@article{NanguneriFlottmannHorstmannetal.2012, author = {Nanguneri, Siddharth and Flottmann, Benjamin and Horstmann, Heinz and Heilemann, Mike and Kuner, Thomas}, title = {Three-Dimensional, Tomographic Super-Resolution Fluorescence Imaging of Serially Sectioned Thick Samples}, series = {PLoS One}, volume = {7}, journal = {PLoS One}, number = {5}, doi = {10.1371/journal.pone.0038098}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-134434}, pages = {e38098}, year = {2012}, abstract = {Three-dimensional fluorescence imaging of thick tissue samples with near-molecular resolution remains a fundamental challenge in the life sciences. To tackle this, we developed tomoSTORM, an approach combining single-molecule localization-based super-resolution microscopy with array tomography of structurally intact brain tissue. Consecutive sections organized in a ribbon were serially imaged with a lateral resolution of 28 nm and an axial resolution of 40 nm in tissue volumes of up to 50 \(\mu\)mx50\(\mu\)mx2.5\(\mu\)m. Using targeted expression of membrane bound (m)GFP and immunohistochemistry at the calyx of Held, a model synapse for central glutamatergic neurotransmission, we delineated the course of the membrane and fine-structure of mitochondria. This method allows multiplexed super-resolution imaging in large tissue volumes with a resolution three orders of magnitude better than confocal microscopy.}, language = {en} } @article{UllherrDiezZabler2022, author = {Ullherr, Maximilian and Diez, Matthias and Zabler, Simon}, title = {Robust image reconstruction strategy for multiscalar holotomography}, series = {Journal of Imaging}, volume = {8}, journal = {Journal of Imaging}, number = {2}, issn = {2313-433X}, doi = {10.3390/jimaging8020037}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-262112}, year = {2022}, abstract = {Holotomography is an extension of computed tomography where samples with low X-ray absorption can be investigated with higher contrast. In order to achieve this, the imaging system must yield an optical resolution of a few micrometers or less, which reduces the measurement area (field of view = FOV) to a few mm at most. If the sample size, however, exceeds the field of view (called local tomography or region of interest = ROI CT), filter problems arise during the CT reconstruction and phase retrieval in holotomography. In this paper, we will first investigate the practical impact of these filter problems and discuss approximate solutions. Secondly, we will investigate the effectiveness of a technique we call "multiscalar holotomography", where, in addition to the ROI CT, a lower resolution non-ROI CT measurement is recorded. This is used to avoid the filter problems while simultaneously reconstructing a larger part of the sample, albeit with a lower resolution in the additional area.}, language = {en} } @phdthesis{Slawig2018, author = {Slawig, Anne}, title = {Reconstruction methods for the frequency-modulated balanced steady-state free precession MRI-sequence}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-162871}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2018}, abstract = {This work considered the frequency-modulated balanced steady-state free precession (fm-bSSFP) sequence as a tool to provide banding free bSSFP MR images. The sequence was implemented and successfully applied to suppress bandings in various in vitro and in vivo examples. In combination with a radial trajectory it is a promising alternative for standard bSSFP applications. First, two specialized applications were shown to establish the benefits of the acquisition strategy in itself. In real time cardiac imaging, it was shown that the continuous shift in frequency causes a movement of the bandings across the FOV. Thus, no anatomical region is constantly impaired, and a suitable timeframe can be found to examine all important structures. Furthermore, a combination of images with different artifact positions, similar to phase-cycled acquisitions