Und wer redet von den Rechten der Pflanzen?

aus Die Presse, Wien, 02.09.2017 um 18:41

Pflanzen
Immer klarer wird, dass auch Pflanzen über erstaunliche Sinnesleistungen verfügen. Das wirft auch neue Fragen auf - wie etwa: Leiden Pflanzen, wenn sie gefressen werden?

von Martin Kugler 

Pflanzen sind alles andere als empfindungslos vor sich hin vegetierende „Bioautomaten“. Sie haben vielmehr all ihre Sinne beisammen: Sie verfügen über elf verschiedene Typen von Lichtrezeptoren; sie können Luftvibrationen (sprich: Schall) wahrnehmen; sie spüren, wenn Schädlinge auf ihnen herumtrampeln; sie schmecken den Speichel von Fraßfeinden, die an ihnen knabbern; und sie riechen, wenn sich Feinde oder Artgenossen in ihrer Umgebung ausbreiten. Man weiß das aufgrund ihrer physiologischen Reaktionen – etwa, wenn sie in Richtung des Lichtes wachsen, ihre Ranken zielsicher um feste Gegenstände winden oder ihr chemisches Arsenal zur Schädlingsabwehr aktivieren.

Gerade die chemischen Sinne sind sehr gut ausgeprägt: Limabohnen z. B. bilden bei einem Angriff gefräßiger Insekten neben Abwehrstoffen auch Duftstoffe, die Feinde ihrer Fraßschädlinge anlocken und Pflanzen in der Nachbarschaft auf die Gefahr aufmerksam machen. Manche Gewächse können sogar Schadinsekten riechen, noch bevor diese ihr Zerstörungswerk beginnen: Ein Forscherteam um Mark Mescher (ETH Zürich) hat herausgefunden, dass Goldruten die Anwesenheit von Gallfliegen auf einen Meter Entfernung riechen können – und zwar anhand der Substanz Conophthorin, einem Hauptbestandteil der Ausdünstung der männlichen Insekten, mit der sie Weibchen anlocken (Nature Communications, 24. 8.).

Pflanzen reagieren auf Reize jedenfalls anders als Tiere, uns fällt es daher schwer, die „Sprache“ der Pflanzen zu verstehen (auch wenn Esoteriker behaupten, einen Draht zu Bäumen etc. zu haben).

Durch die vielen neuen Erkenntnisse drängen sich neue Fragen auf. Schmerzt es Pflanzen, wenn sie von Schädlingen gefressen werden? Oder leiden sie, wenn wir sie ernten und in den Kochtopf werfen? Die Beantwortung solcher Fragen (die auch für ethisch motivierte Vegetarier nicht uninteressant sind) ist derzeit unmöglich. So ist etwa ungeklärt, ob Pflanzen ein übergeordnetes System zur Informationsverarbei- tung besitzen – wie es Vertreter der „Pflanzeneurobiologie“ postulieren – oder ob sie noch über andere, uns unbekannte Sinne verfügen.

Tiere wurden früher als eine Art Automaten angesehen, die zwar auf ihre Umgebung reagieren, denen aber kein geistiges Innenleben zugestanden wurde. Dieses Bild hat sich stark gewandelt: Heute werden Tieren Gefühle, höhere kognitive Fähigkeiten und sogar eine Art Bewusstsein zugesprochen. Müssen wir auch bei Pflanzen umdenken?


Nota. - Das wär's doch! Endlich könnten wir sündigen Carnivoren den veganischen Tartuffes heimleuch- ten.
JE 

aus derStandard.at, 7. September 2017, 12:22

Wie Pflanzen dem Verlust ihres Gedächtnisses vorbeugen
Genetische Erinnerungen werden unmittelbar nach der Erbgut-Verdoppelung aufgefrischt

Wien – Auch Pflanzen haben eine Art Gedächtnis. Ein schnelles Auffrischen der genetischen Erinnerungen direkt bei jeder Verdopplung ihres Erbguts sorgt dafür, dass sie dies nicht von einem Jahr aufs andere vergessen, wie nun Wiener Wissenschafter im Fachjournal "Science" berichten.

Für das genetische Gedächtnis sind bei Pflanzen und Tieren Veränderungen an der Verpackung des Erbguts zuständig, also an den Histon-Eiweißstoffen, die die DNA umhüllen. Danhua Jiang und Frederic Berger vom Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI) der Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Wien haben sich bei Tabakpflanzenzellen eine spezielle Veränderung genauer angesehen, die für viele Entwicklungsprozesse wichtig ist: das Anhängen von drei Methylgruppen an das Verpackungselement Histon-3. Dies stellt Gene ruhig, unter anderem eines namens FLC, welches bei Pflanzen das Blühen unterbindet.

Sichere Übertragung

Sie fanden heraus, dass diese Veränderungen unmittelbar nach dem Kopieren des DNA-Fadens für die Zellteilung vorgenommen werden, wenn er sogleich wieder wohlverpackt wird. Zunächst hängt ein Eiweißstoff namens ATXR5/6 eine einzelne Methylgruppe auf den vorgesehenen Platz (die Aminosäure Lysin 27). Dies ist Zeichen für den Eiweißstoff PCR2, zwei weitere Methylgruppen hinzuzufügen. Die Forscher zeigten, dass PCR2 direkt an den Ort gebunden ist, wo die DNA-Verdopplung vorgenommen wird, und dadurch eine verlässliche Übertragung der Gedächtnisinformation auf den neu hergestellten DNA-Faden gewährleistet.

