Gibt es vielleich gar keine Dunkle Materie?

aus derStandard.at, 22. November 2017, 18:08

Forscher zweifelt an Existenz von Dunkler Materie und Dunkler Energie
Andre Maeder legt der Fachwelt ein Konzept zur Diskussion vor, das angeblich ohne die beiden Faktoren auskommt

Genf – Gemäß dem Standardmodell der Kosmologie hat sämtliche sichtbare Materie nur einen Anteil von knapp fünf Prozent am gesamten Masse- beziehungsweise Energiegehalt des Universums. 23 Prozent entfallen auf die Dunkle Materie, 72 Prozent auf die Dunkle Energie – zwei Faktoren, für die es nach wie vor keinerlei direkten Nachweis gibt. 

Die beiden unbekannten Größen

So unbefriedigend es auch sein mag, wenn eine Gleichung in einem derartigen Ausmaß mit unbekannten Faktoren arbeitet – eine bessere Erklärung für einige Phänomene im Kosmos hat man bisher nicht gefunden. So dehnt sich das Universum nicht einfach nur aus, diese Expansion beschleunigt sich auch noch. Es muss also etwas geben, das der Gravitation entgegenwirkt – das wäre die Dunkle Energie.

Dunkle Materie wiederum soll jene "fehlende" Materie sein, die unter anderem die beobachtbare Rotation von Galaxien erklärt. In ihren Außenregionen rotieren Galaxien nämlich schneller, als aufgrund der sichtbaren Materie möglich sein sollte. 

Rechnung ohne Dunkelfaktoren

Nun tritt Andre Maeder von der Universität Genf auf den Plan und stellt die Existenz der beiden Dunkelfaktoren infrage. Der Schweizer Forscher erklärte, dass er das bisherige Modell um einen missachteten Faktor ergänzt habe, nämlich das Konzept der sogenannten Skaleninvarianz. Dieses läuft auf einen Zustand der "Selbstähnlichkeit" eines Objekts hinaus – das heißt, dass dessen Eigenschaften bei Betrachtung in unterschiedlichen Größenordnungen dieselben bleiben. Das Objekt wäre in diesem Fall der Leerraum im Universum.

Die mathematische Beschreibung des Universums beruht auf Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, Newtons Gesetz der universellen Gravitation und der Quantenmechanik. Dem fügt Maeder nun die Skaleninvarianz des leeren Raums hinzu, dessen Eigenschaften sich dem Konzept zufolge mit Ausdehnung oder Kontraktion nicht verändern.

Maeder sagt, er habe das Standardmodell unter Berücksichtigung der Skaleninvarianz des Leerraums geändert – und die bisherigen Probleme seien verschwunden. Die beschleunigte Ausdehnung des Universums lasse sich so auch ohne Dunkle Energie abbilden. Außerdem habe er Newtons Gesetz der universellen Gravitation entsprechend modifiziert, was eine Erklärung für die Bewegung von Sternen in Galaxien liefere – ganz ohne Dunkle Materie.

Die Debatte ist eröffnet

Im Detail hat Maeder seine Berechnungen im "Astrophysical Journal" präsentiert – die Abhandlung wird in den kommenden Wochen von Astrophysikern vermutlich genauestens unter die Lupe genommen. Die Universität Genf räumte schon vorab ein, dass die neue Hypothese einige Fragen aufwerfen und Kontroversen schüren dürfte. (red, APA)

Link
arXiv: "Dynamical effects of the scale invariance of the empty space: The fall of dark matter ?" (pdf)

Geisteswissenschaft im Blog?

aus Tagesspiegel.de, 6. 13. 2017

Soziale Medien in der Wissenschaft
Bloggen kann befreiend wirken 
Bloggen oder nicht? Geisteswissenschaftler können darüber trefflich streiten. Für die einen ist es eine Befreiung, andere fürchten, die wahre Wissenschaft komme zu kurz.

Von Miriam Lenz

Bloggen und komplexe Gedanken in aller Kürze darstellen? Das hält die Historikerin Mareike König für geradezu „heilsam“. Das mag erstaunen, sind Geisteswissenschaftler doch oft eher bekannt für langatmige Ausführungen. Für König, die am Deutschen Historischen Institut Paris forscht, stellt wissenschaftliches Bloggen jedoch eine Art Befreiung dar, insbesondere für Nachwuchswissenschaftler. Denn es biete die Möglichkeit, seine Gedanken erst einmal in einem kürzeren, formal nicht so reglementierten Rahmen wie einer Fachzeitschrift auszuprobieren. Zugleich fördere Bloggen den wissenschaftlichen Austausch und mache Forschungsergebnisse sichtbarer, sagt König.
 

• Apologie des bloggenden Philosophierers.

Blogs und soziale Medien wie Facebook und Twitter haben nicht nur die Medienlandschaft und Alltags- kommunikation verändert, sondern auch die Wissenschaftsvermittlung. Doch welche Chancen und Her- ausforderungen bieten diese neuen und kürzeren Kommunikationsformen eigentlich für die Geisteswissen- schaften, die traditionell einen Schwerpunkt auf Diskurse statt reiner Faktenvermittlung legen? Dies disku- tierte die Historikerin König jetzt mit drei weiteren Vertretern aus den Geisteswissen- schaften und Medien in der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften.