is possible. In this way, fast, banding-free imaging of the moving heart was realized. Second, acquisitions with long TR were shown. While standard bSSFP suffers from increasing incidence of bandings with higher TR values, the frequency-modulated approach provided banding free images, regardless of the TR. A huge disadvantage of fm-bSSFP, in combination with the radial trajectory, is the decrease in signal intensity. In this work a specialized reconstruction method, the multifrequency reconstruction for frequency-modulated bSSFP (Muffm), was established, which successfully compensated that phenomena. The application of Muffm to several anatomical sites, such as inner ear, legs and cardiac acquisitions, proofed the advantageous SNR of the reconstruction. Furthermore, fm-bSSFP was applied to the clinically highly relevant task of water-fat separation. Former approaches of a phase-sensitive separation procedure in combination with standard bSSFP showed promising results but failed in cases of high inhomogeneity or high field strengths where banding artifacts become a major issue. The novel approach of using the fm-bSSFP acquisition strategy with the separation approach provided robust, reliable images of high quality. Again, losses in signal intensity could be regained by Muffm, as both approaches are completely compatible. Opposed to conventional banding suppression techniques, like frequency-scouts or phase-cycling, all reconstruction methods established in this work rely on a single radial acquisition, with scan times similar to standard bSSFP scans. No prolonged measurement times occur and patient time in the scanner is kept as short as possible, improving patient comfort, susceptibility to motion or physiological noise and cost of one scan. All in all, the frequency-modulated acquisition in combination with specializes reconstruction methods, leads to a completely new quality of images with short acquisition times.}, subject = {Kernspintomografie}, language = {en} } @article{DirkFischerSchardtetal.2023, author = {Dirk, Robin and Fischer, Jonas L. and Schardt, Simon and Ankenbrand, Markus J. and Fischer, Sabine C.}, title = {Recognition and reconstruction of cell differentiation patterns with deep learning}, series = {PLoS Computational Biology}, volume = {19}, journal = {PLoS Computational Biology}, number = {10}, doi = {10.1371/journal.pcbi.1011582}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-350167}, year = {2023}, abstract = {Abstract Cell lineage decisions occur in three-dimensional spatial patterns that are difficult to identify by eye. There is an ongoing effort to replicate such patterns using mathematical modeling. One approach uses long ranging cell-cell communication to replicate common spatial arrangements like checkerboard and engulfing patterns. In this model, the cell-cell communication has been implemented as a signal that disperses throughout the tissue. On the other hand, machine learning models have been developed for pattern recognition and pattern reconstruction tasks. We combined synthetic data generated by the mathematical model with spatial summary statistics and deep learning algorithms to recognize and reconstruct cell fate patterns in organoids of mouse embryonic stem cells. Application of Moran's index and pair correlation functions for in vitro and synthetic data from the model showed local clustering and radial segregation. To assess the patterns as a whole, a graph neural network was developed and trained on synthetic data from the model. Application to in vitro data predicted a low signal dispersion value. To test this result, we implemented a multilayer perceptron for the prediction of a given cell fate based on the fates of the neighboring cells. The results show a 70\% accuracy of cell fate imputation based on the nine nearest neighbors of a cell. Overall, our approach combines deep learning with mathematical modeling to link cell fate patterns with potential underlying mechanisms. Author