Mittwoch, 23. Oktober 2013

Warum wir schlafen müssen - nun wissenschaftlich enträtselt

Seit Jahren rätseln Wissenschafter über die Funktionen des Schlafs. US-Forscher konnten nun zeigen, dass eine Art Wasserspülung während Schlafphasen giftigen Abfall aus dem Gehirn spült.

Schlafen: Giraffen tun es täglich zwei Stunden lang, Katzen brauchen pro Tag rund 13 Stunden. Bei erwachsenen Menschen beträgt die durchschnittliche Schlafdauer zwischen sechs und acht Stunden. Wissenschaftler fragten sich: Was steckt dahinter, dass wir ein Drittel unserer Lebenszeit schlafend verbringen?

Offenkundig ist, dass für Menschen und alle höheren Tiere der Schlaf lebensnotwendig ist: Ratten, denen der Schlaf entzogen wird, sterben nach spätestens zwei Wochen. Beim Menschen wurde und wird Schlafentzug als effektive Foltermaßnahme eingesetzt, das zermürbt die Gefolterten schnell.

Unbestritten ist, dass der Schlaf der Regeneration dient: Schlafen Tiere und Menschen zu wenig, werden das Immunsystem und auch der Stoffwechsel negativ beeinflusst, zudem heilen Wunden schlechter. Ähnlich gut gesichert ist, dass der Schlaf bei der Verarbeitung und der Erinnerung von Erlebnissen eine wichtige Rolle spielt.

Reinigung des Gehirns - eine nächtliche "Gehirnwäsche"
Die US-Forscher um Dr. Maiken Nedergaard (Universität Rochester im Bundesstaat New York) publizierten ihre neuen Forschungsergebnisse im US-Wissenschaftsmagazin Science. Nedergaard hatte mit ihrem Team bereits im Vorjahr für einiges Aufsehen gesorgt, als sie in der Fachzeitschrift Science Translational Medicine über ein unbekanntes "Entwässerungssystem" im Hirn berichte, das als "glymphatisches System" getauft wurde.
Dieses weit verzweigte Leitungsnetz aus speziellen Zellen pumpt Hirnwasser und Abfallstoffe unter Druck aus dem Gehirn und übt damit eine ähnliche Funktion aus wie die Lymphbahnen (lymphatisches System) im Körper, wie die Wissenschafter an lebenden Mäusen zeigen konnten.

Reinigungssystem im Schlaf 10mal mehr aktiv
Die Wissenschaftlerin Dr. Nedergaard und ihre Kollegen forschten an dem neu entdeckten Mikrokanalsystem im Hirn weiter und machten (wieder an Mäusen) eine ähnlich spektakuläre Entdeckung: Nämlich, dass das glymphatische System im Schlaf zehnmal so aktiv ist wie im Wachzustand. Das wiederum hängt damit zusammen, dass in den Schlafphasen die Gehirnzellen um bis zu 60 Prozent schrumpfen, was Platz für die Abwasserkanälchen schafft, die alle möglichen toxischen Stoffe und Zellen aus dem Gehirn entsorgen.

Laut Nedergaard scheint es so zu sein, als ob das Gehirn dabei stets zwischen zwei Zuständen wählen müsse. In einem BBC-TV-Interview liefert sie einen anschaulichen Vergleich: Entweder das Gehirn macht Party (Aktion) und unterhält die Gäste, oder es räumt auf und macht sauber. "Beides zugleich geht nicht."

Die Forscherin und ihr Team sind sich ziemlich sicher, dass die neuen Erkenntnisse eine wichtige Rolle für die Behandlung von neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer spielen könnten. Wie man heute schon weiß, hat sich bei diesen bislang unheilbaren Krankheiten "Müll" in Form von Prionen, also falsch gefalteten Proteinen, im Gehirn angesammelt.
Quelle: sciencemag; Sleep Drives Metabolite Clearance from the Adult Brain
LINK: http://www.sciencemag.org/content/342/6156/373

