Molekülstrukturen begreifbar machen

Um innovative Herangehensweisen bei der Qualitätssteigerung in der Lehre zu würdigen, schreibt die Med Uni Graz jährlich eine Sonderdotation von insgesamt 50.000 Euro aus. Ein ausgezeichnetes Projekt ist "Molekülstrukturen begreifbar machen – Implementierung von Virtual Reality in der Lehre".

Einer der Forschungsschwerpunkte am Lehrstuhl für Medizinische Chemie liegt im computergestützten Design und der Synthese artifizieller Moleküle, die in der Therapie von unterschiedlichsten Krankheiten Anwendung finden sollen. Dabei ist das Verständnis der dreidimensionalen Struktur von „small molecules“ und Makromolekülen und damit einhergehend die Erschließung deren Interaktion auf molekularer Ebene ein zentraler Schritt. Denn nur die Kenntnis und das Verständnis der dreidimensionalen Struktur von Zielmolekülen ermöglichen eine präzise und zielgerichtete Entwicklung von Wirkstoffen.

Um dieses notwendige Verständnis der Struktur komplexer dreidimensionaler Moleküle auch den angehenden Mediziner*innen bestmöglich zu vermitteln, entschlossen sich Christoph Nusshold und seine Kolleg*innen Christine Rossmann und Pedro Sánchez Murcia, dies mithilfe von Virtual-Reality(VR)-Headsets unter Verwendung der Visualisierungssoftware Nanome© umzusetzen. Diese innovative Lehrmethode kommt in der Lehrveranstaltung „Naturstoffe in Silico“ im Rahmen des PT NAWI II zum Einsatz. Hier bearbeiten Studierende in Kleingruppen Fallbeispiele, wobei die zugrunde liegenden molekularen Ursachen einer Erkrankung (z. B. eine Mutation, welche die Entstehung eines Karzinoms zur Folge hat) aufgeklärt werden sollen. Um die Struktur und damit einhergehend die Funktion der dabei bearbeiteten Biomoleküle erfassen zu können, stellten die Studierenden diese dreidimensional via VR und nicht wie gewohnt zweidimensional am PC dar. Auf diese Weise können Studierende im wahrsten Sinne des Wortes in die molekulare Struktur der jeweiligen Makromoleküle „eintauchen“ bzw. in diese „hineingehen“. Da sich dabei die einzelnen Gruppenteilnehmer*innen in derselben VR befinden, können die Studierenden nicht nur gemeinsam an ihrer Problemstellung arbeiten, sondern es wird auch die darauffolgende Präsentation der jeweiligen Showcases (Peer Learning) durch dieses interaktive Arbeiten qualitativ aufgewertet, da alle Teilnehmer*innen den Erklärungen der präsentierenden Kolleg*innen viel besser folgen können.

Die Lehrenden konnten dabei feststellen, dass die Studierenden durch die Verwendung von VR ihre digitalen Fertigkeiten optimierten und ein besseres Verständnis für eine für Medizinstudierende oft abstrakte Thematik erlangten, was sich auch im Lernerfolg widerspiegelte. In eigens durchgeführten Evaluierungen wurde vonseiten der Studierenden ein immens positives Feedback gegeben, mit dem Wunsch, VR auch in weiteren Lehrveranstaltungen einzubinden.