summary Mammalian embryo development relies on organized differentiation of stem cells into different lineages. Particularly at the early stages of embryogenesis, cells of different fates form three-dimensional spatial patterns that are difficult to identify by eye. Pattern quantification and mathematical modeling have produced first insights into potential mechanisms for the cell fate arrangements. However, these approaches have relied on classifications of the patterns such as inside-out or random, or used summary statistics such as pair correlation functions or cluster radii. Deep neural networks allow characterizing patterns directly. Since the tissue context can be readily reproduced by a graph, we implemented a graph neural network to characterize the patterns of embryonic stem cell organoids as a whole. In addition, we implemented a multilayer perceptron model to reconstruct the fate of a given cell based on its neighbors. To train and test the models, we used synthetic data generated by our mathematical model for cell-cell communication. This interplay of deep learning and mathematical modeling in combination with summary statistics allowed us to identify a potential mechanism for cell fate determination in mouse embryonic stem cells. Our results agree with a mechanism with a dispersion of the intercellular signal that links a cell's fate to those of the local neighborhood.}, language = {en} } @article{PollingerSchmittSanderetal.2017, author = {Pollinger, Florian and Schmitt, Stefan and Sander, Dirk and Tian, Zhen and Kirschner, J{\"u}rgen and Vrdoljak, Pavo and Stadler, Christoph and Maier, Florian and Marchetto, Helder and Schmidt, Thomas and Sch{\"o}ll, Achim and Umbach, Eberhard}, title = {Nanoscale patterning, macroscopic reconstruction, and enhanced surface stress by organic adsorption on vicinal surfaces}, series = {New Journal of Physics}, volume = {19}, journal = {New Journal of Physics}, doi = {10.1088/1367-2630/aa55b8}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-171947}, year = {2017}, abstract = {Self-organization is a promising method within the framework of bottom-up architectures to generate nanostructures in an efficient way. The present work demonstrates that self- organization on the length scale of a few to several tens of nanometers can be achieved by a proper combination of a large (organic) molecule and a vicinal metal surface if the local bonding of the molecule on steps is significantly stronger than that on low-index surfaces. In this case thermal annealing may lead to large mass transport of the subjacent substrate atoms such that nanometer-wide and micrometer-long molecular stripes or other patterns are being formed on high-index planes. The formation of these patterns can be controlled by the initial surface orientation and adsorbate coverage. The patterns arrange self-organized in regular arrays by repulsive mechanical interactions over long distances accompanied by a significant enhancement of surface stress. We demonstrate this effect using the planar organic molecule PTCDA as adsorbate and Ag(10 8 7) and Ag(775)surfaces as substrate. The patterns are directly observed by STM, the formation of vicinal surfaces is monitored by highresolution electron diffraction, the microscopic surface morphology changes are followed by spectromicroscopy, and the macroscopic changes of surface stress are measured by a cantilever bending method. The in situ combination of these complementary techniques provides compelling evidence for elastic interaction and a significant stress contribution to long-range order and nanopattern formation.