Zugreifen statt behalten.

 
aus Der Standard, Wien, 7. Juni 2014, 

Von Maschinen und Menschen
Viele junge Leute sind auf die Wirklichkeit nicht neugierig. Was an Wirklichkeit verbleibt, kann man ablichten und speichern. Ist das menschliche Gedächtnis überflüssig geworden? 

von Leopold Federmair
 
Seit einigen Jahren stelle ich immer wieder fest, dass sich junge Menschen nicht erinnern können. Wenn ich sie frage, was sie am Wochenende gemacht haben, fällt ihnen nichts ein. Haben sie wirklich "nichts" getan, oder ist ihr Kurzzeitgedächtnis verkümmert? Wahrscheinlich haben sie im Internet gesurft, aber davon kann man nicht erzählen.

Frage ich nach Ereignissen in ihrer Kindheit, sind die Antworten meistens ebenso dürftig. Sicher, Zwanzigjährige haben anderes im Sinn, als Kindheitserinnerungen zu pflegen. Doch in Gesprächen über kürzlich gesehene Filme erhalte ich ebenso wenig Auskunft, "gut" oder "schlecht" ist alles, was ich erfahre, like und dislike. Über die Erinnerungsträgheit hinaus bemerke ich eine Unlust, sich mit Beschreibungen abzugeben, als verdiente die Wirklichkeit (oder die Fiktion eines Films) so viel Aufwand nicht. Die Wirklichkeit scheint gleichgültig geworden, eine belanglose, unvermeidliche Sache, und ebenso die Sprache, die einst erfunden wurde, damit die Menschen mit der Wirklichkeit umgehen, sie verstehen oder bannen, erhöhen oder verfluchen können.

Viele junge Leute sind auf die Wirklichkeit nicht neugierig. Sie bleiben in dem engen Kreis, der ihnen von jeher vertraut ist, wagen sich lieber nicht auf unsicheres Terrain. Ihre Gehirne verharren zufrieden bei Klischees und Stereotypen, die sie von irgendwoher, aus diversen Massenmedien, vermittelt bekommen haben. Für Klischeebilder braucht man keine Beschreibung, weil sie ohnedies jeder kennt. Man muss sich über sie nicht verständigen, es genügt, sie zu "liken". Was an Wirklichkeit trotz allem vorhanden bleibt, kann man ablichten - Handy, Smartphone oder Tablet speichern die Szene. Früher dienten solche Privatfotos der Erinnerung. Es gab nicht viele, deshalb behandelte man sie mit Sorgfalt, klebte sie in Fotoalben, ließ sich Kommentare einfallen.

Von den Millionen Fotos, die heute täglich gemacht werden, werden die meisten zwar gespeichert, aber nur kurz angesehen, ehe sie im Archiv verschwinden, dessen Symbol auf der computergrafischen Leiste gleich neben dem Mülleimer steht.
 
Die vergessene Volksheldin

Neulich sprach ich mit einer Gruppe von Studenten über japanische Volkshelden. Eine - übrigens begabte und lernfreudige - Studentin aus Okayama erwähnte die Astronautin Chiaki Mukai. Ich fragte sie, wie lange das Ereignis her sei. Antwort: "Keine Ahnung, das war lange vor meiner Geburt." Reflexhaft begann sie, auf der Tastatur ihres elektronischen Lexikons zu tippen, das mehrere Sprachwörterbücher und eine Sammlung von sogenanntem Weltwissen enthält. Ich bat die Studentin, nicht nach der Jahreszahl zu suchen. Danach ergriff ihre Nebenfrau das Wort, und während diese noch sprach, hellte sich das Gesicht der Studentin aus Okayama auf. Ich konnte förmlich sehen, wie sie sich erinnerte. Aber nicht nur das, ich sah die Verwunderung der Studentin über die Tatsache, dass sie sich jetzt erinnerte. Chiaki Mukai war 1994 mit einer US-amerikanischen Mission in den Weltraum geflogen. Die Studentin war sich deshalb so sicher, weil ihre 1994, zwei Jahre nach ihr selbst, geborene Schwester den Vornamen eben jener Volksheldin erhalten hatte. Um das schläfrig gewordene Erinnerungsvermögen zu aktivieren, brauchte es in diesem Fall nicht viel; es genügte, den Deckel des mobilen Wissenscomputers zu schließen. Dennoch: Sollten die Datensuchreflexe überhandnehmen, kann man sich vorstellen, dass das persönliche Erinnerungsvermögen noch mehr schwinden und schließlich verschwinden wird.
 
Interaktivität? Kreativität?