Fehlendes Bewusstsein für das Potenzial der neuen Medien

Auch für Anna-Lena Scholz, Redakteurin bei der „Zeit“ und promovierte Germanistin, haben die neuen Kommunikationsformen großes Potenzial für die Vermittlung geisteswissenschaftlicher Forschung. Doch Geisteswissenschaftlern sei häufig gar nicht bewusst, wie groß das Interesse an ihrer Forschung in der Gesellschaft sei. Sie sähen somit auch keinen Grund, die neuen Kommunikationsformen zu nutzen. In dieser Hinsicht müsse sich noch viel ändern.

• In eigner Sache.

Aber geht durch Verkürzung und Vereinfachung nicht auch Substanz und Präzision verloren? Das denkt Michael Meyer, Professor für Prähistorische Archäologie an der FU. Als Einziger in der Runde stand er der wissenschaftlichen Nutzung sozialer Medien und Blogs kritisch gegenüber. Zwar zwinge einen ein begren- zender Rahmen auch, Gedanken auf den Punkt zu bringen, was durchaus positiv zu bewerten sei, sagte Meyer. Die Flüchtigkeit digitaler Medien verleite einen jedoch häufig dazu, etwas zu veröffentlichen, zu dem man in fünf Jahren vielleicht nicht mehr stehe.

Ein realistischeres Bild der Wissenschaft

Dem widersprach Mareike König scharf. Denn gerade das Prozesshafte, das Lernen aus Fehlern, das Subjektive seien das Wesentliche von Wissenschaft und Forschung. All das zeige sich in Blogbeiträgen mehr als in klassischen wissenschaftlichen Kommunikationsformen wie Monografien. Ekkehard Knörer, Herausgeber der Zeitschrift „Merkur“, stimmte König zu. Durch das wissenschaftliche Bloggen entstehe ein realistischeres Bild der Wissenschaft. Mit dem Blog zu seiner Zeitschrift wolle er den Austausch zwischen akademischer geisteswissenschaftlicher Welt und interessiertem Laienpublikum fördern.

Oftmals würde unterschätzt, wie viel Zeit auch kurze Veröffentlichungen wie Blogbeiträge kosten, wandte Meyer ein. Zeit, die für die Arbeit an Publikationen für klassische wissenschaftliche Medien wie Fachzeit- schriften dann fehle. Anna-Lena Scholz forderte, Universitäten und Fachverbände müssten daher Ressourcen für diese neue Form der Wissenschaftskommunikation bereitstellen und Wissenschaftler dabei unterstützen. Das fand großen Zuspruch auf dem Podium und im Publikum. Wie eine solche institutionelle Unterstützung neuer Wissenschaftskommunikationsformen aussehen könnte, blieb bei der Diskussion allerdings offen


Nota. - Was ist denn die 'reguläre' Alternative zum Bloggen? Die Fachjournale? Es hängt von so vielen Umständen ab, ob man dort je einen Beitrag untergebracht kriegt, dass man vorab alles, was Anstoß erregen könnte, rausstreicht - mit der Folge, dass das meiste, das schließlich doch erscheint, ledern, langweilig und konventionell ist; mit andern Worten: nicht gelesen wird! Um gelesen zu werden wurde es auch gar nicht verfasst, sondern um gedruckt und - zitiert zu werden. 

Zwischen dem Verfassen und dem Erscheinen eines Beitrags können Jahre vergehen, es empfiehlt sich, auch alles wegzulassen, was einen aktuellen Bezug haben könnte. Wissenschaftliche Fehden, die Aufsehen erregen, finden so nicht mehr statt. Und wieder wird vom Ende der Geisteswissenschaften geraunt...

Das Internet und die Blogosphäre (nicht Twitter und Facebook) sind für die Geisteswissenschaften und namentlich die Philosophie ein Geschenk der Götter. Das wirkliche Problem dieser Formate ist kein forma- les, sondern ein sachliches - sofern die Philosophie der Sache nach Systematik zu erstreben hat, während das Internet nur fragmentarische Darstellungsformen bietet. Doch mit der Dialektik von Form und Stoff ist es wie verhext; je systematischer eine Philosophie der Sache nach ist, umso mehr widersetzt sie sich der systematischen Darstellung. 

Voilà la boucle bouclée.
JE

Die physiologische Voraussetzung der Sprachfähigkeit.