}, language = {en} } @phdthesis{Schewe2009, author = {Schewe, Anne-Katrin Friedericke}, title = {Klinische Ergebnisse einer Defektrekonstruktion mit frei transplantiertem, abdominellem Fettgewebe nach Parotidektomie}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35734}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2009}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit wurden die Daten von 250 Patienten, die zwischen 1993 und 2004 an der Glandula parotidea operiert worden waren, retrospektiv ausgewertet. Der Nachbeobachtungszeitraum musste mindestens 6 Monate betragen. Bei 146 Patienten wurde im Anschluss an eine Parotidektomie frei transplantiertes, abdominelles Fettgewebe in den Operationssitus eingebracht. Bei weiteren 104 Patienten wurde auf eine solche Augmentation verzichtet. Das Ziel war es, herausfinden, ob eine Bauchfettaugmentation nach Parotidektomie das kosmetische Ergebnis positiv beeinflusst, in wie weit das Auftreten eines Frey-Syndroms verhindert wird und ob eine Augmentation Auswirkungen auf die Wundheilung hat. Vereinzelt konnten sehr gute kosmetische Ergebnisse erzielt werden. Insgesamt zeigte sich jedoch kein signifikanter Unterschied in der kosmetischen Zufriedenheit zwischen den beiden Gruppen. Ein Frey-Syndrom trat mit 23\% in der Gruppe der augmentierten Patienten signifikant seltener auf als in der nicht-augmentierten Gruppe (31\%). Demgegen{\"u}ber hatten die Patienten der augmentierten Gruppe signifikant h{\"a}ufiger eine Wundheilungsst{\"o}rung (39\%) als jene Patienten, bei welchen auf eine Augmentation verzichtet worden war (18\%). Die Wundheilung wird somit durch Einbringen von Fettgewebe verz{\"o}gert.}, subject = {Ohrspeicheldr{\"u}se}, language = {de} } @article{KoetschanKittelmannLuetal.2014, author = {Koetschan, Christian and Kittelmann, Sandra and Lu, Jingli and Al-Halbouni, Djamila and Jarvis, Graeme N. and M{\"u}ller, Tobias and Wolf, Matthias and Janssen, Peter H.}, title = {Internal Transcribed Spacer 1 Secondary Structure Analysis Reveals a Common Core throughout the Anaerobic Fungi (Neocallimastigomycota)}, series = {PLOS ONE}, volume = {9}, journal = {PLOS ONE}, number = {3}, doi = {10.1371/journal.pone.0091928}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-117058}, pages = {e91928}, year = {2014}, abstract = {The internal transcribed spacer (ITS) is a popular barcode marker for fungi and in particular the ITS1 has been widely used for the anaerobic fungi (phylum Neocallimastigomycota). A good number of validated reference sequences of isolates as well as a large number of environmental sequences are available in public databases. Its highly variable nature predisposes the ITS1 for low level phylogenetics; however, it complicates the establishment of reproducible alignments and the reconstruction of stable phylogenetic trees at higher taxonomic levels (genus and above). Here, we overcame these problems by proposing a common core secondary structure of the ITS1 of the anaerobic fungi employing a Hidden Markov Model-based ITS1 sequence annotation and a helix-wise folding approach. We integrated the additional structural information into phylogenetic analyses and present for the first time an automated sequence-structure-based taxonomy of the ITS1 of the anaerobic fungi. The methodology developed is transferable to the ITS1 of other fungal groups, and the robust taxonomy will facilitate and improve high-throughput anaerobic fungal community structure analysis of samples from various environments.}, language = {en} } @phdthesis{Piekos2007, author = {Piekos, Isabella}, title = {Indikationen und klinische Ergebnisse f{\"u}r gef{\"a}ßgestielte Lappen im Kopf-Hals-Bereich am Beispiel von Pectoralis-Major-Lappen und Deltopectorallappen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25346}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2007}, abstract = {Im Zeitraum zwischen 1982 bis 2004 wurden an der Klinik und Poliklinik f{\"u}r Hals-, Nasen- und Ohrenkranke des Universit{\"a}tsklinikums W{\"u}rzburg 41 Patienten mit einem Pectoralis-Major-Lappen (PM) und/oder Deltopectorallappen (DP) versorgt. Insgesamt wurden 28 PM und 22 DP transplantiert, um einen Defekt nach ausgiebiger Tumorentfernung im Kopf-Hals-Bereich zu decken, eine persistierende Fistel zu verschließen oder eine Rekonstruktion von Teilen des Pharynx, des