Letzten Sommer mussten wir einen halben Tag auf dem Flughafen in Istanbul verbringen, weil unsere Maschine überbucht war. Zufällig saß auf der Wartebank neben uns eine Familie mit drei Kindern, das kleinste ein Mädchen im Alter meiner siebenjährigen Tochter Mayuko, die anderen etwas größer. Die Familie kam aus dem Urlaub in Paris und war auf dem Weg nach Saudi-Arabien, ihrer Heimat. Die Kinder trugen teure Markenkleider, sprachen bestes Englisch, besuchten zu Hause eine englischsprachige Schule und hatten einen amerikanischen Hauslehrer. Das kleinere Mädchen spielte mit einem Tablet-Computer, für den sich Mayuko interessierte. Die saudische Familie zeigte sich sehr freundlich, die Kinder ließen Mayuko, die mit Videogames nicht vertraut ist, mitspielen und gingen auf ihren Wunsch ein, etwas anderes statt der immergleichen Verfolgungsjagden, die ihr bald langweilig wurden, auf den Bildschirm zu zaubern. Zusammen entschieden sie sich für ein Zeichenprogramm, mit dem man Bildelemente aussuchen und kombinieren, aber auch Striche ziehen und Flächen färben konnte. Das saudische Mädchen zog es vor, fertige Elemente anzuhäufen, Mayuko wollte lieber selber zeichnen. Zunächst bestaunten die drei Kinder die Kunst ihrer neuen Freundin, dann aber wies die Tablet-Besitzerin sie auf zusätzliche Funktionen hin, von denen es ihr besonders die Wisch-Funktion angetan hatte. Mit dieser wischte sie die Farben ineinander und überdeckte die Striche, die Mayuko gezogen hatte. Das gefiel der Künstlerin nicht, aber sie biss die Zähne zusammen, schließlich gehörte das Gerät nicht ihr. Sie forderte ihre Freundin auf, selbst etwas zu zeichnen. Das saudische Mädchen versuchte es, brachte aber bloß Kritzeleien zuwege, wie sie man von Drei- oder Vierjährigen kennt. Anscheinend besaß sie kein bildnerisches Vermögen, konnte aber den Computer in Windeseile bedienen und drückte oder wischte stets an den "richtigen" Stellen auf dem Tablet. Nach einer Weile gaben die beiden Mädchen das Zeichnen auf und widmeten sich einer Seite, wo man Puppen mit schicken Kleidern versehen konnte: eine Art Copy-and-paste, das lange vor dem Computerzeitalter unter Kindern beliebt war.
 
Surfen, Springen, Rasen

Eigentlich ist das Wort "surfen" ein Euphemismus. Der Nutzer von Computerprogrammen und besonders des Internets gleitet nicht auf einer Welle, sondern springt unablässig von einem Ort zum anderen. "Windowing" ist das passendere Wort (das deutsche "Fensterln" war leider schon anderweitig besetzt), man öffnet ein neues, ein neues, ein neues Fenster ... Die sogenannte Verweildauer ist kurz, oft nur eine Sekunde oder ein Bruchteil davon. Das Fenster öffnet sich auf einen Ort, womöglich eine ganze Welt, aber man verweilt eigentlich nie, man muss ja weiter, man sucht unablässig, das Finden tritt in den Hintergrund, und wenn man einmal etwas gefunden hat, vergisst man es wieder, man lässt es hinter sich zurück, gespeichert ist es sowieso "irgendwo", und auch die History ist gespeichert, meine Surf-Biografie, die sich in Sekundeneinheiten bemisst.

Hin und wieder hole ich mir bei den Jugendlichen meiner Verwandtschaft Rat in Computer- oder Internetangelegenheiten. Dabei erstaunt mich immer das rasende Tempo, mit dem sie die virtuellen Wege zurücklegen. Es erstaunt mich auch die Gleichzeitigkeit der Bewegung in verschiedene Richtungen, das Hantieren mit einer Vielzahl geöffneter Fenster. Würde man diese Bewegungen visualisieren, es käme ein chaotisches Liniengewirr zutage.

Manchmal geschieht es, dass ich hinter dem Rücken des Jungen stehenbleibe, wenn er zu seinem Videospiel zurückkehrt. Auch da ist das Tempo hoch, der Rahmen aber bleibt starr, die (computertechnisch) ausgemalte Szenerie wirkt oft beschaulich, und was mich am meisten erstaunt: Die Geschichten, die da vom Nutzer mitgestaltet werden, und die Art, wie sie erzählt werden, gleichen den Geschichten und der Machart der Romane des 19. Jahrhunderts, weniger vielleicht Balzac als den Abenteuerromanen von Alexandre Dumas. Das, was hinter der digitalen Raserei steckt, ist ziemlich alt.
 
Übersetzungsmaschinen

In Japan, wo ich mich die meiste Zeit des Jahres aufhalte, unterrichte ich Deutsch an einer Universität. So gut wie alle Studenten bringen ihre kleinen elektronischen Wörterbücher mit und öffnen sie reflexartig, wenn der Unterricht beginnt. Finger und Computer sind schnell, aber doch nie so schnell wie Zunge und Gehirn; eine flüssige Kommunikation in der Fremdsprache kommt bei Gebrauch der Geräte nie zustande, zumal die meisten Wörter mehrere Bedeutungen haben und die Erklärungen oft nicht auf Anhieb durchschaubar sind. Der Fluss der Wörter wird auf diese Weise nicht gefördert, sondern gestört. Vor allem aber: Wer sich auf das E-Wörterbuch verlässt, wird die Wörter nie in seinem Gedächtnis speichern, weil er darauf vertraut, dass sie ohnehin jederzeit im Computer verfügbar sind, und weil er viel zu beschäftigt mit der Technik ist, als dass ihm Zeit bliebe, sich das Gelesene einzuprägen.

Die Einzigen, die von der neuen Gewohnheit der E-Wörterbücher profitieren, sind die Firmen, die sie herstellen. Ich kenne einen Lehrer, der die Geräte in seinen Klassen verbietet. Ich tue das nicht, weil mir Verbote widerstreben, aber im Grunde hat der Kollege recht. Von echten Lernprozessen werden die Lernenden durch mobile E-Wörterbücher nur abgelenkt.

Einmal sollte ein Student ein Referat über die Stadt Salzburg halten. Er suchte im Internet drei oder vier Seiten in japanischer Sprache auf, vermutlich jene, die im Ranking der Suchmaschine auf den vordersten Plätzen (von einigen Millionen) standen. Da sein Deutsch schlecht ist, verfiel er auf die Idee, eine Übersetzungsmaschine zu bemühen, wofür nur wenige Tastaturberührungen notwendig sind. Als er das Ergebnis vortrug, brach ich sein Referat ab, weil es unmöglich war, dass die Zuhörenden irgendetwas verstanden, und versuchte dem Studenten zu erklären, weshalb die von ihm gewählte Methode inakzeptabel sei.