Der kleine Unterschied: Wie der Mensch zur Sprache kommt

Verena Müller 

Presse- und Öffentlichkeitsarbeit 
Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften

21.11.2017 14:56   

Sprache ist das, was den Menschen ausmacht. Schon lange zerbrechen sich Psychologen, Linguisten und Neurowissenschaftler den Kopf, wie wir Gehörtes und Gelesenes verarbeiten. Eine der Großen unter ihnen ist Angela D. Friederici, Direktorin am Max-Planck-Institut für Kognitions- & Neurowissenschaften in Leipzig. Dank ihr wissen wir heute, warum der Mensch im Gegensatz zum Tier fähig ist, Sprache zu verstehen. Sie war es, die die These des Linguisten Noam Chomsky von der Universalgrammtik, nach der allen Menschen ein universelles System für Grammatik angeboren ist, mit neurowissenschaftlichen Daten belegte. Jetzt ist ihr Buch „Language in Our Brain“ erschienen, eine Art Lebenswerk.
 
„Menschen werden geboren, um Sprache zu lernen“, beginnt Angela D. Friederici ihr aktuelles Buch „Language in Our Brain“ über die Strukturen im Gehirn, die es uns ermöglichen, dieses faszinierende Medium zu entwickeln, in dem wir sprechen und schreiben, denken und dichten, mailen und twittern. „Wir lernen unsere Muttersprache ohne eine Art formellen Unterricht und können mit ihr tagtäglich in jedweder Situation umgehen, ohne auch nur über sie nachzudenken.“ Eine Fähigkeit, die nur uns Menschen vorbehalten ist. Zwar können auch Affen, Hunde und Papageien Wörter lernen, indem sie ein abstraktes Symbol oder eine akustische Wortform mit einem Objekt assoziieren. Sie können diese jedoch nicht nach bestimmten Regeln so kombinieren, dass sie zu bedeutungsvollen Sätzen werden.

Doch was ist es, was uns als Spezies zu diesem Können verhilft? Was ist die Grundlage dieser rein menschlichen Leistung? Diese Fragen standen am Anfang der Forscherlaufbahn der Linguistin, Psychologin und Neurowissenschaftlerin Angela D. Friederici vor fast 50 Jahren. Heute gibt sie die Antworten darauf. In einem umfassenden Werk, gerade erschienen im renommierten Verlag des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge, erklärt sie, wie die biologischen Strukturen der Sprache in unserem Gehirn zusammenspielen – und so innerhalb von Millisekunden für uns aus Lauten Wörter, Wortgruppen, Sätze und letztlich Inhalte entstehen.

Und Friederici muss es wissen. Durch ihre Forschungsergebnisse der vergangenen fünf Jahrzehnte haben wir heute ein ungefähres Bild davon, wie Gehirn und Geist zusammenwirken, während wir Sprache verarbeiten. Zu ihren wesentlichen Erkenntnissen zählt etwa, dass das Gehirn gewöhnlich in drei Schritten Sprache versteht: Zuerst prüfen die Nervenzellen, ob die Form eines Satzes stimmt, seine Grammatik. Das passiert automatisch, unbewusst und rasend schnell - in etwa 200 Millisekunden. Erst danach, in den nächsten 200 bis 400 Millisekunden, versucht das Gehirn den Sinn der Wörter zu entschlüsseln. Passen Satzbau und Wörter nicht zusammen, schließt sich ein neuer Analyseprozess an.

Im Rampenlicht ihrer Forschung und damit ihres aktuellen Werkes steht außerdem eine Faserverbindung im Gehirn, deren Entdeckung durch Friederici und ihr Team hohe Wellen in der Welt der Sprachforschung schlug: Der sogenannte Fasciculus arcuatus. Diese Verbindung ist eine Art Datenautobahn, auf der Informationen zwischen den sprachrelevanten Hirnarealen transportiert werden, und damit die entscheidende Struktur für die Verarbeitung der Grammatik, der eigentlichen Grundlage von Sprache. Sie ist im Gehirn aller Erwachsenen weltweit deutlich ausgeprägt und variiert nur minimal, je nachdem in welcher Sprache eine Person aufgewachsen ist. Damit ist sie der neurowissenschaftliche Beleg für die Idee des Linguisten Noam Chomsky, nach der allen Menschen ein universelles System für Grammatik angeboren ist.

„Es gibt also eine im Menschen angelegte Sprachfähigkeit. Das bestimmte Regelsystem einer jeden Sprache muss jedoch erlernt werden“, erklärt Friederici. „Dazu muss in einer sensiblen Phase der Entwicklung die sprachliche Kommunikation gefördert werden, um den Fasciculus Arcuatus und damit Sprache tatsächlich entsprechend auszubilden.“ Sogenannte „verbannte Kinder“, wie es Kasper Hauser oder „Genie“ in den 1970er Jahren waren, hätten aus diesem Grund niemals vollständig über Sprache verfügt.

Damit könnte hier, in dieser Faserverbindung auch der lange gesuchte „missing link“ liegen, der den Sprung von der einfachen Laut-Assoziation bei Tieren zur ausgereiften Sprache des Menschen erklärt. Denn so sehr diese Hirnstruktur bei Erwachsenen ausgereift ist, so wenig ist sie bei anderen Primaten und Kleinkindern vorhanden, entsprechend gering sind es auch ihre sprachlichen Fähigkeiten. Auch der Linguist Chomsky selbst gibt sich überzeugt von dieser Idee. In seinem Vorwort zu „Language in Our Brain“ vermutet auch er, dass diese Hirnstruktur sich „offenbar entwickelt hat, um der menschlichen Fähigkeit zu dienen, Grammatik zu verarbeiten, dem Kern der menschlichen Sprachfähigkeit“.