Hypopharynx, des Mundbodens oder der Zunge vorzunehmen. Die hier vorliegende Arbeit gibt Aussage {\"u}ber die pr{\"a}operative und periopertive Behandlungen sowie den postoperativen Verlauf wie Komplikationsrate und Einheilungsrate. Es wurde zwei Kollektive gebildet. Das zu untersuchende Kollektiv A bestand aus 34 Patienten, die entweder nur einen DP (15 Patienten) oder nur einen PM (19 Patienten) erhalten hatten. Kollektiv B bestand aus 7 Patienten, die mit mehr als einem Lappen versorgt wurden, dabei traten der PM und der DP auch nebeneinander auf. Der PM und DP sind im Kopf-Hals-Bereich mit ihren hohen Einheilungsraten sehr gut geeignet, auch wenn die Anzahl der Komplikationsarten als auch die Komplikationsraten beim DP signifikant h{\"o}her liegen als beim PM.}, subject = {Hals-Nasen-Ohren-Tumor}, language = {de} } @article{MarkertBritzProppertetal.2016, author = {Markert, Sebastian Matthias and Britz, Sebastian and Proppert, Sven and Lang, Marietta and Witvliet, Daniel and Mulcahy, Ben and Sauer, Markus and Zhen, Mei and Bessereau, Jean-Louis and Stigloher, Christian}, title = {Filling the gap: adding super-resolution to array tomography for correlated ultrastructural and molecular identification of electrical synapses at the C. elegans connectome}, series = {Neurophotonics}, volume = {3}, journal = {Neurophotonics}, number = {4}, doi = {10.1117/1.NPh.3.4.041802}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-187292}, pages = {041802}, year = {2016}, abstract = {Correlating molecular labeling at the ultrastructural level with high confidence remains challenging. Array tomography (AT) allows for a combination of fluorescence and electron microscopy (EM) to visualize subcellular protein localization on serial EM sections. Here, we describe an application for AT that combines near-native tissue preservation via high-pressure freezing and freeze substitution with super-resolution light microscopy and high-resolution scanning electron microscopy (SEM) analysis on the same section. We established protocols that combine SEM with structured illumination microscopy (SIM) and direct stochastic optical reconstruction microscopy (dSTORM). We devised a method for easy, precise, and unbiased correlation of EM images and super-resolution imaging data using endogenous cellular landmarks and freely available image processing software. We demonstrate that these methods allow us to identify and label gap junctions in Caenorhabditis elegans with precision and confidence, and imaging of even smaller structures is feasible. With the emergence of connectomics, these methods will allow us to fill in the gap-acquiring the correlated ultrastructural and molecular identity of electrical synapses.}, language = {en} } @phdthesis{Stippler2012, author = {Stippler, Georg}, title = {Der W{\"u}rzburger Sankt Kiliansdom - Der Wiederaufbau von der Zerst{\"o}rung 1945 bis zur Wiedereinweihung 1967}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-77225}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2012}, abstract = {Der fast 1200 Jahre bestehende Dom W{\"u}rzburgs wurde am 16. M{\"a}rz 1945 durch den Angriff der alliierten britischen Streitkr{\"a}fte sehr stark besch{\"a}digt. Der Holzdachstuhl sowie viele Einrichtungsgegenst{\"a}nde und Kunstwerke verbrannten, doch die Architektur der W{\"a}nde und der Gew{\"o}lbe blieben zun{\"a}chst erhalten, so dass der Wiederaufbau eine Frage der Denkmalpflege zu sein schien. Durch den Einfluss verschiedener architektonischer und externer Faktoren wurde die Bausubstanz der n{\"o}rdlichen Hochschiffwand derart geschw{\"a}cht, dass sie am 19. Februar 1946 einst{\"u}rzte und den Dom endg{\"u}ltig zu einer Ruine werden ließ. Der Wiederaufbau zog sich aufgrund der unterschiedlichen Ansichten der beteiligten Institutionen {\"u}ber mehr als 20 Jahre hin. Die verschiedenen Perspektiven und diskutierten Alternativen werden im Verlauf der vorliegenden Arbeit dargestellt.