Dieser Prozess geschieht bei Pflanzen deutlich schneller als bei Tieren, denen ATXR5/6 fehlt, erklärte Berger. Dies sei auch notwendig, denn Pflanzenzellen sind etwa weit mehr in Gefahr, ihre Identität zu vergessen, weil sie im Gegensatz zu tierischen Zellen ihr ganzes Leben lang Alleskönner bleiben. Dadurch können Pflanzen zwar wunderbar regenerieren, wenn man ihnen zum Beispiel einen Zweig abschneidet, brauchen aber zusätzliche Unterstützung, damit sie ihre aktuelle Aufgabe im Gedächtnis behalten. (APA, red.)


Abstract
Science: "DNA replication–coupled histone modification maintains Polycomb gene silencing in plants."

Luftprimaten.

aus Die Presse, Wien, 3. 9. 2017

Affen mit Flügeln 
Die Klugheit der Rabenvögel überrascht stets aufs Neue. Nun hat man bemerkt, dass sie noch etwas können, was als Privileg des Menschen galt: planen.

von Jürgen Langenbach

Am 7. April 1937 wurden auf einem Krähenrastplatz in Texas 80.000 Vögel zerfetzt, auf einen Schlag, von Dynamit, das staatliche Wildhüter gezündet hatten; das spornte die in Illinois an, im Winter 1939/40 brachen sie mit 328.000 Explosionsopfern alle Rekorde, und Private taten auch mit: Auf 90.000 schätzte der an der Krähenfront ergraute Jäger Bert Popowski 1962 im Buch „The Varmint and the Crow Hunter's Bible“ seine Strecke, „Varmint“ changiert zwischen Schädling und Schurke, für Popowski waren Krähen ein Übel, das er mit Hitler, Stalin und Mao verglich.

So war man Rabenvögeln nicht immer begegnet, in manchen Mythen erschaffen sie die Welt, in anderen retten sie sie vor dem großen Brand, tragen Wasser herbei, werden versengt und schwarz, vorher waren sie bunt. Auch Noah ließ bei fallender Flut erst einen Raben frei, der kehrte nicht zurück – vielleicht fand er kein Land, vielleicht konnte er den vielen Kadavern nicht widerstehen –, ganz anders als die beiden, die Odin über das Weltgeschehen auf dem Laufenden hielten: Hugin und Munin, „Gedanke“ und „Erinnerung“.

Auch auf der Erde machen sich manche ihren Weitblick zunutze, Inuit etwa lassen sich von Raben zu verendeten Karibus bzw. ihren Herden weisen, vermutlich haben es Jäger und Sammler immer so gehalten. Die begegneten vor allem den größten Rabenvögeln, den aasfressenden Raben, sie haben bis zu einem Kilo und eine Flügelspannweite von 1,4 Meter, obgleich sie im Wald leben. Dieser wurde knapp, als die Menschen auf Landwirtschaft umstellten und rodeten, nun übernahmen unter den Rabenvögeln die kleineren Krähen – ein halbes Kilo, ein Meter –, sie machten sich über alles her, auch über Feldfrüchte, das mag ihnen die Feindschaft der Menschen eingetragen haben. Die steigerte sich, als die Epidemien und Gemetzel des Mittelalters für Rabenvögel gedeckte Tische hinterließen, Hinrichtunsstätten auch. Da sah man sie nicht gern, in Mitteleuropa wurden sie fast ausgerottet.

Zu Hilfe kam keiner, lange auch keiner aus der Zunft, die doch mit bloßem Auge sehen musste, wie ähnlich diese Tiere den Menschen sind: Sie werden alt, leben zu Paaren und in sozialen Verbänden, verständigen sich vokal und mit Gesten, zeigen einander im Schnabel gehaltene Objekte vor, um Kontakt aufzunehmen (Nature Communications 2:560). Der ist nicht immer freundlich, sie sind auch durchtrieben: Wenn einer Futter gefunden hat, das er gerade nicht fressen kann, versteckt er es. Aber nicht, ohne die Augen herumschweifen zu lassen: Merkt er, dass ihm ein anderer zusieht, wartet er einen unbeobachteten Moment ab und versteckt seinen Schatz anderswo – und im nächsten beobachteten Moment versteckt er ganz auffällig ein Scheinfutter, einen Stein etwa. 

Fairness! 

Aber sie legen schon auch Wert auf gute Sitten: Wenn man Raben darauf trainiert, mit Menschen Futter zu tauschen, Brot gegen den von ihnen geliebten Käse, und wenn sie dann von einem Menschen dadurch betrogen werden, dass der das Brot nimmt und den Käse behält, dann erinnern die Geprellten sich zwei Monate: Mit dem nicht mehr! (Animal Behaviour 128, S. 69). Reine Lichtgestalten sind sie allerdings auch nicht, sie schmieden Intrigen, um eigene Bündnisse aufzubauen und andere zu stören (Current Biology 24, S. 2733), kurz: Sie sind in allem so menschlich, dass vielleicht die Nähe den Blick lange verstellt hat.