Montag, 21. Oktober 2013

Der "Homo erectus" ist der erste "Global Player" der menschlichen Evolution

Gesamtansicht des Schädels Nr. 5 |
Copyright: Guram Bumbiashvili, Nationalmuseum Georgien
Kurz notiert
Ein perfekt erhaltener, rund 1,8 Millionen Jahre alter Schädel aus Georgien lässt die Evolutionsgeschichte des Menschen in neuem Licht erscheinen. Für die Paläoanthropologie ist ein alter Traum in Erfüllung gegangen, wie Christoph Zollikofer vom Anthropologischen Institut der UZH im Interview erklärt. Doch keine frühmenschliche Artenvielfalt?
Der 1,8 Millionen Jahre alte Schädel zwingt Paläoanthropologie zum Umdenken!

Es sei der bis jetzt am besten erhaltene Fossilfund aus der Frühzeit unserer Gattung, zeigen sich die Wissenschaftler um den Anthropologen Christoph Zollikofer von der Universität Zürich fasziniert und haben ihren Fund in der Fachzeitschrift "Science" (DOI: 10.1126/science.1238484) beschrieben. "Der Schädel verfügt jedoch über eine Kombination von Merkmalen, wie sie bis jetzt unbekannt war: Der Schädel hat das größte Gesicht, die massivsten Kiefer und Zähne und das kleinste Gehirn innerhalb der sogenannten Dmanisi-Gruppe." ... >>> LESEN SIE WEITER ... http://www.uzh.ch/news/articles/2013/spektakulaerer-schaedelfund.html

Sonntag, 20. Oktober 2013

„Terrorsicherer“ Herzschrittmacher für US-Vizepräsident Cheney

Also es gibt die Gefahr eines Herzschrittmacher-Missbrauchs durch kriminelle Elemente und Terroristen wirklich. Auch wenn Sie bisher von Politikern und auch Medizinern bestritten wurde.

Der frühere US-Vizepräsident Dick Cheney hat bei seinem Herzschrittmacher die Fernsteuerung deaktivieren lassen, um eine Manipulation durch Feinde zu verhindern. „Ich war mir der Gefahr bewusst, das war real“, sagte der 72-jährige Politiker gestern dem Fernsehsender CBS.
Demnach stellte sein Kardiologe, bevor er ihm im Jahr 2007 einen neuen Herzschrittmacher einsetzte, die Funktion ab, die es erlaubt, das Gerät aus der Ferne zu steuern. Das ermöglicht es theoretisch auch Dritten, das Gerät so zu verstellen, dass das Herz außer Tritt gerät.

Cheney, der seit Jahrzehnten an Herzproblemen leidet, war acht Jahre lang Stellvertreter von Präsident George W. Bush. Der als „Falke“ bekannte konservative Politiker galt als extrem einflussreich und als treibende Kraft bei dem umstrittenen US-Einmarsch in den Irak im März 2003. Kritiker werfen ihm zudem vor, umstrittene Praktiken wie die Folterung von Gefangenen erlaubt zu haben. Wie Cheney in dem Interview am Freitag erklärte, glaubt er nicht daran, dass der Stress als Politiker seine Herzprobleme verstärkte.
Quelle: http://orf.at/#/stories/2202985/
Bildquelle: Fotolia
Also sind Herzschrittmacher heute nicht wirklich sicher!

Samstag, 19. Oktober 2013

Strahlenschutz durch Brokkoli und Kohl

Fukushima und Tschernobyl sind nur zwei Beispiele von AKWs die Menschen und große Bereiche der Umwelt (inklusive des Meeres radioaktiv verstrahlen). Und Atomreaktorunfälle kann es immer wieder geben, diese Energietechnologie ist einfach NICHT sicher. Auch in Europa können jederzeit AKW-Anlagen eine radioaktive Verseuchung auslösen. Daher ist es für Forscher immer interessant, nach Mitteln zu suchen um nach einem solchen Unfall den Menschen so viel Hilfe wie möglich anzubieten. Natürliche, pflanzliche Mittel (oder Mittel aus pflanzlichem Ursprung) wären dabei aus Sicht der Gesundheit am sinnvollsten. Die Inhaltsstoffe von Brokkoli und Kohlgemüse bieten hier eine große Chance.

