Beck's Handbuch zur altgriechischen Literatur.

aus NZZ, 2. 2. 2012

Der Forschung auf den Fersen  Das erneuerte Handbuch der griechischen Literatur der Antike

von Hans-Albrecht Koch · Zu den Achttausendern unter den geisteswissenschaftlichen Handbüchern gehört zweifellos dasjenige zur Altertumswissenschaft im Münchner Verlag C. H. Beck, der mit dem hier anzuzeigenden Titel nunmehr den Teilbereich zur griechischen Literatur innerhalb des Gesamtwerks zu erneuern beginnt. Herausgekommen ist eine nachgerade stupende Zusammenfassung der Forschung seit der letzten Ausgabe, die in mehreren Bänden zwischen 1929 und 1948 erschienen war.

Das alte Handbuch fasste zusammen, was die Gräzistik in der Ära von Ulrich von Wilamowitz-Moellendorff geleistet hatte. Die Neuauflage spiegelt auf nahezu jeder Seite, welche Fortschritte gerade die älteste unter allen Philologien gemacht hat - und man ist, apropos «älteste», versucht hinzuzufügen: eben doch die solideste, wenn sie, wie meist, der Versuchung einer Anbiederung an manche methodische Mätzchen in den Neuphilologien widersteht.

Stimmiges Ganzes

Erstaunlich ist, in welchem Masse es dem Herausgeber, dem bekannten Freiburger Altphilologen Bernhard Zimmermann (Autor einiger auch an Laien gerichteter Bücher), gelungen ist, in diesem Band aus vieler Hände Arbeit ein stimmiges Ganzes zu machen. Auf sechzig Seiten wird ein so klares wie umfassendes Résumé von siebzig Jahren Homer-Forschung gezogen, das von der zergliedernden alten, letztlich noch auf den Hypothesen von Friedrich August Wolf gründenden Homer-Analyse mit ihrer Theorie über die Entstehung der grossen Epen «Ilias» und «Odyssee» aus Einzelliedern über die Bemühungen der «Unitarier», den Dichter Homer oder wenigstens für jedes Epos einen Dichter zu bewahren, bis zur «Neoanalyse» reicht, die aus der Gesamtkonzeption einige vermeintlich erst später interpolierte Passagen herausschneidet.

In der Forschungsgeschichte kamen nach dem Zweiten Weltkrieg neben den rein textanalytischen Positionen, wie sie der Homer-Übersetzer Wolfgang Schadewaldt als «Ilias»-Unitarier und «Odyssee»-Neoanalytiker vertreten hat, die aus der sogenannten Oralistik gewonnenen Erkenntnisse hinzu, wie sie der Amerikaner Milman Parry durch seine ethnologischen Aufzeichnungen mündlichen Liedvortrags auf dem Balkan gewonnen hat. Neue Blicke auf Homer erlauben ferner die antiken Kommentare selbst, die «Scholien», die in mühevollster editorischer Arbeit der Gräzist Hartmut Erbse neu zugänglich gemacht hat.

Rezeptionsgeschichten

Überall ist das Handbuch der neuesten Forschung dicht auf den Fersen, so etwa bei der Berücksichtigung der beachtlichen neuen Papyrusfunde zur Lyrik der Dichterin Sappho. Die Kapitel zu grösseren Autoren, wie etwa zu dem Geschichte, vor allem die der Ägypter und der Perser, erzählenden Herodot und zu dem Geschichte, vor allem die der innergriechischen Auseinandersetzungen zwischen Athen und Sparta im Peloponnesischen Krieg, analysierenden Thukydides, schliessen jeweils mit Informationen zu Überlieferung und Rezeption der behandelten Texte in der Antike. Gerade die Forschung zur Rezeption antiker Texte durch jüngere antike Autoren hat in letzter Zeit zu wichtigen überlieferungs- und bildungsgeschichtlichen Erkenntnissen geführt, was zum Beispiel die Wirkung von Hesiods «Theogonie» auf den alexandrinischen poeta doctus Kallimachos angeht. Über die Antike hinausgreifende Informationen zur Rezeption bis in die Gegenwart hinein, wie sie sich etwa zu den grossen Tragikern Aischylos, Sophokles und Euripides finden, sind sehr selektiv ausgefallen und wären angesichts der Spezialwerke zu dieser Thematik entbehrlich gewesen.

Kompliziertes Kapitel Komödie

Zu den kompliziertesten Themen der Gräzistik gehört die frühe, in ihren Themen ganz auf die Tagespolitik in Athen ausgerichtete Komödie, wie sie uns noch in den erhaltenen Stücken des Aristophanes begegnet, von denen die «Lysistrate» ihrer Geschlechterthematik wegen ja noch heute gelegentlich gespielt wird. Auf hundertfünfzig Seiten unterrichtet das Handbuch über die heute als gesichert geltenden oder als Hypothesen vorgetragenen Ansichten zum Ursprung der Komödie im Dionysoskult ebenso wie zu dem verblüffenden Umstand, dass die vergleichsweise gut überlieferten Stücke des Aristophanes Spätere nicht wegen ihres längst überholten Inhalts interessierten, sondern wegen der Möglichkeit, daraus das gesprochene Alltags-Attisch kennenzulernen.

Vor einem halben Jahrhundert noch wurden solche Bücher wie das hier angezeigte nicht nur von Bibliotheken, Instituten und Dozenten erworben, sondern auch von Studierenden. Sollte der eine oder andere Nachwuchsphilologe die Ausgabe riskieren, er könnte sein Geld besser nicht anlegen.

Handbuch der griechischen Literatur der Antike. Band 1: Die Literatur der archaischen und klassischen Zeit. Hrsg. von Bernhard Zimmermann unter Mitarbeit von Anne Schlichtmann. C. H. Beck, München 2011. XXVIII, 816 S., Fr. 174.-.

Digital und analog - eine Wortklärung.

Zur Erinnerung: ‚Analog’ ist ein Zifferblatt, wenn sich darauf ein Zeiger in konstantem Tempo so dreht, dass die Drehbewegung auf sinnlich wahrnehm bare Weise das gleichmäßige ‚Verlaufen’ der Zeit „darstellt“; selbst wenn gar keine Ziffern zu sehen sind, sondern nur Striche und Punkte. Auf einem ‚digitalen’ Zifferblatt erscheinen dagegen in gleichmäßigen Abständen nach einander die Ziffern selbst und zeigen an, „wie spät“ es ist. Freilich nur dem, der weiß, was diese Ziffern – diese ‘digits’ – bedeuten. Er muss unser Zahlensystem gelernt haben und wissen, dass der Tag vierundzwanzig Stunden hat. Auf dem analogen Ziffernblatt kann ein Fünfjähriger an der Bewegung des Sekundenzeigers zusehen, wie eine Minute vergeht. Er mag sogar geistig zurück geblieben sein: Er sieht es doch!

Das ist der Unterschied zwischen Abbildung und Symbol. Das eine ist analog, das andere ist digital. Eine arabische Ziffer (nur die heißen so!) ist digital; die römischen Zahlen sind analog, aber auch nur die ersten drei. Bei der IV wird’s ebenfalls digital. Dazwischen liegt der Akt der Reflexion, der Akt des Verstehens, das Denken in specie: die Umrechnung einer (sinnlichen) Erscheinung in eine (logische) Bedeutung – mit der in einem so entstehenden logischen Raum ‚operiert’ werden kann, ohne dass irgendwelche Gegenstände sinnlich anwesend wären). 