Vor allem tat das aber eine Terminologie, in die ein Vorurteil eingebaut war, das vom „Spatzenhirn“: Ende des 19. Jahrhunderts entwickelte Ludwig Edinger, der Vater der vergleichenden Neuroanatomie, eine Theorie der Gehirnbildung: Er ging davon aus, dass im Lauf der Evolution immer neue Schichten angesetzt werden, von den Fischen bis hin zu den Säugetieren, die haben als Einzige ganz außen sechs Zelllagen. Die nannte Edinger Neokortex. Vögel haben keinen, ergo: keine Intelligenz!

Das hielt bis 2005, erst da erkannte man an, dass Vögel einen gleichwertigen Ersatz haben, und gab die blind machende Terminologie auf. Dabei wusste schon Äsops Fabel, dass Raben Werkzeuge benutzen – Steinchen, mit denen sie sich Wasser in einer Flasche mit engem Hals zugänglich machen –, später zeigte sich, dass Krähen Werkzeuge auch herstellen können. Sie können sogar andere zu Werkzeugen machen, das erlebten Autofahrer im japanischen Sendai: Wenn sie vor roten Ampeln warteten, warfen ihnen Krähen Nüsse vor die Reifen. Sie konnten sie nicht knacken, Reifen konnten es.

Rabenvögel haben also Technik, sie haben eine theory of mind – können sich in andere hineinversetzen –, sie haben ein langes Gedächtnis für Freunde und Feinde, das hat, wie alles bisher Zitierte, Thomas Bugnyar (Uni Wien) erkundet, er hat gemeinsam aufgezogenen und dann getrennt lebenden Raben die Stimme der anderen vorgespielt (Current Biology 22, S. 801). Sie erkennen auch verhasste Menschen, das hat John Marzluff, Rabenvogelforscher und -liebhaber – er nannte sie ihrer Intelligenz wegen früh „fliegende Affen“ –, am eigenen Leib erfahren: Er hat für seine Experimente oft Krähen gefangen und später freigelassen – und wenn die ihn dann über den Campus seiner Universität spazieren sahen, warnten sie andere. So fing er wieder welche und sah in Computertomografen nach, wie ihr Gedächtnis funktioniert (Pnas, 109, S. 15912).

Es ist ähnlich wie bei uns. Fehlt ihnen irgendetwas, was wir und allenfalls Menschenaffen haben? Lange setzte man auf das Planen, das Erfahrungen in Handeln umsetzt und auch mit Geduld operiert. Die haben sie: Mathias Osvath (Lund) hat Raben Objekte gegeben, die sie gegen feines Futter tauschen konnten, aber erst am Tag darauf. Sie lagerten sie ein – und tauschten nicht gegen weniger schmackhaftes Futter, das sie gleich nehmen hätten können (Science 357, S. 202). Das ist eine hohe Kunst, diese Vögel können einem fast unheimlich werden. Das sind sie auch geworden, sie galten als Boten des Unheils, gar Verkörperungen von Toten. Oder beides: In Edgar Allen Poes Gedicht „Raven“ betrauert einer seine Geliebte, da flattert ein Rabe ins Zimmer, er kann reden, ein Wort, krächzt immer „Nevermore“. Ist das die tote Geliebte? Oder gilt die Botschaft ihm? Das nächste „Nevermore“ hört er nicht mehr.

"Dark knowledge": Nimmt das öffentliche Wissen ab?

aus derStandard.at, 25. August 2017, 16:38

"Dark Knowledge" wächst: Immer mehr Wissen wird unzugänglich 

FWF-Präsident Tockner ortet "massiven Umbruch im gesamten Wissenschaftsbereich" 

Alpbach – Einen "massiven Umbruch im gesamten Wissenschaftsbereich" ortet FWF-Präsident Klement Tockner. Ein Indiz dafür sei die zunehmende private Finanzierung von Forschung. Das habe einen immer größeren Anteil an nicht zugänglichem Wissen, sogenannter "dark knowledge", zur Folge. Diesem Thema widmete sich ein von Tockner geleiteter Arbeitskreis bei den Alpbacher Technologiegesprächen.

Wachsende Kluft

"Wir haben einen unglaublichen Anstieg an Daten und Information", verweist Tockner auf jährlich 2,5 Millionen Publikationen in rund 35.000 begutachteten Fachjournalen. Doch das öffentlich verfügbare Wissen bleibe relativ gleich, zudem gebe es Evidenz dafür, dass das Allgemeinwissen vieler Menschen abnehme und sich Wissen bei weniger Personen stärker konzentriere.

• Wissenschaft ist öffentliches Wissen; punctum.

Ein Grund für das Auseinanderklaffen von vorhandenem und öffentlich verfügbarem Wissen ist für Tockner die zunehmende "Privatisierung der Wissenschaft", während der relative öffentlich finanzierte Anteil abnehme. Der Chef des Wissenschaftsfonds FWF verweist auf Daten aus den OECD-Ländern 2015, wonach mehr als zwei Drittel der gesamten Forschungsausgaben von der Industrie kommen, nur rund ein Fünftel wird für zivile öffentliche Zwecke investiert. Alleine VW investiere fast das Vierfache dessen, was die öffentliche Hand Österreichs in Forschung und Entwicklung (F&E) stecke. Ganz zu schweigen von den hohen Investitionen weltweit in die militärische Forschung.

"Oligopolisierung des Wissens" 

"Da wird Wissen generiert, aber es gibt keinen Zugang dazu", so Tockner, der gemeinsam mit Jonathan Jeschke von der Freien Universität Berlin und Partnern wie dem Haus der Kulturen der Welt in Berlin ein Programm zu "dark knowledge" entwickelt. "Wer kontrolliert diese Forschung, wer hat Zugang zu den Daten, welche ethischen Standards werden angewandt?" sind Fragen, die die beiden Wissenschafter stellen. Dass immer weniger Menschen das vorhandene Wissen teilen, bezeichnen sie als "Oligopolisierung des Wissens".