Ich hatte nicht den Eindruck, dass er meine Einwände verstand. Behalten wird er nur haben, dass "man das nicht tut". Sein Denkvermögen ist zu begrenzt, als dass er zu jenen gehören könnte, die meinen, die Übersetzungsmaschinen müssten nur noch etwas verbessert werden, damit sie einwandfrei zu gebrauchen seien. Ich sehe für die nächsten hundert Jahre diese Möglichkeit nicht als gegeben. Es wären dazu Maschinen nötig, die gewaltige Kontexte überblicken und beherrschen können und zu schöpferischem Agieren fähig sind.
 
Wissen aus der Dose

Was Studierende, und nicht nur sie, meistens verwenden, wenn sie zu einem Thema Informationen sammeln und gestalten sollen, ist Wikipedia. In Google kommt der jeweilige Wikipedia-Eintrag immer ganz oben. Die Rubrik der Enzyklopädie hat eine gewaltige Tiefe, tatsächlich aber tasten die allermeisten Nutzer das System nur an seiner Oberfläche ab (außerdem stellt sich die Frage, was sich in der Tiefe verbirgt - gewiss sehr viel Müll). Wikipedia könnte ein Segen für die Bildung der Menschheit sein, das Unternehmen eine Fortsetzung und Perfektionierung, zugleich aber auch Popularisierung dessen, was die französischen Aufklärer, die Enzyklopädisten um Jacques Diderot, einst im 18. Jahrhundert begannen, und tatsächlich stößt man im Internet auf zahllose Wikipedia-Artikel von hoher Qualität.

Dennoch dürfte Wikipedia wenig zur verstärkten Wissensbildung in der Gesellschaft beitragen, eher dazu, dass sich die Nutzer, die Konsumenten des Informationsangebots, unkritisch auf das Dargebotene verlassen und sich eigenen Nachforschens und Denkens enthalten. Solches lässt zumindest der Gebrauch vermuten, den man unter Studenten beobachten kann. Dass dem so ist, liegt weniger an der Qualität von Wikipedia, die ungleichmäßig ist, als an dem Medium, in dem diese Enzyklopädie gewachsen ist.

Hinzu kommt die heutzutage allgemein verbreitete Unfähigkeit, ja, der Unwille, die Herkunft von Informationen, aber auch von Erkenntnis- und Wertungsangeboten festzustellen. Was im Internet - nicht nur in Wikipedia! - steht, ist allemal gut, jedenfalls gut genug, um es in ein Referat, eine Bachelorarbeit, einen Facebook-Beitrag oder ein Posting einzubauen. Kein Wunder, dass Gerüchte und Verschwörungstheorien heute kräftiger blühen denn je. Und sie verbreiten sich, dank Internet, in Windeseile.

In den Siebzigerjahren des vergangenen Jahrhunderts diagnostizierte Pier Paolo Pasolini in seinen Freibeuterschriften eine "anthropologische Mutation", die aus dem von ihm emphatisch geliebten einfachen Volk Objekte kapitalistischer Werbung und Subjekte eines kulturindustriellen Konsumverhaltens machte. Zwar sah Pasolini die Ursachen der soziokulturellen Veränderungen nicht (wie jener österreichische Politiker, der das Wort von der "Umvolkung" aufgebracht hat) im Einschleusen von "fremdem Blut", aber auch er befürchtete, die Mutation könnte auf die genetische Substanz der Gesamtbevölkerung seines Landes übergreifen. Pasolini dramatisierte die Wirklichkeit; ein gelassener Beobachter würde einwenden, Umvolkung finde immer statt, warum sollte "das Volk" oder auch nur eine Bevölkerungsgruppe von nachhaltigen Änderungen verschont bleiben. Was Pasolini mit guten Gründen kritisierte, war die rapide Ausbreitung des Konsumkapitalismus in sämtlichen Gesellschaftsschichten.

Dieser Prozess wurde durch den technischen Fortschritt der globalen Digitalisierung und Vernetzung noch einmal beschleunigt und endgültig anthropologisch vertieft. Die Generationen, die mit Internet und Mobilcomputern aufwachsen, werden zwangsläufig zu pausenlosen Konsumenten von Daten, von virtuellen neben all den realen Gütern. Der allgegenwärtige und simultane Konsumismus entlastet vom Denken, macht kritische Distanznahme unnötig, höhlt das persönliche Gedächtnis aus und führt zu einer Vorherrschaft von Mainstreams, die man in einer anderen Epoche als Gleichschaltung bezeichnet hätte.

Im Unterschied zu jener Epoche werden Nischen und Randbezirke toleriert, oder genauer, sie werden ignoriert und spielen keine Rolle. Auch wenn der Befund, der Pasolinis Gedanken fortsetzt, düster scheinen mag: Aus eben jenen Nischen kommt das Neue, das sich der Möglichkeiten der globalen Digitalisierung bedient, zugleich aber an den alten anthropologischen Fundamenten festhält. Ob das dissidente Neue unter gegenwärtigen Bedingungen einen nennenswerten Einfluss auf den Mainstream gewinnen kann, ist fraglich.