Der Haken: Im analogen Bilderraum gibt es keinen Verneinungs-Modus. Das ist der Vorzug der analogen Darstellung gegenüber der digitalen: Sie ist reicher, sie ist farbiger. Es kann immer noch eine und noch eine Gestaltqualität, noch eine Farbkombination hinzu erfunden werden. Aber die digitale Darstellungsweise ist bestimmter. Digits lassen sich eindeutig unterscheiden. Ein Apfel und eine Birne lassen sich – von Weitem schon gar – manchmal nicht so klar unterscheiden

 

Und vor allem: Das digitale Repräsentationsmuster erlaubt die Verneinung, das analoge nicht. 

‚Ein Pferd’ kann ich mir anschaulich vor Augen führen. ‚Kein Pferd’ nicht: Wenn ich es mir „vorstelle“, sieht es auch nicht anders aus als, sagen wir, ‚keine Suppenschüssel’.

Und was das Schlimmste ist: Wo es keinen Verneinungsmodus gibt, da gibt es erst recht keinen Frage-Modus!

Nota.

Der entscheidende technische Unterschied zwischen der analogen und der digitalen Funktionsweise ist, dass im digitalen Modus nur diskrete Fortschritte in Stufen vorkommen, während es im analogen Modus nur gleitende, kontinuierliche Übergänge gibt.

Gedankenlesen - oder doch nicht?

aus scinexx

Gehörte Wörter aus Gehirnwellen rekonstruiert

Neue Methode könnte Stummen ihre Sprache wiedergeben

Forscher können an den Gehirnwellen ablesen, welches Wort ein Mensch gerade hört. In einem Experiment gelang es ihnen, Gehörtes allein anhand des Aktivitätsmusters im Sprachzentrum der Probanden zu rekonstruieren. Ein Modell wandelte dabei die Gehirnsignale in die Schallmuster des entsprechenden Wortes um und gab sie akustisch wieder. Diese Technik hätte die Identifizierung einzelner Wörter schon beim ersten Hören ermöglicht. Die Rekonstruktionen seien sogar gut genug gewesen, um sie mit einem einfachen Spracherkennungsprogramm zuzuordnen, berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin "PloS Biology".

Das Auslesen von Sprachsignalen direkt aus dem Gehirn könnte eines Tages Patienten zu Gute kommen, die nicht mehr sprechen können, beispielsweise durch einen Schlaganfall oder Lähmungen, meinen die Forscher. Denn wenn man diese Technik weiterentwickele, könne man eines Tages nicht nur tatsächlich Gehörtes, sondern auch die gedachten Wörter und Sätze solcher Patienten auslesen. Das eröffne ihnen eine Möglichkeit, sich der Außenwelt wieder mitzuteilen.

"Wenn wir die Beziehung zwischen den Gehirnsignalen und dem Wortklang verstehen, könnten wir entweder das Wort, das eine Person gerade denkt, per Sprachausgabe erzeugen oder wir lassen diese Wörter einfach als Text beispielsweise auf einem Computerbildschirm erscheinen", sagt Erstautor Brian Pasley von der University of California in Berkeley.

Netz aus Elektroden leitet Gehirnsignale ab

An der Studie nahmen 15 Patienten teil, die sich wegen Epilepsie oder einem Tumor einer Hirnoperation unterzogen. Damit die Ärzte beim Eingriff genau prüfen können, wo wichtige Bereiche im Gehirn liegen, sind die Patienten bei einem solchen Eingriff wach. Über feinmaschige Netze aus Elektroden wird ihre Gehirnaktivität und ihre Reaktion auf verschiedene Reize gemessen.

Für ihr Experiment spielten die Forscher dem jeweiligen Patienten einzelne Wörter vor. Darunter befanden sich sowohl existierende Verben und Substantive, als auch Pseudowörter. Mit Hilfe von auf dem Gehirn aufliegenden Elektroden zeichneten sie dabei gezielt die Aktivität im Schläfenlappen der Probanden auf. Dort liegt das Areal, in dem das Gehirn gehörte Sprache verarbeitet. Die Wissenschaftler nutzten zwei unterschiedliche Modelle, um die Aktivitätsmuster dem Schallwellenmuster der jeweils gesprochen Wörter zuzuordnen.

Computer gibt rekonstruiertes Wort akustisch wieder

Im nächsten Durchgang gingen die Forscher den umgekehrten Weg: Sie fütterten ihre Modelle mit verschiedenen Aktivitätsmustern und ließen sie daraus das Schallwellenmuster des Gehörten rekonstruieren. Über eine Sprachausgabe gab ein Computer diesen rekonstruierten Klang aus.

Bei einem der beiden Modelle sei diese Rekonstruktion gut genug gewesen, um zu erkennen, welches Wort gemeint sei, sagen die Forscher. Noch sei die Wiedergabe nicht perfekt. Es sei aber gut möglich, dass sich mit genaueren Ableitungen und verfeinerten Modellen besser verständliche Sprache aus den Gehirnsignalen erzeugen lassen könnte. (PloS Biology, 2012; doi:10.1371/journal.pbio.1001251)

(Public Library of Science, 01.02.2012 - NPO)

Nota. 

Die Maschine kann also erkennen, welche Laute in welche Gehirnströme umgesetzt werden - und hinterher aus den Gehirnströmen die Laute rekonstruieren. Die so gewonnenen Lautbilder qua Spracherkennungsprogramm in Schrift umzusetzen, ist dann ein Leichtes.

Merke also zuerst: Die Maschine beobachtet, wie ein analoges (Laut-)Bild in eine analoge Wellenbewegung übertragen wird - und dreht dann die Sache um.  Die Gedanken lesen kann sie freilich nicht - denn dazu müsst sie den Sinn der Lautbilder ent-ziffern, was sie nicht kann. Denn analog ist analog und digital ist digital. 

Ich wette: Was einer selber denkt, ohne es zuvor von einem andern gehört zu haben, das kann die Maschine aufgrund der bloßen Gehirnströme nicht in Laute "zurück" übersetzen. Denn wir denken nur ausnahmsweise - ich zum Beispiel jetzt, wo ich Wörter in die Maschine tippe - in Wortzeichen. Wir denken überhaupt nicht in Zeichen. Wir denken in Sinn-Bildern.

J.E.

Hybride Menschheit.

aus New York Times, 31. 1.  2012                                                   Denisov Mensch (Rek.)

DNA Turning Human Story Into a Tell-All

The tip of a girl’s 40,000-year-old pinky finger found in a cold Siberian cave, paired with faster and cheaper genetic sequencing technology, is helping scientists draw a surprisingly complex new picture of human origins.  

By ALANNA MITCHELL 

The new view is fast supplanting the traditional idea that modern humans triumphantly marched out of Africa about 50,000 years ago, replacing all other types that had gone before.

Instead, the genetic analysis shows, modern humans encountered and bred with at least two groups of ancient humans in relatively recent times: the Neanderthals, who lived in Europe and Asia, dying out roughly 30,000 years ago, and a mysterious group known as the Denisovans, who lived in Asia and most likely vanished around the same time.