Zusätzliches Futter bekomme "dark knowledge" für Tockner durch "biased information", also tendenziöse Informationen und jenes Wissen, "das wir eigentlich bräuchten, es aber nicht gibt, weil daran kein ökonomisches oder ideologisches Interesse besteht".

Die Frage sei, wie die Gesellschaft damit umgehe. "Der immer lautere Ruf nach 'Open Science' und 'Open Data' darf uns nicht darüber hinwegtäuschen, dass es diesen Trend zum 'knowledge in the dark' gibt und ein Großteil des Wissens nicht verfügbar ist bzw. gemacht wird", so Tockner.

Wenn sich die Geister scheiden

"Dark knowledge" sei aber nur eine von vier großen Entwicklungen, die nach Ansicht Tockners zu dem von ihm postulierten Umbruch in der Wissenschaft führen. Er sieht auch ein "Auseinanderdriften zwischen wissenschaftlichem Konsens und gesellschaftlicher Einschätzung". Das zeige sich etwa an Themen wie genetisch modifizierte Nahrungsmittel, Impfungen oder Klimawandel.

"Das sollte uns sehr zu denken geben. Wir müssen verstehen, warum das so ist und wo die Verantwortung liegt", so der FWF-Chef. Er sieht "natürlich eine Bringschuld der Wissenschaft, den Dialog zu verstärken". Gleichzeitig ortet Tockner aber auch "eine ganz klare politische Verantwortung, die unabhängige Wissenschaft als vierte Säule der Gesellschaft zu akzeptieren, weil evidenzbasierte Information grundlegend ist, um Entscheidungen zu treffen, die gesellschaftlich sinnvoll sind".

Als weiteres Umbruchsignal wertet Tockner eine "massive geografische Verschiebung in der Wissenschaftslandschaft". Speziell in den Ingenieur-, Material- oder Computerwissenschaften würde mittlerweile Südostasien massiv dominieren, "also ganz strategisch in jenen Bereichen, wo ökonomischer Gewinn erzielt werden kann".

Einfluss der Rankings

Schließlich ortet Tockner eine Art "Matthäus-Effekt" durch die Macht der Zahlen und Rankings. Die Wissenschaftslandschaft würde zunehmend durch die Bewertung von Leistung anhand weniger Performance-Indikatoren geprägt. Das System reagiere darauf opportunistisch, man beschränke sich auf wenige Themen, die Diversität in der Forschung nehme ab. "Zudem kommt es zu einer Verschiebung der Machtverhältnisse innerhalb von Institutionen hin zu den administrativ höheren Managementebenen mit Strategen, Spin-Doktoren, etc.

Die größte Gefahr dieser Entwicklungen sieht der FWF-Präsident darin, dass es in der Wissenschaft "zu einer Verlagerung weg von intrinsischer hin zu extrinsischer Motivation kommt". Drittmittel und Publikationen seien durchaus wichtig, dürften aber nicht zulasten von Neugier und der Bereitschaft zu risikoreichen Projekten gehen. "Das primäre Ziel muss es bleiben, Wissen zu schaffen und vermeintliches Wissen zu hinterfragen", sagte Tockner. (APA, red.)

Fake science.

H. Bosch

 aus derStandard, 29. August 2017, 19:01

 
US-Experte: 

Zwei Drittel der biowissenschaftlichen Studien nicht reproduzierbar

John Ioannidis fordert auf Kongress in Wien höheren Signifikanzwert als erste Gegenmaßnahme

Wien – Medizin, Biologie und viele andere "Life Sciences" umgeben sich gern mit dem Nimbus einer abgesicherten exakten Wissenschaft. Doch sehr oft sollte es besser heißen: "Nix is fix". Dies geht aus dem Keynote-Vortrag des in Fachkreisen bekannten US-Biostatistikers John Ioannidis (Stanford University) beim Internationalen Biometrie- und Biopharmazie-Statistik-Kongress (CEN ISBS) in Wien hervor.

"Das Leben quantifizieren. Die Forschung voranbringen. Entscheidungen ermöglichen", lautet das Motto der Veranstaltung mit knapp 700 Experten im Wiener AKH (bis 1. September). Doch so klar und einfach ist die Sache nicht. Kongress-Co-Organisator Martin Posch, Professor für Medizinische Statistik an der MedUni Wien, entschuldigte sich Dienstagvormittag in seinem Eröffnungsstatement ironisch für die simplen Balkengrafiken, mit denen er die thematische Verteilung der rund 400 Vorträge für das Auditorium darzustellen versuchte.

Herausforderungen der Biostatistik

Genau das ist das Problem. Mathematische Modelle, Kurven und Grafiken verleiten allein schon durch ihre Bildlichkeit zu dem Schluss, "alles sei eine ausgemachte Sache", Forschungsergebnisse präzise, klar und eindeutig. MedUni-Wien-Rektor Markus Müller, selbst klinischer Pharmakologe und somit notwendigerweise auch Statistik-firm, sagte: "Die Biostatistik ist mit einer Reihe von Herausforderungen konfrontiert." Das seien die Reproduzierbarkeit, wenige Patienten (in einer Studie; Anm.), seltene Erkrankungen und ähnliche Randbedingungen.