Zur Person:

Angela D. Friederici erforscht seit fast fünfzig Jahren, wie Menschen Sprache lernen und was beim Sprechen und Verstehen im Kopf passiert. Durch ihren interdisziplinären Ansatz als Linguistin, Psychologin und Neurowissenschaftlerin hat sie es geschafft, die Brücke zwischen Geistes- und Naturwissenschaft zu bauen und Sprache als Ganzes zu begreifen. Ihre Erkenntnisse machen Friederici zu einer der weltweit renommiertesten Forscherin für die Neurobiologie der Sprache.

Angela D. Friederici ist Direktorin des Max-Planck-Instituts für Kognitions- und Neurowissenschaften (MPI CBS) in Leipzig und zudem Vizepräsidentin der Max-Planck-Gesellschaft.

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Weitere Informationen:

https://mitpress.mit.edu/books/language-our-brain Link zum Buch "Language in Our Brain"
http://www.cbs.mpg.de/mensch-und-sprache-buch-friederici Weitere Informationen zu Friederici's Forschung am MPI CBS

Kann ein Schimpanse die Perspektive eines anderen einnehmen?

aus scinexx

Schimpansen versetzen sich in andere hinein
Menschenaffen verstehen, ob sich Artgenossen einer Gefahr bewusst sind oder nicht

Wer weiß was? Schimpansen scheinen sich erstaunlich gut in andere hineinversetzen zu können: Die Menschenaffen erkennen, ob sich Artgenossen einer Gefahr bewusst sind oder nicht - und passen daran ihr Kommunikationsverhalten an. So warnen sie vehementer vor einer Bedrohung, wenn sie es mit vermeintlich Unwissenden zu tun haben, wie Experimente zeigen. Damit besitzen sie eine Fähigkeit, die lange Zeit als typisch menschlich galt.

Menschenaffen sind unsere nächsten Verwandten - und verblüffen uns immer wieder mit ihren kognitiven Fähigkeiten: Schimpansen, Orang-Utans und Co benutzen nicht nur Werkzeuge und haben ein uns sehr ähnliches Sozialverhalten. Sie erkennen sich auch selbst im Video und sind offenbar sogar dazu in der Lage, ihr eigenes Wissen zu hinterfragen und zu beurteilen, wie Experimente zeigen.

Doch können die Primaten auch erkennen, was ihre Artgenossen wissen? Die Fähigkeit, die eigenen Gedanken von denen anderer Personen zu unterscheiden, gilt beim Menschen als eine grundlegende Voraussetzung für soziale Interaktionen. Ab einem Alter von drei bis vier Jahren beginnen Kinder zu verstehen, dass andere womöglich etwas Anderes denken als sie selbst.

Vermeintliche Gefahr

Ob auch Schimpansen verstehen, dass andere Gruppenmitglieder andere Überzeugungen haben können als sie selbst, haben Catherine Crockford vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig und ihre Kollegen nun bei wildlebenden Tieren im Budongo-Wald in Uganda untersucht.

Für ihre Experimente platzierten die Forscher zunächst eine Schlangenattrappe im Wald und warteten ab, was passierte. Wie erwartet, begannen Schimpansen, die die vermeintliche Bedrohung entdeckt hatten, sofort Warnrufe auszustoßen. Zudem machten sie ihre Artgenossen auch mit Gesten und Blicken auf die Bedrohung aufmerksam.

Wer weiß was?

Der entscheidende Test folgte in einem zweiten Experiment: Jetzt platzierten Crockford und ihre Kollegen neben der Schlange auch einen versteckten Lautsprecher in die Nähe der Schimpansen. Aus diesem war einmal ein Ruf eines anderen Schimpansen zu vernehmen, der alarmiert klang - er wusste demnach scheinbar von der Schlange. Ein anderes Mal waren dagegen entspannte Laute eines Artgenossen zu hören, der die Gefahr offenbar noch nicht erkannt hatte.

Würden die Schimpansen je nach Situation unterschiedlich reagieren? Tatsächlich zeigte sich: Hatten sie zuvor den Laut gehört, der Unwissenheit eines anderen Gruppenmitglieds suggerierte, zeigten die Menschenaffen nach der Begegnung mit der Schlange ein deutlich verstärktes Warnverhalten und stießen unter anderem mehr alarmierende Rufe aus.