H. erectus, habilis, Denisov

Their DNA lives on in us even though they are extinct. “In a sense, we are a hybrid species,” Chris Stringer, a paleoanthropologist who is the research leader in human origins at the Natural History Museum in London, said in an interview.

The Denisovans (pronounced dun-EE-suh-vinz) were first described a year ago in a groundbreaking paper in the journal Nature made possible by genetic sequencing of the girl’s pinky bone and of an oddly shaped molar from a young adult.

Those findings have unleashed a spate of new analyses.

Scientists are trying to envision the ancient couplings and their consequences: when and where they took place, how they happened, how many produced offspring and what effect the archaic genes have on humans today.

Other scientists are trying to learn more about the Denisovans: who they were, where they lived and how they became extinct.

 Denisov-Höhle

A revolutionary increase in the speed and a decline in the cost of gene-sequencing technology have enabled scientists at the Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology in Leipzig, Germany, to map the genomes of both the Neanderthals and the Denisovans.

Comparing genomes, scientists concluded that today’s humans outside Africa carry an average of 2.5 percent Neanderthal DNA, and that people from parts of Oceania also carry about 5 percent Denisovan DNA. A study published in November found that Southeast Asians carry about 1 percent Denisovan DNA in addition to their Neanderthal genes. It is unclear whether Denisovans and Neanderthals also interbred.

A third group of extinct humans, Homo floresiensis, nicknamed “the hobbits” because they were so small, also walked the earth until about 17,000 years ago. It is not known whether modern humans bred with them because the hot, humid climate of the Indonesian island of Flores, where their remains were found, impairs the preservation of DNA.

source: Nature

This means that our modern era, since H. floresiensis died out, is the only time in the four-million-year human history that just one type of human has been alive, said David Reich, a geneticist at Harvard Medical School who was the lead author of the Nature paper on the Denisovans.

For many scientists, the epicenter of the emerging story on human origins is the Denisova cave in the Altai Mountains of Siberia, where the girl’s finger bone was discovered. It is the only known place on the planet where three types of humans — Denisovan, Neanderthal and modern — lived, probably not all at once.

John Hawks, a paleoanthropologist at the University of Wisconsin-Madison, whose lab is examining the archaic genomes, visited the cave in July. It has a high arched roof like a Gothic cathedral and a chimney to the sky, he said, adding that being there was like walking in the footsteps of our ancestors.

The cave has been open to the elements for a quarter of a million years and is rich with layers of sediments that may contain other surprises. Some of its chambers are unexplored, and excavators are still finding human remains that are not yet identified. The average temperature for a year, 32 degrees Fahrenheit, bodes well for the preservation of archaic DNA.

 H. floresiensis; sapiens.

Could this cave have been one of the spots where the ancient mating took place? Dr. Hawks said it was possible.

But Dr. Reich and his team have determined through the patterns of archaic DNA replications that a small number of half-Neanderthal, half-modern human hybrids walked the earth between 46,000 and 67,000 years ago, he said in an interview. The half-Denisovan, half-modern humans that contributed to our DNA were more recent.

And Peter Parham, an immunologist at the Stanford University School of Medicine, has used an analysis of modern and ancient immune-system genetic components — alleles — to figure out that one of the Denisovan-modern couplings most likely took place in what is now southeastern China. He has also found some evidence that a Neanderthal-modern pair mated in west Asia.

He stressed, however, that his study was just the first step in trying to reconstruct where the mating took place.

H. neanderthalensis; heidelbergensis

Dr. Parham’s analysis, which shows that some archaic immune alleles are widespread among modern humans, concludes that as few as six couplings all those tens of thousands of years ago might have led to the current level of ancient immune alleles.

Another paper, by Mathias Currat and Laurent Excoffier, two Swiss geneticists, suggests that breeding between Neanderthals and modern humans was rare. Otherwise, they say, modern humans would have far more Neanderthal DNA.

Were they romantic couplings? More likely they were aggressive acts between competing human groups, Dr. Stringer said. For a model, he pointed to modern hunter-gatherer groups that display aggressive behavior among tribes.

The value of the interbreeding shows up in the immune system, Dr. Parham’s analysis suggests. The Neanderthals and Denisovans had lived in Europe and Asia for many thousands of years before modern humans showed up and had developed ways to fight the diseases there, he said in an interview.

When modern humans mated with them, they got an injection of helpful genetic immune material, so useful that it remains in the genome today. This suggests that modern humans needed the archaic DNA to survive.

The downside of archaic immune material is that it may be responsible for autoimmune diseases like diabetes, arthritis and multiple sclerosis, Dr. Parham said, stressing that these are preliminary results.

Although little is known about the Denisovans — the only remains so far are the pinky bone and the tooth, and there are no artifacts like tools. Dr. Reich and others suggest that they were once scattered widely across Asia, from the cold northern cave to the tropical south. The evidence is that modern populations in Oceania, including aboriginal Australians, carry Denisovan genes.

Dr. Reich and others suggest that the interbreeding that led to this phenomenon probably occurred in the south, rather than in Siberia. If so, the Denisovans were more widely dispersed than Neanderthals, and possibly more successful.

But the questions of how many Denisovans there were and how they became extinct have yet to be answered. Right now, as Dr. Reich put it, they are “a genome in search of an archaeology.”

 Denisov-Höhle, Ausblick

Human Brain Project in der Kritik.

aus NZZ, 25. 1. 2012

Hirnforscher stellt sich Kritik  Debatte um teures Grossprojekt  

Ein visionärer Hirnforscher will einen Supercomputer bauen, der das menschliche Gehirn simuliert. Die Kritik aus den eigenen Reihen ist laut und war Thema einer Konferenz in Bern.

von Lena Stallmach

Mit dem «Human Brain Project» hat der Hirnforscher Henry Markram von der ETH Lausanne schon viel zu reden gegeben. Das Projekt befindet sich in der Endausscheidung der «Future-Flagship-Projekte» der EU, von denen zwei über 10 Jahre mit je bis zu einer Milliarde Euro gefördert werden sollen. Am Freitag hatte die Akademie der Naturwissenschaften Schweiz Markram und einige Kritiker aus der Forschergemeinde an die Uni Bern eingeladen, um über Schwachstellen des Projekts zu diskutieren.

Ein in Bern häufig genanntes Argument gegen das Projekt war, dass man in den Neurowissenschaften nicht alles auf eine Karte setzen wolle und lieber die Vielfalt und junge Wissenschafter fördern wolle als ein Grossprojekt. Die EU-Milliarde gibt es nämlich nicht umsonst. Ein Teil davon soll gemeinsam von den am Projekt beteiligten Ländern getragen werden. Noch ist unklar, wie viel das sein wird und wer es bezahlen soll. Laut Markram wären es beim «Human Brain Project» (HBP) jährlich 10 Millionen Euro, die möglicherweise anderen neurowissenschaftlichen Projekten entgingen. Doch profitierten von diesem Geld auch junge Forscher.

Letztes Jahr hatte Markram bei öffentlichen Auftritten jeweils in den Vordergrund gestellt, dass er innerhalb von 10 Jahren das menschliche Gehirn werde simulieren können. Das Hirnmodell solle dann in der medizinischen Forschung genutzt werden. Diesmal äusserte er sich zurückhaltender und stellte den Aufbau eines Hochleistungsrechenzentrums in den Vordergrund. Dieses soll ermöglichen, alle in der Neurowissenschaft produzierten Resultate, die für die Simulation des Gehirns relevant sind, zu bündeln und in ein vereinendes Modell einzuarbeiten. Die dabei erarbeiteten Werkzeuge und die Einrichtung sollen auch von anderen Forschern genutzt werden können. Damit signalisierte Markram erstmals, dass auch eine Kooperation möglich wäre.