Ein Inhaltsstoff von Brokkoli und Kohlgemüse könnte laut Tierversuchen vor Strahlen schützen. Wissenschaftler wollen die Substanz nun in der Krebstherapie einsetzen - sowie bei Atomunfällen.

Nicht jeder mag Kohl, Brokkoli und Karfiol (=Blumenkohl)
Vielleicht sollte man aber seine Vorlieben ändern, denn die Resultate der Lebensmittel-Wissenschaft weisen stark darauf hin. Diese empfiehlt den Verzehr von Kreuzblütlern (zu denen neben Kohlsprossen auch Kohl, Brokkoli und Karfiol / Blumenkohl. gehören) Dieses Gemüse stellt auch schon seit Jahren ein probates Mittel der Krebsvorsorge dar.

Verantwortlich dafür ist ein besonderer Inhaltsstoff namens DIM ("Diindolylmethan")
Die Substanz ist auch in höheren Dosen ungefährlich und hemmt offenbar die Tumorentwicklung: Zumindest sind in ihrer Gegenwart Wachstum und Wanderlust von Krebszellen herabgesetzt.

Wissenschaftliche Tests an radioaktiv bestrahlt Ratten zeigten laut Dr. Eliot Rosen von der Georgetown University in Washington DC, dass DIM auch gegen die Wirkung von Gammastrahlen eingesetzt werden kann. Der Mediziner hat mit seinen Mitarbeitern einen Versuch durchgeführt indem er Ratten eine tödliche Dosis Gammastrahlung verabreichte. Ein Teil der Versuchstiere erhielt zusätzlich zwei Wochen lange eine tägliche Injektion mit Diindolylmethan (DIM).

Die Ratten ohne DIM Injektion waren spätestens nach zehn Tagen tot. Die Ratten mit der DIM-Injektion lebten 30 Tage später immer noch: Betrug die Dosis nach der Bestrahlung 75 Milligramm DIM pro Kilogramm Körpergewicht, überlebten 60 Prozent. Bei 45 Milligramm war es zumindest noch die Hälfte. Noch effektiver erwies sich der Schutz, wenn die Ratten ihre erste Spritze bereits vor der Bestrahlung also präventiv erhielten.

DIM, eine mögliche Hilfe bei Atomunfällen!
Wie Dr. Rosen im Fachblatt "PNAS" schreibt, ging bei den behandelten Ratten auch die Zahl der roten und weißen Blutkörperchen sowie der Blutplättchen weniger zurück - Nebeneffekte, die etwa bei der Strahlentherapie gegen Krebs auftreten. "DIM ist schon seit Jahren als Anti-Krebsmittel bekannt". "Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die Substanz auch vor radioaktiven Strahlen schützt."

Das eröffnet zwei Anwendungsmöglichkeiten: "Man könnte DIM bei der Strahlentherapie zum Schutz gesunder Gewebe einsetzen und es könnte sich auch als Schutzsubstanz im Fall von Atomunfällen eignen." Natürlich könnte man auch schon vorbeugend den Verzehr von DIM haltigen Lebensmittel erhöhen, besonders geeignet sind da auch Brokkolisamen gekeimt.

Die positive Wirkung von DIM ist laut Dr. Rosen und seinem Team vor allem auf die Aktivierung eines Enzyms namens ATM zurückzuführen. 
Dieses Enzym koordiniert die DNA-Reparatur und wirkt außerdem oxidativem Stress entgegen. Alles Aufgaben, die offenbar auch im Fall von Strahlenschäden von großem Vorteil sind.

Dr. Eliot Rosen: "Die für den richtigen Strahlenschutz nötigen Dosen sind deutlich höher, als man durch den normalen Verzehr von Brokkoli oder Kohl erreichen könnte. Wir müssen im Falle von radioaktiver Verstrahlung DIM in Reinform verabreichen - entweder als Pille zum Schlucken oder als Spritze."
Quelle: "DIM confers protection against ionizing radiation by a unique mechanism", PNAS (15.10.2013; doi: 10.1073/pnas.1308206110).