}, subject = {Sankt Kiliansdom}, language = {de} } @phdthesis{Mueller2007, author = {M{\"u}ller, Kerstin Anni}, title = {Computergest{\"u}tzte 3D-Rekonstruktionen und stereologische Untersuchungen an Thalamus und Striatum von normalen und pathologisch ver{\"a}nderten Gehirnen des Menschen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-24472}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2007}, abstract = {Es wurden insgesamt sieben Gallozyanin-gef{\"a}rbte Schnittserien durch die rechte oder linke Hemisph{\"a}re von zwei Kontrollf{\"a}llen (m{\"a}nnlich, 28 Jahre, rechte Hemisph{\"a}re, weiblich, 65 Jahre, linke Hemisph{\"a}re), einem Fall mit Megalenzephalie (m{\"a}nnlich, 48 Jahre, linke Hemisph{\"a}re), einem Fall von M. Little (65 Jahre, m{\"a}nnlich, linke Hemisph{\"a}re), einem Fall von Alzheimerscher Krankheit (85 Jahre, weiblich, linke Hemisph{\"a}re) und einem Fall mit Huntingtonscher Krankheit (m{\"a}nnlich, 49 Jahre, beide Hemisph{\"a}ren) verwendet. Die zentralen Anteile der Hemisph{\"a}ren mit den kompletten Schnittserien durch Thalami und Corpora striata wurden mit einer digitalen Kamera in Nahaufnahmetechnik aufgenommen, mit einem kommerziellen Bildbearbeitungs-programm (Adobe Photoshop 6.0®) aufbereitet und die derart aufbereiteten Bilder am Computer mit einer Computer gest{\"u}tzten 3D-Rekonstruktionssoftware (Amira®) verar-beitet. Ein wesentlicher Schritt in der Bearbeitung besteht in der Abgrenzung von Thalamus und Striatum von den benachbarten Strukturen. Die hohe Schnittdicke von 440 µm erleichterte dabei die zytoarchitektonische Abgrenzung beider Kerngebiete. Anders als erwartet unterliegen auch Serienschnitte mit einer Dicke von 440 µm Schrumpfungsartefakten, die nicht immer auf den ersten Blick erkennbar sind. Aus diesem Grund beschr{\"a}nken sich die 3D-Rekonstruktionen nicht auf das manuelle Abgrenzen von Strukturen. Vielmehr m{\"u}ssen alle Schnitte sorgf{\"a}ltig den Koordinaten des Raumes angepasst, hintereinander in der z-Achse angeordnet und bei Bedarf gedreht und verschoben werden. Die Rekonstruktionssoftware bietet f{\"u}r diese Prozedur eine halbautomatische Unterst{\"u}tzung. Einzelne stark verformte Schnitte mussten aber dennoch teilweise aufw{\"a}ndig der Serie angepasst werden. Amira® bietet vielseitige M{\"o}glichkeiten in der Darstellung der r{\"a}umlich rekonstruierten Schnitte. Durch Interpolation werden die Rohdaten zum Teil stark ver{\"a}ndert und die urspr{\"u}nglich kantigen und eckigen Formen zunehmend gegl{\"a}ttet. Diese Gl{\"a}ttung ist der Erfahrung/Willk{\"u}r des Untersuchers anheim gestellt und folglich werden die Grenzen zwischen einer realistischen 3D-Rekonstruktion und einer Fiktion fließend. Neben 3D-Rekonstruktionen lassen sich mit Amira auch die Volumina von Striatum und Thalamus berechnen. Diese Daten wurden mit den stereologisch bestimmten Kernvolumina und Nervenzellzahlen verglichen. Grunds{\"a}tzlich liegen die mit Amira erhobenen Volumenwerte zwischen 1,4 und 6,65\% unter den stereologisch gesch{\"a}tzten Werten. Diese Diskrepanz ist bei der bekannten biologischen Variabilit{\"a}t des menschlichen ZNS akzeptabel und im Vergleich mit Literaturangaben und -abbildungen d{\"u}rften Form und Gr{\"o}ße der rekonstruierten Thalami und Corpora striata der Wirklichkeit weitgehend entsprechen. Die Nervenzellzahlen schwanken dabei in einem weiten Bereich zwischen rund 71 Millionen im Striatum bei Megalenzephalie und weniger als 7 Millionen bei Chorea Huntington. Im Thalamus liegt die Nervenzellzahl zwischen rund 18 Millionen (Kontrollfall) und etwas mehr als 6 Millionen bei dem untersuchten Fall mit M. Little. Ber{\"u}cksichtigt man die vielf{\"a}ltigen physiologischen Verbindungen zwischen Thalamus und Striatum, so lassen die Schwankungen in den Nervenzellzahlen auf komplexe Interaktionen und Defizite bei den untersuchten F{\"a}llen schließen. Im Ergebnis unerwartet ist die weitgehende Konstanz in Form und Aussehen von Thalamus und Striatum im Endstadium von Alzheimerscher Demenz und bei einem Fall von