Zu den meistzitierten Wissenschaftern auf diesem Gebiet gehört John Ioannidis (Stanford University/USA). Er hat mit seiner im Jahr 2005 im medizinischen Fachjournal "PLoS Medicine" veröffentlichten, kontroversiellen Arbeit "Warum die meisten publizierten Forschungsergebnisse falsch sind" eine breite Diskussion über die Reproduzierbarkeit und den Wert der herkömmlichen empirischen Forschung ausgelöst.

Nur ein Drittel reproduzierbar

"Ist es Wissenschaft oder Fake News? Wir haben da ein Problem", sagte Ioannidis. Bei der Wiederholung von Experimenten in den Life Sciences, also Biowissenschaften, hätten fast regelmäßig die erzielten Ergebnisse deutlich von den Resultaten der ursprünglichen wissenschaftlichen Arbeit unterschieden. Der zunächst so eindeutig erscheinende Befund weichte sich auf. "Zwei Drittel der Studien und Ergebnisse ließen sich nicht reproduzieren", sagte Ioannidis.

Dabei sind die Konsequenzen schließlich anzuzweifelnder Studien gerade in der Medizin womöglich von enormer Bedeutung: Immerhin entscheiden sie, ob zum Beispiel neue Wirkstoffe zu Arzneimitteln weiterentwickelt werden, alte Substanzen vielleicht in neuen Anwendungsgebieten erprobt werden. Der US-Forscher nannte ein Beispiel: Statistisch an Labormäusen eindeutig belegt worden ist, dass das Uralt-Medikament Cimetidin, welches die Magensäureproduktion hemmt, einen Krebs-verhindernden Effekt haben sollte. "Aber viele Millionen Menschen haben Cimetidin eingenommen. Da hätte man doch eine solche Wirkung sehen müssen", sagte Ioannidis.

Statistische Signifikanz neu definieren

Der Wissenschafter und sein Team analysierten 50 Millionen Zusammenfassungen (Abstracts) von wissenschaftlichen Studien aus Medizin und Life Sciences. Sie stießen auf Erstaunliches: "96 Prozent der Studien ergaben ein statistisch signifikantes Ergebnis." Im Grunde genommen sei das extrem unwahrscheinlich und spreche gegen das bisher verwendete Konzept der statistischen Signifikanz, die traditionell dann gegeben ist, wenn die Chance, dass ein Resultat auf Zufall beruht, unter fünf Prozent liegt (sogenannter p-Wert kleiner 0,05). "Vielleicht sollten wir als ersten Damm gegen Fehler die statistische Signifikanz neu definieren und einen p-Wert von 0,005 als Erfordernis festsetzen", sagte Ioannidis. Das müsste bereits 90 Prozent der bisherigen Fehlerquoten beseitigen.

Freilich, vom Ansatz her ist es mit einer solchen einfachen Festlegung nicht getan. Der US-Wissenschafter listete häufig vorliegende Rahmenbedingungen in der Wissenschaft auf, die leicht zu nicht reproduzierbaren oder falschen Ergebnissen führen: "Ein Wissenschafter, der in einem 'Silo' arbeitet, geringe Probanden/Probenanzahl, eine Hypothese für eine Studie, die besonders leicht zu einem bestimmten Ergebnis führt, Analysen erst nach den Experimenten, der p-Wert von 0,05, wissenschaftliches Arbeiten ohne Datenaustausch und ohne Wiederholung der Experimente." Man müsse bei alldem auch den einzelnen Wissenschafter und Menschen einrechnen, der mit begrenzten Ressourcen auskommen muss und es gar nicht gerne sieht, wenn seine Studie kein verwertbares Ergebnis bringt. (APA, 29.8.2017)


Nota. - Wissenschaft ist öffentliches Wissen; nämlich indem es öffentlich wurde, unterliegt ipso facto allgemeiner Kritik, und die trennt sie Spreu vom Weizen. - Trennt sie sie? Natürlich nur, wenn die veröffentlichten Experimente von andern Forschern nachgestellt und gegebenenfalls widerlegt werden; und dann ist alles in Ordnung.

Aber daran hapert es eben: Für eigene Forschungen werden - mühsam genug - Fördergelder eingeworben. Doch wer investiert schon in eine Forschung, die gar keine eigenen Resultate erbringen, sondern nur anderer Leute Versuche überprüfen soll? Nicht einmal die Fachjournale wollen sie publizieren.

In den Sozialwissenschaften, namentlich der Psychologie, ist das Problem bekannt. Dass es aber in der naturwissenschaftlichen Biologie nicht minder akut ist, lässt es einem kalt den Rücken runterlaufen.
JE

Was geht bei Halluzinationen im Gehirn vor?

Grünewald, aus Isenheimer Altar

aus scinexx

Blick ins Gehirn bei Halluzinationen
Hirnaktivität verrät, warum einige Menschen leichter Stimmen hören als andere 

Was macht einige Menschen anfälliger für Halluzinationen als andere? Eine erste Antwort hat nun ein Experiment im Hirnscanner geliefert. Es enthüllt: Bei Menschen, die häufig nichtexistente Stimmen hören, ist das Kleinhirn weniger aktiv. Dieses jedoch wirkt als "Wächter" gegen falsche Wahrnehmungen. Ist diese Prüfung geschwächt, können überstarke Erwartungen zu Halluzinationen führen, wie die Forscher im Fachmagazin "Science" berichten. 