Jeder kann rechnen – auch ohne dabei nachzudenken

Das Rechnen erordert Bewusstsein – diese These wankt.
Eine neue Untersuchung zeigt: Menschen können unbewusst Sätze erfassen und mehrere Subtraktionen nacheinander lösen. Das Gehirn verarbeitet Neues, Widersprüchliches oder Bedrohliches immer zuerst – auch ohne Bewusstsein.

Lesen und Rechnen sind Errungenschaften der menschlichen Kulturgeschichte. Weil für beide Fähigkeiten eine große Portion Abstraktionsvermögen nötig ist, waren Experten bisher davon ausgegangen, dass komplexere mathematische Berechnungen und das Verstehen von Sprachbedeutungen zum größten Teil dem Menschen vorbehalten sind – und Bewusstsein erfordern (???).

Eine jetzt im Fachblatt "PNAS" veröffentlichte Studie israelischer Wissenschaftler legt aber nahe, dass wir auch ganz unbewusst, also ohne gezielte Aufmerksamkeit, rechnen und lesen können. Die Forscher um den Psychologen Asael Y. Sklar von der Hebrew University testeten dies mit einer Reihe von Experimenten.

Frühere Studien hatten bereits ergeben, dass einzelne Wörter oder Zahlen unbewusst registriert und verarbeitet werden können. Doch das allein beweist noch lange nicht, dass Menschen auch unbewusst schlussfolgern können: also eine Reihe von Rechenoperationen durchführen oder mehrere Wörter in ihrer gemeinsamen Bedeutung richtig zu verstehen.

Wir besitzen eine unbewusste Sprachverarbeitung
Die Wissenschaftler nutzten raffinierte Methoden, um dieser Frage auf die Schliche zu kommen. Zunächst widmeten sie sich der unbewussten Sprachverarbeitung von mehreren Wörtern beim Lesen.

Die sogenannte Continuous Flash Suppression ist eine Technik, mit deren Hilfe man Reize länger unbewusst halten kann, als das normalerweise möglich wäre.

Dazu bekommen die Versuchsteilnehmer eine Art Brille aufgesetzt, die jedem Auge etwas anderes zeigt. Ein Auge sieht eine schnelle Abfolge von Bildern; Farben oder Formen, das andere dagegen die Information, die man unbewusst halten will – in diesem Fall also die Testwörter.
Der Trick dabei: Weil unser Gehirn auf sich verändernde Reize sofort seine ganze Aufmerksamkeit richtet, konzentriert es sich darauf, die sich bewegenden Bilder zu erfassen.

Gehirn: "Ich habe Kaffee gebügelt"

Das zweite Auge sieht die im Gegensatz dazu statischen Wörter zwar, doch weil das Gehirn sie in der Verarbeitung benachteiligt, dauert es eine ganze Weile, bis sie die Bewusstseinsschwelle erreicht haben – und der Proband sich darüber klar wird, dass er Wörter sieht, und welche das sind.

Im Versuch sollten die Studienteilnehmer nun eine solche Brille aufsetzen und am Computer eine Taste drücken, sobald sie ein Wort bewusst erkennen konnten. In einem ersten Durchlauf zeigten die Forscher den Probanden dann auf einem Auge bunte, sich verändernde Formen und Farben. Dem anderen Auge wurden jeweils sprachliche Ausdrücke gezeigt, die aus mehreren Worten bestanden.

Die Hälfte war kongruent: Die Wörter ergaben zusammengenommen einen Sinn, etwa: "Ich habe Kaffee gekocht." Die andere Hälfte aber war inkongruent, wie: "Ich habe Kaffee gebügelt." Psychologen wissen, dass widersprüchliche Informationen schneller ins Bewusstsein springen als solche, die unmittelbar Sinn ergeben.