Angepasste Kommunikation

Damit scheint klar: Die Tiere können nicht nur die Perspektive anderer Individuen einnehmen - sie passen darauf basierend auch ihr Kommunikationsverhalten an. Diese Fähigkeit galt lange Zeit als einzigartig für den Menschen, wie die Wissenschaftler schreiben. Die neuen Ergebnisse legten nun jedoch etwas Anderes nahe: Womöglich reichen die Wurzeln von Kommunikationssystemen, die verstärkt die Perspektive anderer anstatt die eigene Sicht der Dinge berücksichtigen, weit in unsere Entwicklungsgeschichte zurück. (Science Advances, 2017; doi: 10.1126/sciadv.1701742)

(AAAS, 17.11.2017 - DAL)

aus derStandard.at, 20. November 2017, 08:00

Schimpansen erkennen die Wissenslücken anderer

Forscher brachten Schlangenattrappen zum Einsatz, um die Reaktionen der Menschenaffen zu testen

Leipzig – Schimpansen können es erkennen, wenn Artgenossen eine drohende Gefahr nicht bemerkt haben. Dann passen sie ihre Warnrufe und Körpersprache an, um mit besonderem Nachdruck auf das Risiko hinzuweisen, wie eine Studie mit Beteiligung der Uni Neuenburg zeigt.

Die Perspektive anderer einzunehmen und seine Kommunikation entsprechend anzupassen, schien bisher eine typisch menschliche Eigenschaft. Aber auch Schimpansen sind dazu in der Lage, wie Forscher um Catherine Crockford vom Max Planck Institut (MPI) für evolutionäre Anthropologie in Leipzig berichteten. Das internationale Forscherteam, zu dem auch Klaus Zuberbühler von der Universität Neuenburg gehört, beobachtete in Uganda Schimpansen in freier Wildbahn im Budongo-Waldgebiet.

Das Experiment

Zunächst versteckten die Forscher eine Schlangen-Attrappe und beobachteten, wie sich die Schimpansen verhielten, wenn sie die vermeintliche Gefahr entdeckten. In einem zweiten Experiment spielten sie zuvor aufgezeichnete Laute von Schimpansen ab, die sich der nahen Schlange bewusst waren, und von solchen, die die Gefahr nicht bemerkt hatten. Dabei beobachteten die Wissenschafter, wie sich derjenige Affe verhielt, der die Schlangen-Attrappe entdeckte.

Hörte dieser Schimpanse die Laute von arglosen Artgenossen, stieß er deutlich mehr Warnrufe aus und machte verstärkt durch Blicke auf die Gefahr aufmerksam. Davon berichten die Wissenschafter im Fachblatt "Science Advances".

Das Ergebnis zeige, dass auch Schimpansen einen wichtigen Schritt in der Sprachevolution vollzogen haben, der bisher nur von der menschlichen Evolution bekannt war, so Crockford: nämlich den, die Wissenslücke eines Gegenübers zu erkennen und die eigene Kommunikation gezielt darauf einzustellen. (APA.)

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Abstract
Science Advances: "Vocalizing in chimpanzees is influenced by social cognitive processes"

It's the Verschaltung, stupid!

aus scinexx

Kluge Köpfe sind besser vernetzt
Intelligente Menschen haben anders verschaltete Gehirne

Klugen Köpfen ins Gehirn geblickt: Was unterscheidet die Denkorgane von intelligenten und weniger intelligenten Menschen? Eine Studie enthüllt: Bei "Intelligenzbestien" ist das Gehirn anders verschaltet. Dabei sind bestimmte Hirnregionen stärker, andere Bereiche hingegen schwächer in den Informationsfluss zwischen einzelnen Netzwerken eingebunden. Auf diese Weise kann Wichtiges schneller kommuniziert und Unwichtiges gleichzeitig besser ausgeblendet werden. 

Die Grundlagen des menschlichen Denkens faszinieren Wissenschaftler und Laien seit jeher. Unterschiede in kognitiven Leistungen – und daraus resultierende Differenzen etwa bei Schulerfolg und Karriere – werden vor allem auf individuell unterschiedlich ausgeprägte Intelligenz zurückgeführt. Diese unter anderem durch die Gene beeinflusste Fähigkeit zeigt sich beim Blick ins Gehirn deutlich. So verhalten sich einzelne Hirnregionen wie der präfrontale Cortex bei intelligenteren Menschen anders als bei weniger intelligenten Personen: Sie zeigen während kognitiver Herausforderungen andere Aktivitätsmuster.

Wissenschaftler um Ulrike Basten von der Goethe-Universität Frankfurt haben nun untersucht, ob neben diesen Unterschieden in einzelnen Hirnbereichen möglicherweise auch die Vernetzung des Denkorgans für die Intelligenz eine Rolle spielt. 

Gehirn als soziales Netzwerk 

Die Forscher hatten bereits Anfang des Jahres festgestellt, dass bei intelligenteren Personen zwei Regionen, die mit der Verarbeitung aufgabenrelevanter Informationen in Verbindung gebracht werden, über effizientere Verbindungen mit dem Rest des Hirnnetzwerks verfügen. Eine andere Region schien dagegen weniger stark verknüpft zu sein. Um diesen Zusammenhang genauer unter die Lupe zu nehmen, werteten sie für ihre aktuelle Studie Hirnscans von mehr als 300 Personen aus.