Einige Kritiker sprachen grundsätzlichere Probleme des Projekts an. Alexandre Pouget von der Universität Genf vertrat den Standpunkt, dass eine solche Einrichtung für die Neurowissenschaften nicht notwendig sei. Nicht die fehlende Rechnerleistung sei ein Problem, sondern das Fehlen einer Theorie. Rodney Douglas von der ETH Zürich und Larry Abbott von der Columbia University, USA, stellten infrage, dass man von einer Computersimulation überhaupt etwas Neues über das Gehirn lernen könne. Und David Willshaw von der University of Edinburgh kritisierte, dass dem Projekt ein klares Ziel fehle.

Dem entgegnete Thomas Schulthess, Direktor des schweizerischen Hochleistungsrechenzentrums bei Lugano, wo einer der Supercomputer stehen soll, dass man ein solches Forschungszentrum auch ohne klares Ziel aufbauen könne, doch brauche es die Unterstützung der Forschergemeinde. Er sehe es als grosse Chance für die Neurowissenschaften, ein Grossprojekt an Land zu ziehen. Allgemein war man sich einig, dass die breitere Einbindung von Forschern in das Projekt dessen Akzeptanz innerhalb der Forschergemeinde verbessern könne. Womöglich entsteht der Bedarf für einen Supercomputer auch erst, wenn er da ist. Der grundsätzlichen Kritik an seinem Projekt hatte Markram jedoch nicht viel entgegenzusetzen.

Memristoren - ein weiterer Schritt auf dem Weg zum künstlichen Gehirn.

aus derStandard.at, 24. 1. 2012

Künstliche Nerven imitieren erfolgreich menschliche Neuronen

Deutsche Physiker bestätigen übereinstimmende Eigenschaften

Modernste Supercomputer sind bereits zu schier unglaublichen Rechenleistungen fähig - und doch reicht ihre Effizienz bei weitem nicht an jene des menschlichen Gehirns heran. Um zu ergründen, wie das Gehirn seine Aufgaben auf so überragende Weise bewältigt, versuchen Wissenschafter rund um den Globus Nervenzellen künstlich nachzubauen und so die Grundlagen für künftig noch leistungsfähigere Computer zu legen. Physiker der Universität Bielefeld konnten nun zeigen, dass eine neue Sorte von mikroskopisch kleinen Elektronikbauteilen - sogenannte Memristoren - in der Lage ist, wesentliche Eigenschaften von natürlichen Nerven zu imitieren.

Mit ihrer Forschungsarbeit bestätigen die Wissenschafter die Annahme, dass Memristoren zum Bau künstlicher Gehirne und Nervensysteme genutzt werden können. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher in der Fachzeitschrift "Advanced Materials".

Neue Hoffnungsträger

Memristoren gelten in der Elektrotechnik als neue Hoffnungsträger. 2008 wurde der erste Memristor realisiert, theoretisch erdacht wurde er bereits in den frühen 1970ern. Bauteile dieser Art bestehen zum Beispiel aus Drähten in Nanogröße. Diese Nanodrähte leiten Strom unterschiedlich stark. Wie gut sie leiten beziehungsweise wie stark ihr Widerstand ist, hängt unter anderem davon ab, wie stark der Strom war, der in der Vergangenheit durch sie geflossen ist und wie lange dieser Strom auf sie einwirken konnte. Das ist die Besonderheit eines Memristors: Er lernt und merkt sich seine "Geschichte" - und das auch dann, wenn der Strom abgeklemmt ist.

Ein Memristor funktioniert damit so ähnlich wie ein "Bauteil" im menschlichen Gehirn, über das die Nervenzellen miteinander in Kontakt treten: die Synapse. Auch diese "Brücke" zwischen den Nervenzellen wird stärker, je öfter sie beansprucht wird: Wenn eine Nervenzelle eine andere Nervenzelle langandauernd und wiederholt anregt, dann verändert sich dadurch die Synapse und die Übertragung des Signals wird effizienter.

Wissenschafter wollen die Ähnlichkeit zwischen Synapsen und Memristoren nun etwa nutzen, um Computer zu konstruieren, die ähnlich schnell und stromsparend wie das menschliche Gehirn arbeiten. Ein erster Schritt zu solchen künstlichen neuronalen Netzen ist den Bielefelder Forschern rund um den Experimentalphysiker Andy Thomas gelungen. Bisher war unklar, ob mit der Verstärkung des Signals im Memristor die Nervenzelle tatsächlich imitiert werden kann: Wie stark muss der Strom sein und wann muss er fließen, so dass sich die Leitfähigkeit des Memristors ändert? Die Gruppe um Andy Thomas liefert in ihrer jüngsten Veröffentlichung dazu nun entscheidende Messdaten.

Bestätigte Ähnlichkeiten

Eine Nervenzelle erregt eine andere Nervenzelle, indem sie einen schwachen Stromstoß an sie abfeuert. Solche Stromstöße nennen Wissenschafter "Spikes". Die Bielefelder Forscher haben nun gezeigt, dass ein "Spike" eine bestimmte Zeit durch einen Memristor geleitet werden muss, damit sich die Leitfähigkeit ändert. Mit ihren Experimenten bestätigten die Wissenschafter die Annahme, dass die Übertragungsstärke von Memristoren bei Synapsen von früheren Spikes abhängt.

Ihre Ergebnisse gingen aber noch über diesen Befund hinaus: Sie stellten nicht nur fest, dass Memristoren wie Synapsen reagieren können - sie fanden außerdem heraus, dass sie ähnliche Eigenschaften wie die feuernden Nervenzellen aufweisen. Demnach zeigt der elektrische Widerstand in den elektronischen Bauteilen einen Verlauf wie er in ähnlicher Form in Nervenzellen vorkommt. Den Forschern zufolge springt der Widerstand zwischen zwei festen Werten hin und her, entsprechend dem Verlauf in natürlichen Nervenzellen. (red)

---

Abstract

Advanced Materials: The Memristive Magnetic Tunnel Junction as a Nanoscopic Synapse-Neuron System

Open Access - Internet und Freiheit der Wissenschaft.

aus NZZ, 25. 1. 2012

Ein Bärendienst an der Forschung  Wie Wissenschaftsverlage den freien Zugang zu Informationen zu blockieren versuchen

Ein freier Informationszugang ist für die Forschung essenziell. Mit Argwohn beobachten Forscher deshalb Versuche, ihn mit politischen und rechtlichen Mitteln einzuschränken.

von Donat Agosti

Das Internet ermöglicht theoretisch einen freien Zugang zu Daten und Forschungsresultaten an jedem beliebigen Ort der Welt. Für die Forschung werden damit mehrere Fliegen auf einen Schlag erledigt: Zum einen können die mit öffentlichen Geldern finanzierten Forscher ihre Resultate sofort weltweit zugänglich machen und dadurch andere Forschungen und Innovationen anstossen. Zum anderen wird es ihnen ermöglicht, mit Volltextsuchen wie Google Scholar die verstreuten Informationen überhaupt zu finden und zu gebrauchen. Den wissenschaftlichen Verlagen ist der freie Informationsaustausch allerdings ein Dorn im Auge. Wie zwei Beispiele aus jüngster Zeit zeigen, gehen sie mit politischen und rechtlichen Mitteln gegen die Open-Access-Bewegung vor.