Unterschied zwischen positiver und negativer Assoziation
Sollten die Wörter also tatsächlich unbewusst gelesen werden, so die Annahme von Sklar und seinem Team, dann müssten die Teilnehmer die inkongruenten Sätze schneller bewusst lesen können – und genauso war es. Das funktionierte ebenfalls, wenn den Probanden je zwei Wörter gezeigt wurden, die für sich genommen neutral klangen, zusammen aber entweder positive ("Sandkiste") oder negative ("Schwarzauge") Assoziationen auslösten. Denn ebenso wie Widersprüchliches werden negative oder potenziell bedrohliche Informationen bevorzugt verarbeitet. Und tatsächlich: Sahen die Studienteilnehmer negative Wörter, konnten sie diese schneller lesen als jene mit positiven Wörtern.

Um das gleiche Prinzip beim Rechnen nachzuweisen, griffen die Forscher ebenfalls zu einem Trick: Sie zeigten Probanden Gleichungen wie "9-3-4" unterhalb ihrer Bewusstseinsschwelle. Anschließend gab der Bildschirm deutlich sichtbar eine Zahl aus – entweder das Ergebnis der zuvor präsentierten Gleichung oder eine willkürliche andere Zahl. Handelte es sich um das richtige Ergebnis der Gleichung, erkannten die Teilnehmer die Zahl deutlich schneller.

Einmal erlernt - dann eine automatisierte Fähigkeiten
"Viele komplexe Fähigkeiten funktionieren, anders als gedacht, auch völlig unbewusst", schlussfolgern die Forscher. Die Frage, wie genau das möglich ist, können sie derzeit aber noch nicht beantworten. Denkbar ist, dass Lesen und Rechnen wie andere einmal erlernte und zur Routine gewordene Fähigkeiten sich nach und nach automatisieren und immer weniger Bewusstsein erfordern.

Wie Studien aus der Gedächtnispsychologie zeigen, werden zunächst recht komplizierte Tätigkeiten, etwa Fahrrad- oder Autofahren, mit zunehmender Erfahrung nach und nach nicht mehr als einzelne Handlungen, sondern als abgeschlossene Episode, also als Prozess im Gehirn gespeichert. Damit einher geht, dass die Teilschritte weitaus weniger oder sogar gar keine bewusste Aufmerksamkeit mehr erfordern.

Eine andere Erklärung wäre, dass Lesen und Rechnen nicht ganz so ausschließlich erlernte menschliche Fähigkeiten sind, wie wir es gern sähen. Denn auch einige Menschenaffen können kopfrechnen und simple Wörter oder Symbole erkennen, wenn es sich um nicht allzu schwere Beispiele handelt. Und auch Säuglinge bemerken bereits recht früh, wenn Mengen zahlenmäßig unterschiedlich groß sind.

Keine spezialisierte Hirnregion nachgewiesen
Dafür, dass ein Grundverständnis von Mathematik und Sprache oder kommunikativen Elementen bei höher entwickelten Tieren veranlagt ist, sprechen auch andere Studien (AFFEN KÖNNEN AUCH LESEN - WISSENSCHAFT). So konnten Forscher bei der Suche nach den zugrunde liegenden neuronalen Prozessen des Rechnens zeigen, dass es beim Menschen keine auf Mathematik spezialisierte Gehirnregion gibt. Vielmehr werden ganz verschiedene Areale gleichzeitig benutzt, zum Beispiel auch jene, die für die Sprachverarbeitung zuständig sind.

Das konnten Wissenschaftler zeigen, die mithilfe bildgebender Verfahren Männern und Frauen beim Addieren und Multiplizieren zusahen. Das gesamte Netzwerk der Nervenzellen, die daran beteiligt sind, ist zwar bislang noch nicht bekannt, es scheint aber, wie Hirnforscher aus den USA und China zeigen konnten, dass es von der jeweiligen Sprache abhängt, welche Hirnregionen bemüht werden.

So unterschied sich bei Versuchsteilnehmern mit der Muttersprache Englisch die Gehirnaktivität beim Rechnen deutlich von jenen, deren Muttersprache Chinesisch war.
Quelle: PNAS-Org,
LINK: http://www.pnas.org/content/early/2012/11/07/1211645109.abstract?sid=3ffc33bf-6ed5-44dc-ada9-c49530780e6a
PDF dazu: http://scottbarrykaufman.com/wp-content/uploads/2012/11/Sklar-et-al.-2012.pdf
Bildquellen: Fotolia u. IPN
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