Vergessen

Friedrich Nietzsche, der seine Laufbahn als Historiker des griechischen Altertums begann, schrieb eine Abhandlung über den Nutzen und Nachteil der Historie für das Leben. Das individuelle wie auch das kollektive Gedächtnis, so lautet seine These, werde in bestimmten Phasen der Entwicklung hypertroph und beginne, das Leben einzuschränken, am Ende sogar zu vernichten. Es komme aber darauf an, schöpferisch zu sein und etwas Neues zu schaffen. Zu diesem Zweck sei es immer wieder nötig, sich vom Überlieferten und, genereller, von der Last des Denkens frei zu machen. Erinnern und Vergessen, beides hängt in der prädigitalen Kultur aufs Engste zusammen.

Die übergroße, ungeordnete, vom Subjekt - dem Verbraucher - nicht mehr differenzierbare und insofern gleichgültige Datenmenge kann zwar zur Unterhaltung dienen, zum sogenannten Infotainment, wo man Beliebiges und Beliebtes auswählt, doch sie steht jenseits der von Nietzsche herausgearbeiteten Dialektik. Die Erinnerungsschwachen haben nichts zu vergessen. Wenn die Gehirne den digitalen Medien endgültig angepasst worden sind, erübrigt sich nicht nur das Erinnerungsvermögen, sondern auch die Fähigkeit des Vergessens, es kommt zu einer simultanen Dauerpräsenz von gleichgültigen Dingen und einer subjektiven Trance, die gewissen, in der Geschichte oftmals gepriesenen Erlösungszuständen ähnelt.

Ich im Fenster

Die junge Frau, der ich gestern im Zug über die Schulter geschaut habe, mit dem vielfenstrigen E-Tablett unter den flinken Fingern und goldenen Kopfhörern in den Ohren, schien sie nicht glücklich? Von Zeit zu Zeit berührte sie einen Punkt rechts oben im Rechteck, und was erschien auf dem Bildschirm? Ihr eigenes Gesicht. Sie strich sich eine Braue zurecht, lächelte zufrieden, berührte nochmals den Punkt und verschwand in einem anderen Fenster.
 

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Leopold Federmair, geb. in OÖ, ist Schriftsteller und Übersetzer, außerdem unterrichtet er Deutsch an der Universität Hiroshima. Zuletzt erschienene Bücher: "Das rote Sofa" (Otto Müller); "Die großen und die kleinen Brüder. Japanische Betrachtungen" (Klever). Im August erscheint sein neuer Roman "Wandlungen des Prinzen Genji".

Simpel ist schneller.

aus Der Standard, Wien. 7. 6. 2014

Eins zu null für die Schimpansen

Dass Schimpansen intelligente Tiere sind, ist nicht neu - wohl aber, dass sie in Computerspielen mitunter besser abschneiden als Menschen 

von David Rennert

Pasadena - Kein Wunder, dass Menschen von den Fähigkeiten ihrer nächsten Verwandten fasziniert sind: Schimpansen vollbringen erstaunliche Gedächtnisleistungen, planen in die Zukunft, manipulieren und betrügen ihre Artgenossen und haben Spaß an Denkaufgaben. Aber damit nicht genug: Die Tiere stellen uns bei bestimmten geistigen Herausforderungen souverän in den Schatten, wie eine aktuelle Studie von Forschern des California Institute of Technology zeigt.
 
"Versteckspiel" am Computer

Bei einem simplen spieltheoretischen Experiment am Computer schnitten Schimpansen nämlich durchweg besser ab als menschliche Probanden. Die Forscher um Colin Camerer und Robert Kirby entwickelten eine Art strategisches Versteckspiel, bei dem stets zwei Probanden derselben Spezies gegeneinander spielten. Auf einem Touchscreen mussten sie sich für eines von zwei Kästchen entscheiden - links oder rechts. Hatten beide Probanden ihre Auswahl getroffen, wurde ihnen jeweils die Entscheidung des anderen angezeigt.

Um zu gewinnen, musste sich nun einer der beiden "verstecken", also versuchen, die andere Wahl als der Gegner zu treffen. Der Gegenspieler sollte wiederum möglichst das gleiche Kästchen auswählen wie sein Opponent. Nach 200 Durchgängen war eine Spielrunde beendet, der Gewinner erhielt - je nach Spezies - ein Stück Apfel oder eine Münze. Um längerfristig Gewinne einstreichen zu können, mussten Spieler strategisch vorgehen und versuchen, die Entscheidung des Gegners vorauszusehen.
 
Unterschiedliche Spielqualität

Wenn nun beide Spieler eine optimale Strategie entwickeln und dabei bleiben, gibt es eine mathematisch bestimmbare Grenze, wie oft sie überhaupt gewinnen können. Die Annäherung an diese Grenze gilt als Maß für die Spielqualität. Und in dieser Hinsicht zeigten sich in dem Experiment deutliche Unterschiede zwischen den beiden Spezies, wie die Forscher im Fachmagazin "Scientific Reports" schreiben:

Die menschlichen Versuchsteilnehmer lernten langsam das Verhalten ihrer Gegner und spielten insgesamt gut, aber nicht optimal. Die Schimpansen hingegen lernten nicht nur deutlich schneller und stellten sich rascher auf einen Rollenwechsel vom "Sucher" zum "Finder" ein; sie kamen auch deutlich näher an das theoretische Gewinnlimit heran. Doch woher kommt dieser Unterschied in der Performance?
 
Konkurrenz statt Kooperation

Die Forscher vermuten, dass das exzellente Kurzzeitgedächtnis der Affen ebenso eine Rolle spielt wie ihr geringeres Kooperationsverhalten im Alltag. Denn während vor allem junge Affen in ständiger Konkurrenz zu ihren Artgenossen stehen und an Wettbewerb bestens gewöhnt sind, wechseln Menschen schon im Kindesalter von Rivalität zu vermehrter Kooperation. Der Schlüsselfaktor ist dabei die menschliche Sprache.