In den USA ist der freie Zugang zu Forschungsresultaten zumindest in der biomedizinischen Literatur Realität. Seit 2008 verlangt das National Institute of Health (NIH), dass alle wissenschaftlichen Arbeiten, die durch diese Institution gefördert wurden, spätestens nach einem halben Jahr über das hauseigene Archiv «PubMed Central» frei zugänglich sind. Diese Errungenschaft will die am 16. Dezember 2011 im amerikanischen Kongress eingegebene Gesetzesvorlage «Research Works Act» wieder rückgängig machen. Sie will verbieten, dass die Gewährung von öffentlichen Fördermitteln an die Bedingung geknüpft wird, dass die Forschungsergebnisse auf frei zugänglichen Plattformen publiziert werden. Die Gesetzesvorlage wurde von den Kongressabgeordneten Darrell Issa und Carolyn Maloney mit der Begründung eingereicht, dass mit der NIH-Bedingung Wissenschaftsverlage nicht mehr überlebensfähig seien. Wie inzwischen bekanntwurde, ist der Wahlkampf von Maloney durch Spenden des Wissenschaftsverlags Elsevier unterstützt worden.

Fast zur gleichen Zeit, am 19. Dezember 2011, haben die Wissenschaftsverlage Elsevier, Thieme und Springer eine Klage beim Zürcher Handelsgericht eingereicht, mit welcher der ETH-Bibliothek verboten werden soll, ihren Dokumentenlieferdienst in der heutigen Form weiterzuführen. Über diesen Dienst können Kunden der ETH-Bibliothek die elektronische Zusendung von Artikeln aus wissenschaftlichen Zeitschriften verlangen. Die Kopien dürfen nur für den internen Gebrauch verwendet und nicht weitergegeben werden. Zudem entrichtet die ETH-Bibliothek der Verwertungsgesellschaft Pro Litteris eine jährliche Vergütung. Die klagenden Verlage wollen diese Dienstleistung mit der Begründung verbieten, dass sie diese Artikel selbst online anbieten, allerdings in der Regel für ungefähr 30 Euro pro Artikel, ein Vielfaches dessen, was der Bezug durch die ETH-Bibliothek kostet.

Mit ihrer Klage wollen die Wissenschaftsverlage eine Regelung des schweizerischen Urheberrechtsgesetzes unterlaufen, die das auszugsweise Kopieren aus Zeitschriften ausdrücklich erlaubt. Diese Regelung ist, im Vergleich etwa zur Situation in Deutschland, wo derartige Kopien verboten sind, ein eindeutiger Standortvorteil für den Forschungsplatz Schweiz.

Wissenschaftliche Veröffentlichungen spielen in der Forschung eine zentrale Rolle. Deshalb stellt sich die Frage, ob die Verlage der Wissenschaft nicht einen Bärendienst erweisen. Das Vorgehen der Verlage erstaunt auch deshalb, weil sie in einem rechtlichen Sinne weder die Urheber noch die Qualitätskontrolleure der von ihnen publizierten Arbeiten sind. Der Forschungsförderer bezahlt nämlich nicht nur die ganze Forschung, sondern auch die wissenschaftliche Beurteilung von Fachartikeln, die meist durch Fachleute in solchen Forschungsinstitutionen erfolgt. Die Verlage bekommen also ein fertiges und extrem hochwertiges Produkt, das sie formatieren und vertreiben. Mit der Umstellung auf elektronische Publikationsformen ist ein erheblicher Teil der mit diesem Vertrieb verbundenen Kosten weggefallen. Trotzdem sind die Abonnementspreise dieser Zeitschriften von Jahr zu Jahr rasant gestiegen. Damit unterstützten die Verlage eigenhändig die Open-Access-Bewegung, gegen die sie nun vorgehen.

Über Foucault.

aus NZZ, 25. 1. 2012

Der Philosoph als Textkörper  Michael Fischs Biografie der Werke Michel Foucaults

von Roman Veressov · «Lenin lebte, Lenin lebt, Lenin wird leben!» - ein einfacher Austausch des Namens genügte, um Wladimir Majakowskis Ausruf in eine Formulierung der Pointe umzuprägen, mit der Michael Fischs Foucault-Biografie «Werke und Freuden» aufwartet. Kritikern wie Jean Baudrillard, der bereits zu dessen Lebzeiten ein «Vergessen» Foucaults forderte («Oublier Foucault»), entgegnet Fisch nämlich dezidiert, dass mit Foucaults Tod zwar das Werk ende, doch «die Biografie endet nicht mit dem Tod. Michel Foucault lebt weiter - durch sein Werk.»

Das «Leben des Denkens»

Im Gegensatz wiederum zu Foucault freundschaftlich zugetanen Interpreten wie Paul Veyne oder Gilles Deleuze, die den traditionellen Widerstreit des Werkes und des Lebens durch eine metaphorische Transformation des Philosophen in einen «Planeten», einen «Archivar», einen «Samurai», einen «Kartografen» (und anderes mehr) zu überwinden suchten, verspricht Fisch, die Synthese von Denken und Person durch eine «Biografie des Werks» selbst zu vollbringen. Fisch möchte, was sich hinter dem Namen «Foucault» verbirgt, weder ausschliesslich als Individuum noch als eine quasi literarische Figur, sondern vielmehr als Textkörper behandeln, dessen Anatomie, Organisation und Genese es nachzuzeichnen und in einem Bild des «Lebens des Denkens» festzuhalten gelte.

Fisch verfügt als professioneller Schriftsteller und Literaturwissenschafter über eine geschmeidige Erzählstimme und philologisch geschulte Hände. Beides kommt seiner klassisch chronologisch angelegten Darstellung insbesondere auf der Ebene des eigentlichen Lebensberichts sehr zugute. Durch die philologische Absicherung der Narration gelingt es ihm, Foucaults schillernde Persönlichkeit anschaulich werden zu lassen, ohne sie im Trivialen oder Anekdotischen zu zerfasern. Der Autor entschlüsselt Foucaults Forschungsmotive, ohne einem «Biografismus» zu verfallen; er erhellt das private wie politische Handeln seines Protagonisten, ohne sich eine Psychologisierung anzumassen.

Selbst den delikaten und sperrigen Episoden, die in Foucaults Werdegang eingestreut sind, begegnet Fisch bescheiden und behutsam, indem er lediglich die kontroversen Überlieferungen der fraglichen Geschichte vorträgt und im Zweifelsfall auch Widersprüchen Raum lässt. Seine gelehrten Exkurse über Weggefährten und Zeitgenossen Foucaults (Dumézil, Canguilhem und andere), geistesverwandte Denker (etwa Nietzsche oder Bataille) und Antipoden (beispielsweise Hegel oder Sartre) schliessen sich nur durch die erzählerische Darstellung zu dem Kreislauf jener, wie Stephen Greenblatt sagen würde, «sozialen Energie» zusammen, aus der sich seinerzeit Foucaults Denkbewegung speiste.

