussetzungen also für die nächsten Karrieresprünge.
Max Planck Gesellschaft / Text: Uta Deffke
Bannerfoto: Julia Steinigeweg. Ergebnisse vor anderen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zu präsentieren, gehört zur normalen Arbeit einer Forschungsgruppenleiterin. Mit ihren Erkenntnissen zur Corona-Epidemie sucht Viola Priesemann aber auch Gehör bei Politik und Öffentlichkeit – eine neue Erfahrung für die Physikerin.