Und gerade die Spezialisierung des Menschen auf kognitive Fähigkeiten wie Sprache und kategorisiertes Denken könnte eine weitere Erklärung für das schlechtere Abschneiden liefern: Einfache Konkurrenzsituationen werden abstrakter und weniger automatisiert verarbeitet - und dadurch langsamer als von unseren Verwandten. 

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Abstract
Scientific Reports: "Chimpanzee choice rates in competitive games match equilibrium game theory predictions"

Nota.

Daraus lernen wir zweierlei: Erstens, dass die Reflexion der Intuition im Wege ist; zweitens, dass die Menschen das Reflektieren durch die spezifische Art ihres Zusammenlebens gelernt haben.

Keins von beiden ist neu.
JE 

Hirn statt Muskeln: Der Stoffwechsel unterscheidet uns von den Tieren.

aus Die Presse, Wien, 28. 5. 2014

Tausch: Muskeln gegen Gehirn

Endlich ist ein molekularer Unterschied zwischen Mensch und Schimpanse gefunden, in der Verteilung der Energie an Gewebe.

von Jürgen Langenbach 

Bei aller Hochachtung für unsere Cousins, die Schimpansen, die vieles können, was wir können, Werkzeuge gebrauchen etwa und sogar herstellen – kognitiv können sie uns doch nicht das Wasser reichen, Menschen waren auf dem Mond, Schimpansen sind in ihren Wäldern geblieben!

Aber warum, wo liegt die Differenz und wie kam sie zustande? An der Antwort ist selbst unsere Kognition bisher gescheitert: Über das ganze Genom hinweg sind die Differenzen marginal, auch bei einzelnen Genen hat sich kaum etwas gefunden: Wir haben eine besondere Variante von Foxp2, sie wird mit der Sprache und dem Sprechen in Verbindung gebracht, und wir haben eine Variante von Myh16, das ist ein Gen der Kaumuskulatur, das bei uns schwächer ausgebildet ist, das gibt die Freiheit zum Reden.

Großer Unterschied im Metabolom

Zudem gibt es noch Kandidaten in jenem überwiegenden Teil des Genoms, das nicht für die Produktion von Proteinen zuständig ist, aber wirklich etwas gefunden hat man nicht, vor allem dort nicht, wo der Unterschied so eklatant ist, in den Gehirnen: Die der Schimpansen haben 450 Kubikzentimeter Volumen, unsere haben dreimal so viel (mit hohen Schwankungsbreiten zwischen Individuen). Dort gibt es, außer eben der Variante von Foxp2, keine Differenz, auch nicht in der Geschwindigkeit der Evolution der Genome, unseres hat sich nicht rascher entwickelt als ihres.

Deshalb hat Joseph Call (MPI Evolutionäre Anthropologie, Leipzig) eine neue Suche eingeschlagen: Er hat das Metabolom analysiert, es gibt Auskunft darüber, was im Stoffwechsel der Zellen wie rasch umgesetzt wird, analysiert wurden verschiedene Gewebe von Mäusen, Makaken, Schimpansen und Menschen. Da zeigte sich eine Differenz: Die Metabolome von Mäusen, Makaken und Schimpansen sind so verschieden wie ihre Genome. Unseres aber zeigt starke Abweichungen vor allem in zwei Geweben, dem Gehirn und den Muskeln(PLoS Biology, 27.5.). Ersteres ist stark, letztere sind schwach, das hat Call in eher handgestrickten Zusatzexperimenten gezeigt: Jeder Schimpanse hat mehr Kraft in Armen und Beinen als durchtrainierte Sportler.

Es geht also um eine andere Verteilung der Energie, etwas Ähnliches kennt man schon, mit dem Wachstum unseres Gehirns ging eine Verkürzung des Darms einher. Nun muss nur noch geklärt werden, was hinter den Metabolomen steckt bzw. wie die Verteilung der Energie gesteuert wird.

aus New York Times, MAY 27, 2014

Stronger Brains, Weaker Bodies.

by Carl Zimmer

All animals do the same thing to the food they eat — they break it down to extract fuel and building blocks for growing new tissue. But the metabolism of one species may be profoundly different from another’s. A sloth will generate just enough energy to hang from a tree, for example, while some birds can convert their food into a flight from Alaska to New Zealand.

For decades, scientists have wondered how our metabolism compares to that of other species. It’s been a hard question to tackle, because metabolism is complicated — something that anyone who’s stared at a textbook diagram knows all too well. As we break down our food, we produce thousands of small molecules, some of which we flush out of our bodies and some of which we depend on for our survival.

An international team of researchers has now carried out a detailed comparison of metabolism in humans and other mammals. As they report in the journal PLOS Biology, both our brains and our muscles turn out to be unusual, metabolically speaking. And it’s possible that their odd metabolism was part of what made us uniquely human.

When scientists first began to study metabolism, they could measure it only in simple ways. They might estimate how many calories an animal burned in a day, for example. If they were feeling particularly ambitious, they might try to estimate how many calories each organ in the animal’s body burned.

Those tactics were enough to reveal some striking things about metabolism. Compared with other animals, we humans have ravenous brains. Twenty percent of the calories we take in each day are consumed by our neurons as they send signals to one another.

Ten years ago, Philipp Khaitovich of the Max Planck Institute of Evolutionary Anthropology and his colleagues began to study human metabolism in a more detailed way. They started making a catalog of the many molecules produced as we break down food.

“We wanted to get as much data as possible, just to see what happened,” said Dr. Khaitovich.

To do so, the scientists obtained brain, muscle and kidney tissues from organ donors. They then extracted metabolic compounds like glucose from the samples and measured their concentrations. All told, they measured the levels of over 10,000 different molecules.