Sie gaukeln uns geisterhafte Erscheinungen vor, lassen uns Stimmen hören oder sogar Düfte riechen, die in Wirklichkeit nicht da sind: Bei einer Halluzination nehmen wir Dinge wahr, die nur in unserem Kopf existieren. Möglich wird dies, weil unser Gehirn Reize nicht einfach naturgetreu wiedergibt. Stattdessen interpretiert es sie und gleicht sie mit unseren Erwartungen, Vorerfahrungen und unserem Wissen ab. Erst dann gelangt die Wahrnehmung in unser Bewusstsein.

Bei einer Halluzination verselbstständigt sich diese Kette der Verarbeitungsschritte – sie läuft ab, ohne dass ein Reizsignal sie angestoßen hat. Dieser "Leerlauf" kommt häufig bei Menschen mit Psychosen oder hohem Fieber vor, lässt sich aber auch bei Gesunden provozieren, beispielsweise durch länger anhaltenden Reizentzug.

Test mit Schachbrett und Ton

Aber warum neigen einige Menschen eher zu Halluzinationen als andere? Was läuft in ihrem Gehirn anders? Um das herauszufinden, haben Albert Powers von der Yale University und seine Kollegen vier verschiedenen Probandengruppen zu einem Experiment eingeladen: Gesunde Menschen, die regelmäßig Stimmen hören und stimmenhörende Psychotiker, sowie Gesunde und Psychotiker, die noch nie akustische Halluzinationen hatten.

• Einbildungskraft, empirisch.

Alle Teilnehmer blickten auf einen Bildschirm, auf dem jeweils kurz ein Schachbrett aufblitzte. Parallel dazu erklang ein eine Sekunde langer Ton – aber nicht immer: Anfangs war das Schachbrett immer vom Ton begleitet, später war der Ton mal leiser und mal gar nicht vorhanden. Immer wenn die Probanden glaubten, den Ton zu hören, sollten sie einen Knopf drücken – umso länger, je sicherer sie sich waren. Während des Versuchs zeichneten die Forscher die Hirnaktivität der Probanden mittels funktioneller Magnetresonanz-Tomografie (fMRT) auf.

Gehirn ausgetrickst

Das Ergebnis: Die anfangs ständige Kombination von Schachbrett und Ton erzeugte bei nahezu allen Probanden sogenannte konditionierte Halluzinationen: Sie glaubten nach einer Weile, selbst dann einen Ton zu hören, wenn gar keiner erklang. Der Grund dafür: Weil anfangs beide Reize immer gemeinsam auftreten, lernt das Gehirn dies und erwartet deshalb diese Kombination.

"Man nimmt dann das war, was man erwartet und nicht das, was unsere Sinne uns eigentlich sagen", erklärt Powers. Anders ausgedrückt: Die Verarbeitungskette im Gehirn kombiniert den visuellen Reiz mit der Erwartung des akustischen. Weil vermeintlich zum Schachbrett immer ein Ton gehört, ergänzt unser Gehirn diesen selbst dann, wenn er in Wirklichkeit ausbleibt.

Bei Stimmenhörern fünfmal häufiger

Das Spannende aber: Nicht alle Probanden waren gleichermaßen anfällig für diese konditionierte Halluzination. Bei den schon vorher regelmäßig stimmenhörenden Teilnehmern traten diese akustischen Halluzinationen fünfmal häufiger auf. Sie waren sich auch um 28 Prozent sicherer, dass die Töne wirklich da waren.

Die gesunden Probanden ohne Halluzinations-Vorgeschichte jedoch merkten in der zweiten Hälfte des Versuchs, dass das akustische Signal immer häufiger fehlte. Sie drückten daher seltener den "Ja"-Knopf und waren sich auch insgesamt unsicherer, ob sie einen Ton gehört hatten oder nicht.

Erwartungen behalten die Oberhand

Genau dies könnte erklären, warum einige Menschen anfälliger für Halluzinationen sind: Normalerweise ist unser Gehirn dazu in der Lage, einmal angelegte Erwartungen wieder zu verändern. Es überprüft sie ständig anhand der aktuellen Sinneserfahrungen. Passen Erwartung und Reize nicht mehr zusammen, passt es seine Erwartungen entsprechend an.

Nicht so bei Menschen mit Psychosen oder gesunden Menschen, die zu Halluzinationen neigen: Hier funktioniert die Überprüfung der Erwartungen schlechter. Ihr Gehirn bewertet die intern gespeicherten Erwartungen meist stärker als die Sinnesreize von außen. "Dieses Ungleichgewicht zwischen Erwartung und Sinnesreiz kann dann die Halluzinationen erzeugen", so Powers.

Wie das Experiment ablief und was sich dabei über Halluzinationen und das Gehirn zeigte

Kleinhirn als "Halluzinations-Wächter"

Belege für diesen Zusammenhang von überstabilen Erwartungen und Halluzinationen fanden die Wissenschaftler auch in den Hirnscans: Je häufiger und stabiler die Probanden die konditionierten Halluzinationen hatten, desto weniger aktiv war ihr Kleinhirn. Diese jedoch spielt eine wichtige Rolle bei der Planung und Koordination von Bewegungen und muss daher ständig seine Informationen mit den Sinnesreizen von außen abgleichen, wie die Forscher erklären.