Doch so kompetent und alert er diese Prozesse darzutun versteht, so ungelenk agiert Fisch bei dem Versuch, das Organisationsgeheimnis des Foucaultschen Theorie-Korpus zu lüften. Anstatt sich um Methodenanalyse und die immanente Systematisierung der Begriffe Foucaults zu bemühen, setzt Fisch grösstenteils auf die Recherche von deren Umfang und Herkunftsgeschichte. Er bedient sich dabei augenscheinlich einer Art von Thesaurus, um zu allen Hauptthesen und -termini Bündel von einschlägigen Originalzitaten quer aus dem OEuvre einzusammeln; und in die Lücken wirft er bei Bedarf ad hoc Kommentarbrocken aus einem weiteren Zettelkasten mit der Sekundärliteratur.

So liegt am Ende ein stoffreiches Konglomerat vor, dessen analytische Qualität indes nicht höher zu veranschlagen ist als die einer mittelmässigen Einführung. Vertan ist damit leider auch die Chance, die Fisch das redensartliche «Glück des Spätgeborenen» gewährt hat, nämlich durch die Berücksichtigung der Erstveröffentlichungen der Vorlesungen und letzten Beiträge Foucaults zur Thematik der «Regierung» einen Erkenntnismehrwert im Blick auf das Gesamtwerk zu erzeugen - sofern man nicht willens ist, bereits die archivarische Vervollständigung als Pionierleistung zu würdigen.

Ein schwerwiegendes Manko

Für eine herkömmliche Biografie noch hinnehmbar, ist dies Manko für Fischs Arbeit insofern verheerend, als damit ein eminenter Aspekt des Werks und zugleich ein wesentliches persönliches Charaktermerkmal Foucaults unkenntlich wird: der systematische Zug. Weder Monumentalphilosoph noch Sprachartist, war Foucault bekanntlich gleichwohl ein formstrenger und luzider Stilist und ein ebenso passionierter wie rigoroser Epistemologe, dessen intellektuelle Entwicklung sich beileibe nicht bloss über geistreiche Wortschöpfungen und faszinierende Themenstoffwechsel vollzog, sondern gleichermassen, wenn nicht hauptsächlich, durch die systematische Problematisierung und Kritik der eigenen Erkenntnisverfahren vorangetrieben wurde. So entgeht Fisch auch die zentrale vitale Funktion, die gerade diese - scheinbar kaltblütige - Systematizität für Foucaults Schaffen hatte. Dadurch droht das «Werk» sein Herzstück und damit auch sein «Leben» einzubüssen.

Michael Fisch: Werke und Freuden. Foucault - eine Biografie. Transcript, Bielefeld 2011. 600 S., Fr. 52.90.

Ist Trauer pathologisch?

aus New York Times, 25. 1. 2012

 

Grief Could Join List of Disorders  

By BENEDICT CARE

When does a broken heart become a diagnosis?

In a bitter skirmish over the definition of depression, a new report contends that a proposed change to the diagnosis would characterize grieving as a disorder and greatly increase the number of people treated for it.

The criteria for depression are being reviewed by the American Psychiatric Association, which is finishing work on the fifth edition of its Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, or D.S.M., the first since 1994. The manual is the standard reference for the field, shaping treatment and insurance decisions, and its revisions will affect the lives of millions of people for years to come. 

In coming months, as the manual is finalized, outside experts will intensify scrutiny of its finer points, many of which are deeply contentious in the field. A controversy erupted last week over the proposed tightening of the definition of autism, possibly sharply reducing the number of people who receive the diagnosis. Psychiatrists say current efforts to revise the manual are shaping up as the most contentious ever. 

The new report, by psychiatric researchers from Columbia and New York Universities, argues that the current definition of depression — which excludes bereavement [Trauer], the usual grieving after the loss of a loved one — is far more accurate. If the “bereavement exclusion” is eliminated, they say, “there is the potential for considerable false-positive diagnosis and unnecessary treatment of grief-stricken persons.” Drugs for depression can have side effects, including low sex drive and sleeping problems. 

But experts who support the new definition say sometimes grieving people need help. “Depression can and does occur in the wake of bereavement, it can be severe and debilitating, and calling it by any other name is doing a disservice to people who may require more careful attention,” said Dr. Sidney Zisook, a psychiatrist at the University of California, San Diego.

In blogs, letters, and editorials, experts and advocates have been busy dissecting the implications of this and scores of other proposed revisions, now available online, including new diagnoses that include “binge eating disorder,” “premenstrual dysphoric disorder” and “attenuated psychosis syndrome.” The clashes typically revolve around subtle distinctions that are often not readily apparent to those unfamiliar with the revision process. If a person does not meet precise criteria, then the diagnosis does not apply and treatment is not covered, so the stakes are high. 

“The world has changed” since the last revision, in 1993, said Dr. James H. Scully Jr., chief executive of the psychiatric association. “We’ve got electronic media around the clock, and we’ve made drafts of the proposed changes public online, for one thing. So anybody and everybody can comment on them, at any time, without any editors.”

Many doctors and therapists approve of efforts to eliminate vague, catch-all diagnostic labels like “eating disorder-not otherwise specified” and “pervasive development disorder-not otherwise specified,” which is related to autism. But a swarm of critics, including two psychiatrists who oversaw revisions of earlier editions, has descended on many other proposals.

“What I worry about most is that the revisions will medicalize normality and that millions of people will get psychiatric labels unnecessarily,” said Dr. Allen Frances, who was chairman of the task force that revised the last edition.

Dr. Frances, now an emeritus professor at Duke University, has been criticizing the current process relentlessly in blog posts and e-mails. Dr. Robert L. Spitzer, who oversaw revision of the third manual in 1980, has also voiced concerns, as have the American Counseling Association, the British Psychological Society and a division of the American Psychological Association. Some of the concerns have to do with important technical matters, like the statistical reliability of diagnostic questionnaires. Others are focused on proposed changes to the most familiar diagnoses. 

Under the current criteria, a depression diagnosis requires that a person have five of nine symptoms — which include sleeping problems, a feeling of worthlessness and a loss of concentration — for two weeks or more. The criteria make an explicit exception for normal grieving, which can look like depression.

But the proposed diagnosis of depression has no such exclusion, and in the new study, Jerome C. Wakefield of New York University and Dr. Michael First of Columbia concluded that the evidence was not strong enough to support the change. “An estimated 8 to 10 million people lose a loved one every year, and something like a third to a half of them suffer depressive symptoms for up to month afterward,” said Dr. Wakefield, author of “The Loss of Sadness.” “This would pathologize them for behavior previously thought to be normal.” 

But Dr. David J. Kupfer, a professor of psychiatry at the University of Pittsburgh School of Medicine and the chairman of the task force making revisions, disagreed, saying, “If someone is suffering from severe depression symptoms one or two months after a loss or a death, and I can’t make a diagnosis of depression — well, that is not being clinically proactive. That person may then not get the treatment they need.”

Another point of growing contention is a proposed new diagnosis, “attenuated psychosis syndrome,” which would be given to people who experience delusional thinking and hallucinations and sometimes say things that do not make sense. Psychosis is the signature symptom of schizophrenia, typically a lifelong, disabling mental disorder. Psychiatrists have long hoped for a way to catch it early, before it turns into full-blown schizophrenia. 