The scientists found that each tissue had a different metabolic fingerprint, with high levels of some molecules and low levels of others.

These distinctive fingerprints came as little surprise, since each tissue has a different job to carry out. Muscles need to burn energy to generate mechanical forces, for example, while kidney cells need to pull waste out of the bloodstream.

The scientists then carried out the same experiment on chimpanzees, monkeys and mice. They found that the metabolic fingerprint for a given tissue was usually very similar in closely related species. The same tissues in more distantly related species had fingerprints with less in common.

But the scientists found two exceptions to this pattern.

The first exception turned up in the front of the brain. This region, called the prefrontal cortex, is important for figuring out how to reach long-term goals. Dr. Khaitovich’s team found that the way the human prefrontal cortex uses energy is quite distinct from other species; other tissues had comparable metabolic fingerprints across species, and even in other regions of the brain, the scientists didn’t find such a drastic difference.

This result fit in nicely with findings by other scientists that the human prefrontal cortex expanded greatly over the past six million years of our evolution. Its expansion accounts for much of the extra demand our brains make for calories.

The evolution of our enormous prefrontal cortex also had a profound effect on our species. We use it for many of the tasks that only humans can perform, such as reflecting on ourselves, thinking about what others are thinking and planning for the future.

But the prefrontal cortex was not the only part of the human body that has experienced a great deal of metabolic evolution. Dr. Khaitovich and his colleagues found that the metabolic fingerprint of muscle is even more distinct in humans.

“Muscle was really off the charts,” Dr. Khaitovich said. “We didn’t expect to see that at all.”

It was possible that the peculiar metabolism in human muscle was just the result of our modern lifestyle — not an evolutionary shift in our species. Our high-calorie diet might change the way muscle cells generated energy. It was also possible that a sedentary lifestyle made muscles weaker, creating a smaller metabolic demand.

To test that possibility, Dr. Khaitovich compared the strength of humans to that of our closest relatives. They found that chimpanzees and monkeys are far stronger, for their weight, than even university basketball players or professional climbers.

The scientists also tested their findings by putting monkeys on a couch-potato regime for a month to see if their muscles acquired a human metabolic fingerprint.

They barely changed.

Dr. Khaitovich suspects that the metabolic fingerprint of our muscles represents a genuine evolutionary change in our species.

Karen Isler and Carel van Schaik of the University of Zurich have argued that the gradual changes in human brains and muscles were intimately linked. To fuel a big brain, our ancestors had to sacrifice other tissues, including muscles.

Dr. Isler said that the new research fit their hypothesis nicely. “It looks quite convincing,” she said.

Daniel E. Lieberman, a professor of human evolutionary biology at Harvard, said he found Dr. Khaitovich’s study “very cool,” but didn’t think the results meant that brain growth came at the cost of strength. Instead, he suggested, our ancestors evolved muscles adapted for a new activity: long-distance walking and running.

“We have traded strength for endurance,” he said. And that endurance allowed our ancestors to gather more food, which could then fuel bigger brains.

“It may be that the human brain is bigger not in spite of brawn but rather because of brawn, albeit a very different kind,” he said.

Man braucht keine Großhirnrinde.

aus scinexx


Krähen spielen Memory ohne Großhirnrinde
Arbeitsgedächtnis der Rabenvögel basiert auf einer völlig anderen Hirnstruktur

Schlau wie ein Rabe – aber woher kommt die sprichwörtliche Cleverness? Während der für die Intelligenz notwendige Arbeitsspeicher beim Menschen in der Großhirnrinde liegt, fehlt Rabenvögeln diese bedeutende Hirnstruktur. Bei ihnen hat sich diese Funktion in einem anderen Hirnbereich entwickelt, haben deutsche Tierphysiologen herausgefunden. Dies zeigt, dass die Evolution bestimmte Hirnleistungen nicht nur auf einem einzigen Weg ermöglicht, schreiben die Forscher im "Journal of Neuroscience".

Ein gut funktionierendes Arbeitsgedächtnis ist eine wichtige Grundlage der Intelligenz: Es speichert und verarbeitet Informationen für kurze Zeiträume. Ohne diese Art "geistigen Notizblocks" könnten wir keiner Unterhaltung folgen, Kopfrechnen oder Memory spielen. „Ein Organismus mit gutem Arbeitsgedächtnis ist intelligent; es befreit ihn vom Zwang, auf jeden Reiz sofort reflexartig reagieren zu müssen“, erläutert Tierphysiologe Andreas Nieder vom Institut für Neurobiologie der Universität Tübingen.
 

Arbeitsgedächtnis beim Memory-Spiel

Rabenvögel besitzen ebenfalls ein gut ausgeprägtes Arbeitsgedächtnis, es gilt als Schlüssel zu ihrer Schläue, etwa ihren Fähigkeiten beim Puzzlelösen. Allerdings ist das Hirn der Vögel anders aufgebaut als beim Menschen: Die Großhirnrinde, in der bei Menschen und anderen Säugetieren die für das Arbeitsgedächtnis verantwortlichen Hirnregionen, fehlt den Rabenvögeln völlig, auch wenn das Groß- oder Endhirn vorhanden ist. Wie gelingt es den schlauen Vögeln nun, wichtige Informationen trotzdem kurzfristig im Gedächtnis zu behalten?
 
Um diese Frage zu beantworten, brachten Nieder und seine Kollegen einigen Rabenkrähen eine Art Memory-Spiel bei. Auf einem Bildschirm bekamen die Krähen kurz ein Musterbild gezeigt. Etwa eine Sekunde, nachdem das Bild wieder verschwunden war, sollten die Vögel das gezeigte Bild aus einer Auswahl von vier Bildern erkennen und mit dem Schnabel berühren. Sie mussten also das Bild für einen Moment in ihrem Arbeitsgedächtnis speichern – für die cleveren Krähen kein Problem.
 