M. Little. Offensichtlich stehen globale Atrophie- bzw. Degenerationsprozesse bei der Alzheimerschen Krankheit im Vordergrund mit der Folge, dass Thalamus und Striatum trotz deutlicher Nervenzellausf{\"a}lle bei erh{\"o}hter Zahl von Gliazellen insgesamt nur wenig kleiner werden. Allerdings tat sich bei dem Fall mit M. Alzheimer an der Ventralseite des Thalamus eine Rinne auf, die bei den anderen untersuchten F{\"a}llen nicht gefunden und deren Ursache nicht gekl{\"a}rt werden konnte. Dramatisch erschienen die Gr{\"o}ßen- und Formver{\"a}nderung des Striatum beim Chorea-Huntington-Fall. Nervenzell- und Gliazellausf{\"a}lle im Striatum bei Chorea Huntington d{\"u}rften die ausgepr{\"a}gten makroskopischen Ver{\"a}nderungen erkl{\"a}ren. Die Kombination von Serienschnitttechnik mit hoher Schnittdicke und einer Computer gest{\"u}tzten 3D-Rekonstruktion bietet bisher nie da gewesene und faszinierende Aspekte vom Bau des menschlichen ZNS. Nach Import in spezielle Computersoftware zur Animation von 3D-Modellen er{\"o}ffnen die 3D-Rekonstruktionen auch neue Aspekte in der Pr{\"a}sentation der vermuteten Funktionsweise des ZNS. Dabei sollte aber in Anbetracht der komplexen methodischen Faktoren immer eine kritische Distanz zu vielf{\"a}ltigen Darstellungsformen am Bildschirm gewahrt bleiben.}, subject = {Dreidimensionale Rekonstruktion}, language = {de} } @phdthesis{Schmitt2007, author = {Schmitt, Stefan}, title = {Adsorbatinduzierte richtungsabh{\"a}ngige Facettierung und selbstorganisierte Dom{\"a}nen-Musterbildung auf vizinalen Ag(111)-Oberfl{\"a}chen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-25088}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2007}, abstract = {Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit den strukturellen Aspekten einer adsorbat-induzierten Facettierung von vizinalen Ag(111)-Oberfl{\"a}chen. Bei dem Adsorbat handelte es sich um das organische Molek{\"u}l Perylen-3,4,9,10-Tetracarbons{\"a}ure-Dianhydrid (PTCDA). Die Experimente wurden unter Ultrahochvakuum-Bedingungen durchgef{\"u}hrt, die Charakterisierung erfolgte haupts{\"a}chlich mit den Messmethoden Rastertunnelmikroskopie (STM) und niederenergetische Elektronenbeugung (LEED). Das planare Farbstoffmolek{\"u}l PTCDA adsorbiert pr{\"a}ferentiell an den Stufenkanten der verwendeten 8.5° Ag(111)-Vizinaloberfl{\"a}chen und induziert bei geeigneten Pr{\"a}parationsbedingungen eine Rekonstruktion in stark gestufte Facettenfl{\"a}chen und in stufenfreie (111)-Terrassen. Die beobachteten Facetten sind f{\"u}r das System PTCDA/Ag charakteristisch und stellen durch eine molekulare {\"U}berstruktur richtungsselektiv stabilisierte Ag-Kristallebenen dar. Durch die Variation der Stufenrichtung der Startoberfl{\"a}che wurde eine Vielzahl von Facettentypen erhalten und nach Miller indiziert. In ihrer Gesamtheit erlauben sie einen R{\"u}ckschluss auf das Aussehen der Gleichgewichtskristallform eines mit PTCDA bedeckten Ag-Kristalles und damit auf das richtungsabh{\"a}ngige Benetzungsverhalten von Ag. Aus der Sicht des Substrates bewirkt das Adsorbat eine massive Erh{\"o}hung der Steifheit der Stufen. Die durch eine molekulare {\"U}berstruktur stabilisierten Facettenfl{\"a}chen {\"u}bernehmen die in der Kristallstruktur des Substrates angelegten Stufenrichtungen. Die gefundene Ausbildung von zwei typischen Facettensteigungen ist jedoch nicht durch die Ag-Kristallstruktur motivierbar. Die Facettierung wurde im Rahmen einer speziellen Adaption des Konzepts der Thermodynamik auf ebene gestufte Oberfl{\"a}chen als Orientierungsphasenseparation beschrieben. Dieses Konzept erlaubt eine korrekte Beschreibung der beobachteten lokalen Ph{\"a}nomene und zeigt zudem auf, dass das molekulare Gas, welches in den Messungen nicht erfasst wurde, eine wichtige Rolle bei der Rekonstruktion spielt. Es ergaben sich wichtige Indizien f{\"u}r die Existenz einer kritischen Inselgr{\"o}ße f{\"u}r PTCDA auf Ag(111). Es wurde eine vollst{\"a}ndige strukturelle Analyse aller stabilen