Bei Menschen mit Psychosen jedoch und Menschen, die zu Halluzinationen neigen, ist dieser Abgleich gehemmt und ihr Kleinhirn ist daher weniger aktiv. "Dies spricht dafür, dass das Cerebellum einer der entscheidenden Wachposten gegen solche fehlerhaften Wahrnehmungen ist", sagt Powers.

Noch ein weiteres Hirnareal reagierte bei den "Stimmenhörern" abweichend: der Hippocampus. Er gleicht normalerweise Sinnesreize mit Erinnerungen und Erfahrungen ab. Auch dieses Hirnareal spielt daher bei der Überprüfung der Vorannahmen eine Rolle, wie die Forscher erklären. Im Experiment war die Aktivität im Hippocampus um so höher, je unsicherer sich die Probanden waren, den Ton gehört zu haben.

Hilfe bei Früherkennung und Therapie

Damit liefert dieses Experiment wertvolle Einblicke in die Mechanismen, die Halluzinationen hervorrufen – und die einige Menschen besonders anfällig für dieses Phänomen machen. Wie Powers und seine Kollegen erklären, könnten diese Erkenntnisse eines Tages dabei helfen, anfällige Personen früher zu identifizieren.

Gleichzeitig könnte das Wissen um die beteiligten Hirnregionen vielleicht sogar dazu führen, gezielte Therapien gegen das Stimmenhören zu entwickeln. (Science, 2017; doi: 10.1126/science.aan3458)

(Science, 14.08.2017 - NPO)

Nota. - Halluzinationen gehren gottlob zu den ungewöhnlichen Erscheinungen. Aber unnatürlich oder gar übernatürlich sind sie nicht. Sie können mit den bildgebenden Verfahren der Hirnforschung beobachtet und physiologisch begründet werden, s. o.. 

Bei der klassischen Konditionierung - "verstärkte Taube" - tritt qua Reizgeneralisierung ein physischer Sti- mulus an die Stelle des andern. Das ist ein alter Hut und hat nie Skandal gemacht, weil für den Augenschein das Ursache-Wirkung-Verhältnis gewahrt blieb. Hier aber ist es nicht ein anderer physischer Reiz, der ur- sächlich wird, sondern lediglich seine Bedeutung: eine Vorstellung, ein Bild. 

Naturwissenschaftliche Befunde können Fragen der Philosophie so wenig beantworten, wie philosophische Sätze die Naturwissenschaften regulieren können. Mit andern Worten - so fest das realistische Vorurteil auch in die Köpfe der Denker eingeprägt sein mag: Die Tatsachenbefunde der Naturwissenschaft besagen etwas anderes.

Der springende Punkt: Unser Sehvermögen ist nicht ein Sinn wie die andern.
JE

Regulärer Zufall.

aus Die Presse, Wien, 13.08.2017 um 12:33

 

Schimpansen können "Schere, Stein, Papier" lernen

Die Tiere brauchen zwar weit länger als Kindergartenkinder zum Lernen, doch auch die Menschenaffen meistern das Spiel - wohlgemerkt nach 307 Versuchen.

Auch Schimpansen können das Spiel "Schere, Stein, Papier" lernen. Ungeachtet von Alter oder Geschlecht begreift der nächste Verwandte des Menschen den kreuzweisen Zusammenhang der Handsymbole, ergab eine Studie unter Leitung von Jie Gao von der Kyoto Universität und der Peking Universität.

Die Tiere brauchten zwar weit länger als Kindergartenkinder zum Lernen, meisterten das Spiel am Ende aber ähnlich gut, berichten die Forscher im Fachjournal "Primaten". In dem Spiel schlägt das Symbol für Schere das Papier, das sich schneiden lässt, wickelt das Papier den Stein ein und macht der Stein die Schere stumpf. Kein Element hat damit einen gleichbleibenden Wert. Diese nicht-linearen Zusammenhänge zu erkennen, erfordert fortgeschrittene geistige Fähigkeiten und hilft, komplexe Beziehungen und Probleme zu lösen sowie bekanntes Wissen zu ergänzen.

An dem Versuch hatten sieben Schimpansen im Forschungszentrum für Primaten an der Kyoto Universität teilgenommen. In einer Box wurden sie trainiert, auf einem Computer-Touchscreen die jeweils stärkere Option auszuwählen - angefangen mit Papier und Stein, dann Stein und Schere und schließlich die Kombination von Schere und Papier.

Leistung von Schimpansen mit der Vierjähriger vergleichbar
Sobald sie die Bedeutung erfasst hatten, wurden ihnen die Paare in zufälliger Abfolge präsentiert. Fünf der sieben Schimpansen erfüllten die Aufgabe nach durchschnittlich 307 Sitzungen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Affen wiederkehrende Muster erlernen können. Allerdings brauchten sie bedeutend länger, um auch noch die dritte Option mit Schere und Papier zu begreifen und damit die Komplexität abzurunden.

Den Lernprozess verglichen die Wissenschafter mit 38 Kindern im Alter von drei bis sechs Jahren. Die Kinder hatten wenig Probleme, das Spiel zu begreifen. Es gelang ihnen durchschnittlich in fünf Sitzungen, wobei es altersabhängig deutliche Unterschiede gab. Je älter die Kinder waren, umso genauer wurden sie. Die Kinder, die über vier Jahre alt waren, spielten überlegter und weniger auf Glück setzend.