Großhirnrinde ist nicht die einzige Lösung

Während dieses Experiments maßen die Wissenschaftler die Hirnströme der Vögel. Dabei fanden sie im Endhirn einen Bereich mit erregten Hirnzellen, die auch noch aktiv blieben, nachdem das Musterbild nicht mehr sichtbar war. In den Fällen, in denen eine Krähe sich nicht richtig erinnern konnte und das falsche Bild wählte, waren diese Zellen jedoch kaum aktiv. Die Tierphysiologen nehmen daher an, dass sich in diesem Hirnbereich der Arbeitsspeicher befindet, in dem die Krähen Informationen über das Musterbild während der Erinnerungsphase aufrechterhalten.
 
Bestimmte Hirnleistungen sind also auch mit völlig verschiedenartig entwickelten Hirnstrukturen möglich, schlussfolgern die Forscher: "Das grundsätzlich anders aufgebaute Endhirn der Rabenvögel zeigt, dass die Evolution mehrere unabhängige Lösungen gefunden hat", erklärt Erstautorin Lena Veit. Das gute Arbeitsgedächtnis in der menschlichen Großhirnrinde ist demnach lediglich eine mögliche Lösung, und keineswegs die einzige. Was solche Strukturen gemeinsam haben, ist allerdings noch ungeklärt, so Nieder: "Die große Frage lautet nun, wie Nervennetze im Gehirn grundsätzlich aufgebaut sein müssen, um Informationen aktiv zwischenspeichern und verarbeiten zu können."
 
(Journal of Neuroscience, 2014; doi: 10.1523/JNEUROSCI.0612-14.2014)

(Universität Tübingen, 05.06.2014 - AKR)

Wenn der Filter versagt: Hintergrundrauschen und Trommelfeuer.

aus nzz.ch, 29. Mai 2014, 05:30

Conditio techno-humana 
Das Heu im Nadelhaufen

Eduard Kaeser ⋅ Man spricht vom «information overload», von der Überlastung und Übersättigung durch Information. Der amerikanische Medientheoretiker Clay Shirky prägte gegen diesen Truismus einen Slogan: Nicht die Überlastung mit Informationen ist das Problem, sondern das Versagen der Filter.

Halten wir uns die folgende ganz alltägliche Situation vor Augen. Ich mache einen Einkaufsbummel durch den Supermarkt. Überall und jederzeit fluten mich Angebote und Verheissungen von Waren an. Meine Aufmerksamkeit ertrinkt buchstäblich in diesem Umgebungsrauschen. Ich muss den grössten Teil davon ausblenden, um mich auf ganz bestimmte Objekte zu konzentrieren. Das ist die herkömmliche Filterfunktion der Sinne: spezielle, meinen Absichten entsprechende Signale aus dem Rauschen herauszufischen.

Nun vergleiche man damit den virtuellen Einkaufsbummel via Klick. Die Netzumgebung ist ungleich «smarter». Sie «erkennt» mich, ist auf mein persönliches Kundenprofil zugeschnitten: Hallo Herr Kaeser, Sie haben schon X und Y gekauft, es könnte Sie auch Z interessieren! Ich bewege mich durch das Netz als Zielobjekt, als «target». Die Umgebungsinformation ist kein Rauschen, sondern ein massives gebündeltes Bombardement durch spezielle, auf mich zugeschnittene Daten. Nicht das Rauschen stellt hier das Problem dar, sondern das Signal.

Man kann also zwei Arten von Informationen unterscheiden: solche, die für mich nicht wichtig sind (das Rauschen), und solche, die für mich wichtig sind (die an mich persönlich adressierten Signale). Moderne Filter, wie sie etwa bei Amazon oder Anbietern von E-Mail-Diensten in Betrieb sind, unterscheiden immer besser zwischen diesen beiden Arten. Das kann ein scheinbares Paradox erzeugen: In dem Masse, in dem Informationen aussortiert werden, fühle ich mich überlastet und übersättigt.

Wir haben es hier mit einer nicht-intendierten Konsequenz des digitalen Filters zu tun. Er schützt mich vor der einen Art von Information, damit eine andere Art ungehindert Zugang zu mir findet. Er richtet mich ab auf ein bestimmtes Einkaufsverhalten. Zoologen sprechen vom «Stereotypieren», wenn Tiere, deren Bedürfnisse nicht befriedigt werden, in ein fixes Verhaltensschema fallen. Internetfirmen bauen ihrerseits auf das Stereotypieren des Netzkunden. So wird er als Werbe-Target immer besser einschätzbar.

Dem digitalen Filter kommt dabei die Funktion zu, Informationen für mich auszusuchen: Mitteilungen von Freunden und Kollegen, neue Apps, Celebrity-Klatsch, Urteile von Experten, die ich schätze, Buch- oder Artikelempfehlungen. Der Filter peppt all das auf zu Updates, Pop-ups, Mails, News-Feeds, Offerten – zu einem stetigen, nie versiegenden Datenstrom. Es handelt sich dabei wohlgemerkt nicht um lästigen Unflat, sondern um höchst interessante, mich persönlich betreffende Information; Stoff, den ich will und mag. Und davon kriege ich mit zunehmend besseren Filtern immer mehr.