Dabei berücksichtigten sie, dass das menschliche Gehirn modular organisiert ist. "Das ist ähnlich wie bei einem sozialen Netzwerk, das sich aus Subnetzwerken wie Familien und Freundeskreisen zusammensetzt, in denen die Personen untereinander stärker verbunden sind als zu Personen anderer Subnetzwerke. So ist auch unser Gehirn organisiert" erklärt Basten. 

Anders verknüpft
 

Basten und ihre Kollegen wollten wissen: Gibt es intelligenzabhängige Unterschiede in der Rolle einzelner Hirnregionen für die Kommunikation zwischen und innerhalb von Subnetzwerken? Oder anders ausgedrückt: Unterstützt eine Region eher den Informationsfluss innerhalb der eigenen "Clique" oder ermöglicht sie durch Verbindungen zu anderen Subnetzwerken den Informationsaustausch auch mit anderen – und wie hängt das mit der Intelligenz zusammen? 

Die Auswertung zeigte: Bei intelligenteren Personen sind bestimmte Gehirnregionen deutlich stärker am Austausch von Informationen zwischen Subnetzwerken beteiligt, sodass bedeutsame Informationen schneller und effizienter kommuniziert werden können. Auf der anderen Seite identifizierten die Forscher auch Regionen, welche bei klugen Köpfen stärker vom restlichen Netzwerk abgekoppelt sind. 

Störendes wird ausgeblendet 

Durch diese gezielte Abschirmung sind Gedanken möglicherweise besser gegen störende Einflüsse geschützt, wie das Team vermutet. "Wir gehen davon aus, dass Netzwerkmerkmale, die wir bei intelligenteren Personen in stärkerer Ausprägung gefunden haben, es den Menschen erleichtern, sich gedanklich auf etwas zu konzentrieren und dabei irrelevante, möglicherweise störende Reize auszublenden", sagt Basten.

Wie diese Unterschiede in Sachen Vernetzung zustande kommen, ist bislang jedoch unklar. "Es ist möglich, dass manche Menschen aufgrund einer biologischen Veranlagung Hirnnetzwerke ausbilden, die intelligente Leistungen wahrscheinlicher machen", sagt Basten. Genauso gut könne sich aber umgekehrt der häufigere Gebrauch des Gehirns für intelligentere Leistungen positiv auf die Ausformung der Netzwerke im Gehirn auswirken. 

"Bei allem, was wir über den Einfluss von Anlage und Umwelt auf die Intelligenz wissen, erscheint ein Wechselspiel beider Prozesse am wahrscheinlichsten", schließt die Forscherin. (Scientific Reports, 2017; doi: 10.1038/s41598-017-15795-7)

(Goethe-Universität Frankfurt am Main, 23.11.2017 - DAL)

"Network neuroscience".

aus Die Presse, Wien, 21.11.2017 um 05:52

Das Hirn bleibt ein verzauberter Webstuhl

Intelligenz ist Flexibilität: Das betont jetzt auch eine Forscherschule namens Network Neuroscience.

Von Thomas Kramar

Was ist Intelligenz? Es gibt bis heute keine Definition. Am ehesten können sich die Psychologen auf eine operative Festlegung einigen: Intelligenz ist das, was ein Intelligenztest misst. (So wie Zeit das ist, was eine Uhr misst – wer kennt eine bessere Definition?)

Ein Problem damit: Wenn wir einen Computer so programmieren, dass er gängige IQ-Tests perfekt löst, müssen wir ihm – oder dem Programm – dann nicht hohe Intelligenz zuschreiben? Viele Verfechter der künstlichen Intelligenz beantworten diese Frage – auch wenn sie das vielleicht nicht zugeben – mit Ja. Doch das ist unbefriedigend. Zu unserem Verständnis von Intelligenz gehört Flexibilität. Wer nur gewohnte Aufgaben lösen kann, den sehen wir eher nicht als intelligent an.

Kristallin oder fluid?

Das sehen die Verfechter der Network Neuroscience ganz ähnlich: Dieser Begriff erlebt derzeit einen Hype, kürzlich wurde ein Journal dieses Namens gegründet (vom Verlag MIT Press). Aron Barbey (University of Illinois, Urbana-Champaign) spricht von einer „Network Neuroscience Theory of Human Intelligence“, so heißt auch sein Artikel in Trends in Cognitive Sciences. Von einer Theorie im strengen Sinn kann man wohl noch nicht sprechen, eher von einem Arbeitsprogramm: Barbey meint, dass Intelligenz nicht, wie manche glauben, im präfrontalen Cortex oder in einer anderen Region sitzt, sondern im ganzen Hirn. Sie gründe auch nicht auf einem Netzwerk, sondern auf der Fähigkeit, Netzwerke im Gehirn auf- und umzubauen, von einem Zustand zum anderen. Registriert werden solche Zustände ganz klassisch mit Magnetresonanzspektroskopie, die im Grunde die Durchblutung von Hirnregionen misst.

Barbey unterscheidet kristalline Intelligenz, bei der sich die Topologie der Zustände nicht stark ändert, und fluide, die wohl etwa dem entspricht, was Modepsychologen gern Out-of-the-box-Denken nennen. Sie schwinde im Alter, sagt er.