But critics say these symptoms are poor predictors of the disorder. In studies, 70 percent to 80 percent of young people who report these strange experiences do not ever qualify for a full-blown schizophrenia diagnosis, yet the label increases the risk of being “treated” with powerful anti-psychosis drugs.

“There’s already overuse of these drugs in children and adolescents, and having this vague diagnosis, regardless of its intent, will only increase misuse in this vulnerable population,” said Dr. Peter J. Weiden, director of the psychosis treatment program at the University of Illinois at Chicago. 

Some outside experts say the same is true of other proposed additions, like premenstrual dysphoric disorder (lethargy and other depressive symptoms in the week before menses, among other things) and binge-eating disorder (out-of-control bingeing, complete with self-loathing). Getting the diagnosis increases the likelihood of being treated for what is normal behavior, or close enough.

Task force members argue differently: if a person is in distress and seeking help, then treatment ought to be offered — and covered by insurance.

For now, these revisions are still in play; the completed manuscript is due to the printer in December. In the longer term, the politicking is likely to have a corrosive effect on the process, some experts said. Recent findings in genetics show that nature does not respect psychiatric categories — many different disorders seem linked to some of the same genetic glitches. 

Already a federal agency, the National Institute of Mental Health, has set up its own independent effort to classify mental disorders, called Research Domain Criteria, which will not be based on existing categories. 

In time, said Dr. Steven E. Hyman, a resident scholar at the Broad Institute of M.I.T. and Harvard, this kind of approach should ground the field more in nature and less in expert opinion. Until then, there is and will be the diagnostic manual.  

Nota.

Die Schärfe solcher Debatten wäre unbegreiflich wenn - nicht soviel Geld auf dem Spiele stünde. Ärzte und mit ihnn stets  die pharmazeutische Industrie wünschen sich eine Ausweitung der Diagnose, Versicherungennuund Krankenkassen, eventuell staatliche Versorgungseinrichtungen sind sehr dagegen.

Dabei ist die Sache so simpel wie nur irgendwas. 'Trauerzustände führen manchmal (oft?) zu depressiven Verstimmungen, die sich, wenn nicht behandelt, zu Depressionen und schlimmstenfalls zu chronischen Zuständen führen können': Dem gesunden Menschenverstand ist damit restlos Genüge getan. Aber der ist nicht in erster Linie gefragt.

Und schließlich hätte noch die Res publica selber ein Wort zu sagen: Dass immer mehr Bereiche des ganz normalen Alltagslebens als pathologisch problematisiert werden, kann ihr nicht recht sein.

J.E.

Stress und Wahrnehmuung.

Pressemitteilung

Stresshormon wirkt deutlich schneller als erwartet

Peter Kuntz 

Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Universität Trier

24.01.2012 09:05

Psychobiologen der Universität Trier entdecken Wirkung von Kortisol auf Thalamus

Stress könnte sich beim Menschen weitaus umfassender auf die Wahrnehmung und Informations- verarbeitung auswirken als bisher angenommen. Forschern am Fachbereich I der Universität Trier unter der Federführung des Psychobiologen Prof. Dr. Hartmut Schächinger ist in Zusammenarbeit mit dem Brüderkrankenhaus Trier erstmals der Nachweis einer raschen Wirkung des Stresshormons Kortisol auf den Thalamus gelungen. Damit würde Kortisol beim Menschen die thalamische Informationsverarbeitung von Stressereignissen nahezu unmittelbar beeinflussen und nicht - wie bisher angenommen - frühestens nach 20 Minuten.

Forschern am Fachbereich I der Universität Trier gelingt in Zusammenarbeit mit dem Brüderkrankenhaus Trier erstmals der Nachweis einer raschen Wirkung des Stresshormons Kortisol auf den Thalamus. Diese Gehirnstruktur ist für viele kognitive Prozesse äußerst wichtig, u.a. für die Aufmerksamkeit und Informationsverarbeitung. Dieser Befund wurde in der neuesten Ausgabe des renommierten „Journal of Neuroscience“ publiziert. Erstautor dieser Publikation ist ein Doktorand des DFG-geförderten Internationalen Graduiertenkollegs „Psychoneuroendokrinologie des Stresses“.

Stress ist ein psychobiologisches Phänomen. Während Stress kommt es zu physiologischen und kognitiven Reaktionen. Mit diesen soll eine aus phylogenetischer Perspektive vorteilhafte Anpassung des Individuums an das Stress auslösende Ereignis begünstigt werden. Zwar wird im Rahmen einer Stressreaktion Kortisol schon innerhalb von Minuten in den Blutkreislauf freigesetzt. Bisher wurde jedoch vermutet, dass Kortisol nur relativ langsam im Gehirn wirken kann. Grund für diese Vermutung liefern Untersuchungen, die belegen, dass die durch Kortisol ausgelösten molekularbiologischen Prozesse frühestens nach 20 Minuten zu spezifischen Funktionsänderungen der Zellen führen können. Damit wäre ein Einfluss des Stresshormons Kortisol auf die unmittelbare kognitive Verarbeitung des Stress auslösenden Ereignisses ausgeschlossen.

Mit dem jetzt publizierten interdisziplinären Forschungsprojekt konnte jedoch in mehreren unabhängigen Experimenten gezeigt werden, dass Kortisol innerhalb weniger Minuten Funktionsänderungen im Thalamus hervorruft. Der Thalamus ist eine sehr wichtige Gehirnstruktur, die bei der Verarbeitung fast aller Wahrnehmungen eine Rolle spielt. Zudem ist der Thalamus an der Regulation von Wachheit und Aufmerksamkeit beteiligt. Die Forschungsergebnisse zeigen daher, dass das im Rahmen einer Stresssituation ausgeschüttete Hormon Kortisol sehr wohl einen Einfluss auf die kognitive Verarbeitung des Stress auslösenden Ereignisses ausüben könnte.

Orginalpublikation:
F Strelzyk, M Hermes, E Naumann, M Oitzl, C Walter, HP Busch, S Richter, and H Schächinger: Tune It Down to Live It Up? Rapid, Nongenomic Effects of Cortisol on the Human Brain. Journal of Neuroscience 2012; 32: 616–625.

Nota.

"Das Limbische System ist 'Durchlaufstation' für zwei wichtige Nervenstränge. Der eine verläuft direkt von den Sinnesorganen des Körpers über den Thalamus, der das Tor zum Bewusstsein genannt wird, zu den verschiedenen Regionen des Cortex. Er ist also eine wichtige Schaltzentrale im Verbund der drei großen Teile des Gehirns (Stammhirn - Limbisches System - Großhirn) und ihrer zentralen Kontrolle. Der andere Nervenstrang von und zum Körper läuft über den Hypothalamus und bindet das Limbische System ein in das Geflecht der neuronal fundierten Entscheidungsprozesse. Sie reagieren auf sinnliche Wahrnehmungen der Umwelt ebenso wie auf von Meldungen über die Bedürfnisse des Organismus, die von innen kommen. Der Hypothalamus nimmt so Einfluss darauf, welche der vielen immer gleichzeitig registrierten Sinneseindrücke unterdrückt und welche beachtet und weiter verarbeitet werden.