molekularen {\"U}berstrukturen auf vizinalen Ag(111)-Oberfl{\"a}chen durchgef{\"u}hrt. Es wurden insgesamt 16 solcher {\"U}berstrukturen gefunden, von denen bisher nur 3 Strukturen bekannt und ver{\"o}ffentlicht waren. Dichte und Kommensurabilit{\"a}t der Facetten{\"u}berstrukturen sind systematisch vom Stufentyp der Oberfl{\"a}che abh{\"a}ngig. Die Frage nach dem Ursprung der beiden charakteristischen Facettensteigungen ist mit der Existenz von zwei Typen von {\"U}berstrukturgrenzen verkn{\"u}pft. Die Grenze bestimmt die Lage der fischgr{\"a}tartigen {\"U}berstruktur zu den Stufenkanten und die L{\"a}nge und die Breite des Molek{\"u}ls die beiden charakteristischen Stufenabst{\"a}nde. Letzteres geschieht verm{\"o}ge einer lokalen Wechselwirkung der PTCDA-Molek{\"u}le mit den Stufen. Die {\"U}berstrukturgrenzen erweisen sich als wichtiges Element der Rekonstruktion. Es wurden außerdem die Abh{\"a}ngigkeiten der verschiedenen, aneinander angrenzenden {\"U}berstrukturen aufgezeigt. Auf den (111)-Terrassen fanden sich 3 metastabile Ausnahme-Strukturen, welche einen vertieften Einblick in die komplexe Bildungskinetik der bisher bekannten stabilen (111)-Struktur erlauben. Die Facetten bilden zusammen mit den benachbarten (111)-Terrassen regelm{\"a}ßige, einem Reflexionsgitter {\"a}hnliche Muster mit einer Strukturweite von 5 bis 75nm. Die beobachteten Strukturweiten erreichen bei ausgedehntem Tempern typische Maximalwerte. STM-Messungen zeigen den Einfluss einer langreichweitigen Wechselwirkung zwischen den Facetten, vermittelt {\"u}ber elastische Eigenschaften des Substrates. Die Muster k{\"o}nnen als selbstorganisierte Zweiphasensysteme im thermodynamischen Gleichgewicht erkl{\"a}rt werden. Die Facetten wirken wie repulsiv wechselwirkende Defekte in einem elastischen Medium. Die Eignung dieser Muster als Templat wurde in Kooperation mit einer anderen Arbeitsgruppe am Beispiel der selektiven Deposition von Eisen belegt.}, subject = {Adsorbat}, language = {de} } @article{RotherKraftSmithetal.2021, author = {Rother, Lisa and Kraft, Nadine and Smith, Dylan B. and El Jundi, Basil and Gill, Richard J. and Pfeiffer, Keram}, title = {A micro-CT-based standard brain atlas of the bumblebee}, series = {Cell and Tissue Research}, volume = {386}, journal = {Cell and Tissue Research}, number = {1}, issn = {1432-0878}, doi = {10.1007/s00441-021-03482-z}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-267783}, pages = {29-45}, year = {2021}, abstract = {In recent years, bumblebees have become a prominent insect model organism for a variety of biological disciplines, particularly to investigate learning behaviors as well as visual performance. Understanding these behaviors and their underlying neurobiological principles requires a clear understanding of brain anatomy. Furthermore, to be able to compare neuronal branching patterns across individuals, a common framework is required, which has led to the development of 3D standard brain atlases in most of the neurobiological insect model species. Yet, no bumblebee 3D standard brain atlas has been generated. Here we present a brain atlas for the buff-tailed bumblebee Bombus terrestris using micro-computed tomography (micro-CT) scans as a source for the raw data sets, rather than traditional confocal microscopy, to produce the first ever micro-CT-based insect brain atlas. We illustrate the advantages of the micro-CT technique, namely, identical native resolution in the three cardinal planes and 3D structure being better preserved. Our Bombus terrestris brain atlas consists of 30 neuropils reconstructed from ten individual worker bees, with micro-CT allowing us to segment neuropils completely intact, including the lamina, which is a tissue structure often damaged when dissecting for immunolabeling. Our brain atlas can serve as a platform to facilitate future neuroscience studies in bumblebees and illustrates the advantages of micro-CT for specific applications in insect neuroanatomy.}, language = {en} }