Es erstaunt immer wieder, wie wenig wir – auch nach diversen „years of the brain“ (das letzte war in der EU 2014) und sogar einer „decade of the brain“ (von George W. Bush 1990 proklamiert) – über das Gehirn wissen. So passen die Sätze des Neurologen C. S. Sherrington aus dem Jahr 1940 noch immer: Einen „enchanted loom“ nannte er das Hirn, „einen verzauberten Webstuhl, in dem Millionen blitzender Schiffchen ein zerfließendes Muster weben, stets ein sinnhaftes Muster, aber nie ein dauerndes“.

Ob diese Poesie so bald konkret wird?

Es ist ein Glück, dass man nicht alles weiß.

aus derStandard.at, 2. November 2017, 07:00

"Sollten uns wohlfühlen, nicht alles zu wissen"  
Es wäre gefährlich, Forschung stark vereinfacht zu kommunizieren, findet US-Neurowissenschafter Buonomano
 
Interview von Julia Sica

Wien – Das menschliche Gehirn ist bei weitem nicht perfekt – ein Resultat aus der Art, wie es gebaut ist, sagt Dean Buonomano. Der Professor für Neurowissenschaften an der University of California in Los Angeles bezeichnet die Macken, mit denen wir folglich zu kämpfen haben, als "Brain Bugs": Programmfehler im Hirn. Selbst bei der Wahrnehmung von Zeit, die vergeht, könnte es sich um einen Fehler handeln. Eine aktuelle Auffassung in Physik und Zeitphilosophie suggeriert, dass der Zeitfluss eine Illusion ist. Buonomano, der Bücher zu diesen Themen verfasst hat, sprach kürzlich im Wiener Volkstheater bei der Veranstaltung TEDx Vienna.

STANDARD: Der Medizin-Nobelpreis ging dieses Jahr an Wissenschafter, die den Genabschnitt erforschten, welcher für den circadianen Rhythmus essenziell ist. Diese biologische Uhr verrät uns vereinfacht gesagt die Tageszeit. Besitzt unser Gehirn mehrere solcher Systeme zur Zeitwahrnehmung?

Buonomano: Wir wissen heute, dass unser Gehirn nicht über eine einzelne, zentrale Uhr verfügt. Das funktioniert anders als etwa analoge Uhren an der Wand oder jene in unseren Handys, die Zeitangaben von Millisekunden bis hin zu Jahren machen können. Das Gehirn hat stattdessen diverse Uhren, die auf unterschiedliche Intervalle und Aufgaben spezialisiert sind. Die circadiane Uhr besitzt gewissermaßen keinen Sekundenzeiger, und solche, die für musikalisches Zeitgefühl wichtig sind, haben keinen Stundenzeiger.

STANDARD: Ihr zweites Buch, das in diesem Jahr erschienen ist, trägt den Titel "The Time Machine". Inwiefern kann man das Gehirn als Zeitmaschine betrachten?

Buonomano: Eine der einzigartigen Eigenschaften des Menschen ist, dass wir über die Zukunft nachdenken und Pläne machen können. Das nennt man mentale Zeitreise. Außerdem ermöglicht uns das Gehirn, Informationen über die Vergangenheit – Erinnerungen – zu speichern. Zuletzt vermittelt es uns auch das Gefühl, dass Zeit vergeht. Wir haben eine bewusste Wahrnehmung des Zeitflusses. In der Physik gibt es eine große Debatte darüber, ob es sich dabei um eine Illusion handelt oder nicht.

STANDARD: Welche Standpunkte gibt es in dieser Debatte?

Buonomano: Vertreter des Eternalismus (Theorie, die das Vergehen der Zeit als irreal postuliert, Anm.) gehen davon aus, dass die Zeit nicht fließt. Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft sind gleichermaßen real und gegeben. Es gibt etwa eine ältere Version einer Person und eine jüngere Version, die zu verschiedenen Zeitpunkten existieren und sich an unterschiedlichen Orten befinden. Der Präsentismus besagt, dass nur die Gegenwart real ist – die Vergangenheit existiert nur in unserer Erinnerung, die Zukunft wird erst eintreten.

STANDARD: Diese Ansicht erscheint aber nicht recht intuitiv.

Buonomano: Genau. Sie wirft die Frage auf, warum wir dann den Eindruck haben, dass Zeit vergeht. Zeit ist fundamental für unser Selbstverständnis, und eine der Hauptaufgaben des Gehirns ist schließlich, vorauszusagen, was zukünftig geschieht. Bei meinen Recherchen fand ich besonders interessant, dass das Konzept der Zeitreise heutzutage überall in Literatur, Filmen und der Popkultur auftaucht. Vor dem späten 19. Jahrhundert wurde eine solche Vorstellung hingegen fast nie diskutiert. Vielleicht haben die Menschen Zeitreisen früher deshalb nicht in Betracht gezogen, weil sie absurd erscheinen, wenn man nach dem Präsentismus geht. Es ist sehr natürlich für uns, zu denken, dass nur die Gegenwart real ist. Schließlich haben wir unsere Erinnerungen und handeln jetzt, um die Zukunft zu gestalten. In gewisser Weise stellt der Eternalismus sogar unseren freien Willen infrage.