Die Leistungen von Thalamus und Hypothalamus werden ergänzt durch die Leistungen des Hippocampus. Er registriert die Kontextbedingungen des Erlebens. Sie bilden die Grundlage dafür, dass man sich daran erinnern kann, bestimmte Erfahrungen schon einmal gemacht zu haben (episodisches Gedächtnis)."

aus http://www2.uni-wuppertal.de/FB4/anglistik/multhaup/brain_language_learning/html/brain_macrostructures/2_drei%20etagen_txt.html

Vulkanischer Lebensborn.

aus scinexx

Reaktionslawine am Ursprung des Lebens 

Mechanismus zur Evolution der ersten Stoffwechselprozesse entdeckt  

Die Entstehung erster Biomoleküle, die sich vervielfältigen und weiter entwickeln können gilt chemisch gesehen als der Ursprung des Lebens. Dieser „Urstoffwechsel“ könnte in vulkanisch-hydrothermalen Strömungskanälen stattgefunden haben. Welche Reaktionen jedoch die Evolution dieses Urstoffwechsels auslösten, war unklar – bis jetzt.

Denn nun haben Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) im Laborversuch erstmals Mechanismen gezeigt, mit denen wenige Biomoleküle lawinenartig neue Produkte hervorbringen und so einen selbst-expandierenden Stoffwechsel in Gang setzen können. Die Forscher berichten über ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Chemistry – A European Journal“.

Einzigartige Umgebung

Vulkanisch-hydrothermale Strömungskanäle bieten eine chemisch einzigartige Umgebung, die auf den ersten Blick lebensfeindlich scheint. Es handelt sich dabei um Risse in der Erdkruste, durch die Wasser strömt, das Vulkangase enthält und diverse Mineralien kontaktiert. Und doch – gerade in dieser extremen Umgebung könnten sich jene beiden Mechanismen entwickelt haben, die allem Leben zu Grunde liegen: Vervielfältigung von Biomolekülen – Reproduktion - und Entwicklung neuer Biomoleküle auf Basis der zuvor entstandenen Biomoleküle (Evolution).

Am Anfang dieser „Kettenreaktion“, die letztlich zur Entstehung zellulärer Lebewesen führte, stehen dabei nur einige wenige Aminosäuren, die aus den vulkanischen Gasen unter Katalyse durch die Mineralien gebildet werden. Ähnlich einem Dominostein, der eine ganze Lawine nach sich zieht, regen diese ersten Biomoleküle dann sowohl ihre eigene Vervielfältigung als auch die Produktion ganz neuer Biomoleküle an.

Mechanismus des sich selbst erzeugenden Urstoffwechsels entwickelt

„Auf diese Weise entsteht das Leben nach von Anfang an feststehenden Gesetzen der Chemie zwangsläufig und in einer vorgegebenen Richtung“, erklärt Günter Wächtershäuser von der Universität Regensburg. Er hat den Mechanismus des sich selbst erzeugenden Urstoffwechsels theoretisch entwickelt – ein Laborbeweis jedoch fehlte bislang.

Nun gelang es Wissenschaftlern um Claudia Huber und Wolfgang Eisenreich am Lehrstuhl für Biochemie der TUM, in enger Zusammenarbeit mit Wächtershäuser erstmals die Möglichkeit eines solchen, sich selbst anregenden Mechanismus im Labor direkt nachzuweisen. „Durch die Kombination moderner analytischer Verfahren erhalten wir immer mehr Einblicke in die molekularen Details des faszinierenden Reaktionsgeschehens“, sagt Eisenreich.

Ursprung der Kettenreaktion

Die zentrale Rolle kommt hierbei nach Angaben der Forscher dem aus Verbindungen der Übergangsmetalle Nickel-Cobalt- oder Eisen bestehenden Katalysator zu. Er sorgt nicht nur dafür, dass die ersten Biomoleküle überhaupt entstehen können, sondern bildet zudem den Ursprung der Kettenreaktion. Der Grund: Die aus den vulkanischen Gasen gerade erst neu entstandenen Biomoleküle greifen am Zentrum des Übergangsmetall-Katalysators an und ermöglichen so weitere chemische Reaktionen, in denen ganz neue Biomoleküle geschaffen werden.

„Diese Kopplung zwischen Katalysator und organischem Reaktionsprodukt ist der erste Schritt“, erklärt Wächtershäuser. „Leben entsteht, wenn es im Folgenden zu einer ganzen Kaskade weiterer Kopplungen kommt, die schließlich auch zur Bildung einer Erbsubstanz und erster Zellen führt“.

Forscher ahmen Bedingungen hydrothermaler Strömungskanäle nach

In ihren Versuchen ahmten die Forscher die Bedingungen hydrothermaler Strömungskanäle nach und etablierten ein wässrig-metallorganisches System, das eine ganze Reihe verschiedener Biomoleküle produziert, darunter auch die Aminosäuren Glycin und Alanin. Hierbei diente den Wissenschaftlern zufolge eine Cyano-Verbindung als Kohlenstoffquelle und Kohlenmonoxid als Reduktionsmittel. Nickelverbindungen erwiesen sich in den Versuchen als der effektivste Katalysator.

Das entstandene Glycin und Alanin führten die Biochemiker dann einem weiteren System zu, das wiederum zwei neue Biomoleküle herstellte. Das Ergebnis: Die beiden Aminosäuren erhöhten die Produktivität des zweiten Systems um das Fünffache.

Weitere Forschung nötig

In einem nächsten Schritt wollen die Forscher nun die Bedingungen der vulkanisch-hydrothermalen Systeme, in denen das Leben vor Jahrmilliarden entstanden sein könnte noch genauer nachstellen. „Wir simulieren hierzu zunächst bestimmte Stadien in der Entwicklung eines vulkanisch-hydrothermalen Strömungssystems, um die wichtigen Parameter heraus zu finden“, erklärt Wächtershäuser. „Erst danach können wir uns mit der rationalen Konstruktion eines Strömungsreaktors befassen“.

Die Ergebnisse der Wissenschaftler um Wächtershäuser und Eisenreich zeigen, dass die Entstehung und Evolution von Leben im heißen Wasser vulkanischer Schlote praktisch möglich ist. Die Resultate offenbaren Vorteile dieser Theorie im Vergleich zu anderen Ansätzen. In den vulkanischen Schloten ändern sich Temperatur, Druck und pH-Wert entlang des Strömungswegs und bieten so ein graduelles Spektrum von Bedingungen, das allen Stadien der frühen Evolution zuträglich ist, bis hin zur Entstehung der ersten Erbsubstanz (RNA/DNA).

Autonomie wichtigste Systemeigenschaft

Die wichtigste Eigenschaft des Systems jedoch ist den Wissenschaftlern zufolge seine Autonomie: Der erste Stoffwechsel wäre hier anders als beispielsweise beim Konzept einer „kühlen Ursuppe“ nicht auf Zufallsereignisse oder eine Jahrtausende andauernde Ansammlung wesentlicher Komponenten angewiesen. Ist der erste Dominostein erst einmal umgeworfen, fallen die anderen von selbst. Die Entstehung des Lebens bewegt sich in festen Bahnen, vorgegeben durch die Regeln der Chemie – ein chemisch determinierter Prozess an dessen Ende der Stammbaum aller Lebewesen steht. (Chemistry – A European Journal, 2012; doi: 10.1002/chem.201102914)

(Technische Universität München, 20.01.2012 - DLO)