Bessere Filter mindern die Überflutung nicht, sie intensivieren sie, indem sie sie punktgenau auf mich richten. Das ist ein klassischer Fall von technischem «Solutionismus»: Man verkauft ein Problem als Lösung. Um es mit der sprichwörtlichen Nadel im Heuhaufen auszudrücken: Früher gab es sehr viel mehr Heu als Nadeln; heute gibt es fast nur noch Nadeln. – Aua!

Ein Quant in Worte fassen.

aus derStandard.at, 31. Mai 2014, 16:43

Zwischen Wahrscheinlichkeit und Wirklichkeit

Naturwissenschaften entfernen sich zunehmend von sprachlichen Diskursen - Um dem entgegenzuwirken, lud der PEN-Club zu einer Debatte über Philosophie und Quantenphysik

von Tanja Traxler

In der modernen Naturwissenschaft wird die Formalisierung auf die Spitze getrieben. Aktuelle Erkenntnisse zu versprachlichen ist oft kein einfaches Unterfangen. Die Schriftstellervereinigung PEN-Club wollte es kürzlich im Presseclub Concordia in Wien dennoch versuchen. Beim Thema "Quantenphysik populär" hat man sich dort vor allem um die Verbindung von den Theorien der Quantenphysik mit der Philosophie bemüht.

Mazumdar war genauso unter den Vortragenden wie Michael Esfeld, Professor für Philosophie an der Universität Lausanne, der seine Ausführungen mit einer grundsätzlichen Frage begann: "Was ist Materie?" In der klassischen Physik sei die Antwort einfach: Die Materie besteht aus Atomen. Der Atomismus kam bei den Vorsokratikern auf, mit Newton setzte er sich schließlich auch in der Wissenschaft durch.

In der Quantenphysik ist die Frage nach der Materie nicht so einfach zu beantworten. Die Theorie entstand ja um 1900 mit der Entdeckung, dass Energie in Paketen auftritt - also "quantisiert" - und nicht, wie die Physiker zuvor angenommen haben, in völlig beliebiger Größe.
 
Welle und Teilchen

Welle und Teilchen sind in der klassischen Vorstellung sich gegenseitig ausschließende Konzepte: Etwa ist ein Teilchen an einem Punkt im Raum lokalisiert, die Welle jedoch ausgedehnt. Da die Quantenphysik ihren Objekten sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften zuschreibt, fallen die Materiemodelle deutlich komplexer aus - Ausdrücke wie "Welle-Teilchen-Dualismus" oder Komplementarität versuchen, die widersprüchlichen Konzepte auf einen Begriff zu bringen und verwirren damit sicherlich so manch einen Leser.

"Mit der Quantenphysik haben wir einen Formalismus, der uns erlaubt, Wahrscheinlichkeiten für Messergebnisse auszurechnen, aber der sagt uns nicht, was Materie ist", sagte Esfeld. Der entscheidende Unterschied zwischen klassischer Physik und Quantenphysik liegt für Esfeld in den Eigenschaften der Materie, die dafür zuständig sind, damit Gesetze beschreiben zu können.
Um in der klassischen Physik die Bewegungsbahn eines Teilchens auszurechnen, reicht es, wenn man etwa dessen Masse und Geschwindigkeit kennt - diese Eigenschaften kommen jedem Teilchen für sich genommen zu. In der Quantenmechanik betreffen die Eigenschaften, um Bewegungsbahnen zu berechnen, aber nie nur ein einzelnes Teilchen. So wird in der Quantenmechanik berücksichtigt, dass sich das Teilchen je nach experimenteller Anordnung unterschiedlich bewegt.

Eine Konsequenz daraus ist, wie Mazumdar sagte, dass sich in der Quantenphysik "die Beobachtung selbst als ein physikalischer Prozess meldet, der die beobachtete Wirklichkeit verändert". Wem das zu kompliziert klingt, dem hilft vielleicht die Erinnerung an Niels Bohr: Er war einer der Pioniere der Quantenphysik und hätte das als eine "neue Fassung des alten philosophischen Dualismus von Subjekt und Objekt interpretiert", sagte Mazumdar. Mit der Quantenphysik scheitere somit der Anspruch der klassischen Physik, die Sprache vollständig zu formalisieren und dabei alles Subjektive zu entfernen.

In Anlehnung an die Wissenstheorien von Michel Foucault meinte Mazumdar schließlich, dass die Einheit des Wissens nur hergestellt werden kann, wenn verschiedene Formen der Sprache koexistieren können - ähnlich der komplementären Natur der Quantenobjekte, die Wellen- und Teilcheneigenschaften vereinen.
 

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Wissen: Physik im Kleinen

Als zu Beginn des 20. Jahrhunderts die Effekte der Quantenphysik entdeckt wurden, gingen die Physiker zunächst davon aus, dass diese nur im subatomaren Bereich eine Rolle spielen. Mittlerweile wurde jedoch klar, dass es keine prinzipielle Grenze zwischen Quantenwelt und klassischer Welt gibt - der Übergang ist fließend.
Derzeit konzentriert sich die Forschung auf Quantum Computing, wie die Grundlagen für den Quantencomputer, Quantenteleportation oder Quantenkryptografie. Ebenfalls wird intensiv an der Vereinheitlichung von Quantenphysik und Relativitätstheorie gearbeitet. (trat)

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Literaturtipps

• Michael Esfeld: "Philosophie der Physik", 18 Euro, Suhrkamp 2012
• Michael Esfeld: "Naturphilosophie als Metaphysik der Natur", 10 Euro, Suhrkamp 2007
• Pravu Mazumdar: "Der archäologische Zirkel", 45 Euro, Transcript 2008

Halt dich fit, glaub an Gott.

Ribera, St. Peter

aus Süddeutsche.de, 28. Mai 2014 16:57

 
Moderner Glaube  
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