STANDARD: Wie erklären Sie solche komplexen Konzepte einem Publikum, das keine Vorbildung hat?

Buonomano: Es ist eine Herausforderung. Ich denke aber, dass es gerade beim Thema Zeit insofern einfacher ist, als jeder Mensch eine Beziehung dazu hat und auf eigene Erfahrungen zurückgreifen kann. Bei Vorträgen finde ich es aber wichtig, die Dinge nicht zu sehr zu versimpeln. Ich versuche, die Leute zu stimulieren. Es beunruhigt mich ein wenig, dass in der Wissenschaftskommunikation und in Medien oft zu stark vereinfacht wird. Dabei ist die wichtigste Aussage vieler Forschungsprojekte eigentlich: Die Angelegenheit ist kompliziert. Manchmal werden Sachverhalte so dargestellt, dass man den Eindruck gewinnt, sie seien gar nicht so komplex.

STANDARD: Worin besteht die Gefahr in der zu großen Vereinfachung?

Buonomano: Viele Leute könnten denken, dass etwas entweder nur gut oder nur schlecht ist. Das passiert oft beim Thema Ernährung, man hört oder liest zum Beispiel, "Salz ist gut" oder "Salz ist schlecht". Als Forschende und als Medien sollten wir dem Publikum begreiflich machen, dass wir bei komplexen biologischen Problemen keine einfachen Antworten erwarten sollten, weil diese Dinge grundsätzlich kompliziert sind.

STANDARD: Sie referierten in Wien über "Brain Bugs", Fehler des Gehirns. Was verstehen Sie darunter?

Buonomano: Das Gehirn hat sich entwickelt, um bestimmte Aufgaben zu erfüllen, und wir sind beispielsweise sehr gut darin, Muster zu erkennen, Gesichter zu unterscheiden und zu assoziieren. Aber wir haben es auch geschafft, eine Gesellschaft und Kultur um uns herum aufzubauen, die sehr reich an Informationen ist. Wir leben im digitalen Zeitalter, treffen tausende Menschen und sind unzähligen neuen Ideen und Informationen ausgesetzt. Aber das Gehirn ist nicht sonderlich gut dafür geeignet, das alles auf rationale, effektive Weise zu verarbeiten. Auch unser Erinnerungsvermögen ist nicht perfekt.

STANDARD: Was sind die Folgen?

Buonomano: Das führt dazu, dass wir Entscheidungen oft mithilfe unseres automatischen Systems treffen, das auf Assoziationen basiert und etwas emotionaler und kurzsichtig ist. Dabei enden wir oft in Situationen, die gar nicht in unserem Interesse sind.

STANDARD: Wie sollten wir damit umgehen?

Buonomano: Ich betone gern, dass wir als Menschen deshalb so klug sind, weil wir fähig sind, unsere Unwissenheit zu erkennen. Wir sollten wertschätzen, dass Intelligenz teilweise darin besteht, zu erkennen, dass wir gewisse Dinge nicht verstehen. Wenn wir die Komplexität von Themen wie Finanzen, Gesundheitsfürsorge oder Immigration anerkennen würden, dann wären wir vielleicht etwas bescheidener, was unsere Meinungen dazu angeht. Und wir wären nicht so gespalten in zwei gegensätzliche Gruppen.

STANDARD: Wie tragen Sie zu diesem besseren Verständnis bei?

Buonomano: Mein Zugang ist, Leuten beizubringen, dass dieses Phänomen sehr natürlich ist, weil unsere Gehirne nicht perfekt sind. Wir sollten uns damit wohlfühlen, nicht alles zu wissen. Das ist beispielsweise schon so, wenn wir die Mathematik betrachten. Niemand denkt, dass er oder sie bei Rechenaufgaben besser abschneidet als ein Computer, weil eindeutig ist, wie schlecht wir sind. Wir sollten Kindern und Erwachsenen mehr darüber beibringen, wie unsere Gehirne arbeiten. Dadurch könnten sich mehr Menschen mit dem Gedanken anfreunden, dass wir nicht von Natur aus gut darin sind, Entscheidungen in Bereichen wie Politik, Wirtschaft oder Gesundheit zu treffen. Wenn man sich in dieser Hinsicht mehr Zeit gibt, hilft das dabei, die eigenen Meinungen zu reflektieren. 

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Dean Buonomano (52) wurde im US-amerikanischen Providence geboren und wuchs in Brasilien auf. Nach seinem Biologiestudium in São Paulo zog er für das Doktorat wieder in die USA. Er ist Professor der Neurowissenschaften an der University of California, Los Angeles, und Verfasser der Werke "Brain Bugs: Die Denkfehler unseres Gehirns" und des noch nicht ins Deutsche übersetzten "The Time Machine: The Neuroscience and Physics of Time"