"Das zeigt, dass Kinder im Alter von etwa vier Jahren die Fähigkeit erwerben, wiederkehrende Beziehungen zu erlernen und kreuzweise Problemmuster aufzulösen", erklärte Gao. Die Leistung der Schimpansen lasse sich mit der Vierjähriger vergleichen.
(APA/dpa)


Nota. - Die Meldung selbst ist, nach allem, was wir über tierische Intelligenz inzwischen wissen, nicht mehr überraschend. Bemerkenswert sind aber die 307 Versuche. Ohne Labor und Verhaltensforscher hätten die Affen sie nicht unternommen. Es mögen in jedem Individuum viele verborgene Reserven schlummern. Die müssen aber die Gelegenheit finden, sich zu aktualisieren. Manchmal reicht ein Zufall. In diesem Ex- periment mussten es 307 "Zufälle" sein, die von menschlicher Intelligenz vorausgeplant waren.
JE 

Neue Theorie zur Dunklen Materie.

aus derStandard.at, 9. August 2017, 07:00

Forscher stellen neue Theorie zur Entstehung von Dunkler Materie vor

Hypothetische Materie könnte zu Beginn des Universums instabil gewesen sein. Neues Modell lässt sich mit Teilchenbeschleunigern testen.

Mainz – Ein internationales Team von Astrophysikern hat in der vergangenen Woche die bisher genaueste und umfassendste Karte der Verteilung von Dunkler Materie im Universum vorgestellt. In mehreren Studien bestätigten die Wissenschafter bisherige Annahmen, wonach der Kosmos von vier Prozent "herkömmlicher" Materie, 26 Prozent Dunkler Materie und 70 Prozent Dunkler Energie erfüllt ist.

Während sich über die Natur der Dunklen Energie bisher nur sehr wenig sagen lässt (außer, dass sie für die beschleunigte Ausdehnung des Universum verantwortlich ist), gibt es zur Existenz der Dunklen Materie viele Theorien und Experimente. Fakt scheint zu sein, dass dieser bisher unentdeckte mysteriöse Stoff in großem Maßstab enormen gravitativen Einfluss ausübt. So lässt Dunkle Materie etwa die äußeren Ränder naher Galaxien schneller rotieren, als man es aufgrund der dort beobachtbaren Sterne, Gas- und Staubwolken erwarten würde.

Alternative zu den WIMPs

Wissenschafter der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben nun einen neuen Vorschlag unterbreitet, wie die Bildung Dunkler Materie im frühen Universum abgelaufen sein könnte. Das neue Modell stellt eine Alternative zum WIMP-Paradigma dar, das in der aktuellen Forschung über verschiedene Experimente verfolgt wird.

Derzeit wird angenommen, dass es sich bei der Dunklen Materie um ein kosmologisches Relikt handelt, das seit seiner Entstehung im Wesentlichen stabil geblieben ist. "Wir haben diese Annahme auf den Prüfstand gestellt und zeigen, dass Dunkle Materie zu Beginn des Universums instabil gewesen sein könnte", erklärt Michael Baker von der Theoriegruppe am Institut für Physik der JGU. Diese Instabilität stellt wiederum einen neuen Mechanismus dar, der die beobachtete Menge Dunkler Materie im Kosmos erklärt.

Gebrochene Symmetrie

Die Stabilität der Dunklen Materie wird normalerweise mit einem Symmetrieprinzip erklärt. In ihrer Studie in den "Physical Review Letters" zeigen Baker und Joachim Kopp dagegen, dass das Universum auch durch eine Phase gegangen sein könnte, in der die Symmetrie gebrochen war. Dies würde einen Zerfall des hypothetischen Dunkle-Materie-Teilchens möglich machen. Während des elektroschwachen Phasenübergangs wurde die Symmetrie wieder hergestellt, die Dunkle Materie damit stabilisiert und ihr Vorkommen im All bis zum heutigen Tag fixiert.

Baker und Kopp führen damit ein neues Prinzip in die Diskussion um die Natur der Dunklen Materie ein, das eine Alternative zu der verbreiteten WIMP-Theorie darstellt. WIMPs, vom englischen Weakly Interacting Massive Particles, also schwach wechselwirkende massereiche Teilchen, galten bislang als hoffnungsvolle Kandidaten bei der Suche nach den Bestandteilen der Dunklen Materie. Nach ihnen wird insbesondere in gut abgeschirmten Untergrunddetektoren gesucht. "Die Abwesenheit von überzeugenden Signalen motivierte uns, nach Alternativen zum WIMP-Paradigma zu suchen", so Kopp.

Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie

Der jetzt vorgestellte Mechanismus könnte auch, so die beiden Physiker, in Verbindung zu dem offensichtlichen Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie im Kosmos gebracht werden, wie auch zu Signalen, die bei den anstehenden Experimenten zu Gravitationswellen aufkommen. Baker und Kopp sehen auch Möglichkeiten, wie das neue Prinzip am Teilchenbeschleuniger LHC und anderen Einrichtungen nachgewiesen werden könnte. (red, 8.8.2017)

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Abstract
arXiv.org: "Dark Matter Decay between Phase Transitions at the Weak Scale."



Nota. - Die Vorstellung, dass das Universum aus drei verschiedenen Grundsubstanzen in unterschiedlichem und gar wechselndem Verhältnis zueinander besteht, passt intuitiv nicht gerade für die Annahme, dass eine (eine) Gesetzlichkeit dahinter steckte.
JE