Wissenschaft und TechnologieS


Gear

Der Kitt des Universums: Physiker finden Hinweis auf "Gottesteilchen"

Forscher am Europäischen Elementarteilchenzentrum Cern wollen starke Hinweise für die Existenz des sogenannten Higgs-Bosons gefunden haben. Dieses oft als "Gottesteilchen" bezeichnete Partikel suchen Physiker seit mehr als 30 Jahren.

Große Entdeckungen geschehen nicht immer schlagartig. Und nicht immer ist ein glücklicher Zufall am Werk, so wie einst im Labor von Alexander Fleming, als er das Penicillin fand. Manchmal bahnt sich ein wissenschaftlicher Durchbruch quälend langsam an. Milliarden Euro werden für Experimente ausgegeben, jahrzehntelang werden Daten genommen, doch die Messgeräte zeigen nichts. Zweifler werden immer lauter, und irgendwann gibt es doch Hinweise auf eine Neuigkeit. Akribisch werden weitere Indizien zusammengetragen, bis eine statistische Schwelle überschritten ist, die einen Zufall zu mehr als 99 Prozent ausschließt. Aber ganz sicher, absolut frei von Zweifel, ist die Sache auch dann noch nicht.
Cern
© ddpCern: Der Teilchenbeschleuniger LHC soll hochenergetische Proton-Proton-Kollisionen zum Nachweis des Higgs-Teilchen untersuchen

In diesem Zustand befindet sich eine Entdeckung, über die Physiker des Forschungszentrums Cern am kommenden Dienstag berichten werden. Es geht um das berühmt gewordene Higgs-Partikel, oft als "Gottesteilchen" bezeichnet, das Physiker seit mehr als 30 Jahren suchen. In energiereichen Protonenkollisionen an dem 27 Kilometer umfassenden Beschleunigerring LHC meinen die Cern-Forscher, klare Hinweise auf dieses ominöse Higgs-Boson gefunden zu haben, wie es die Fachwelt nennt.

Bulb

Ein Bienenvolk denkt wie ein Menschenhirn

Wenn es um Entscheidungen geht, stimmen in beiden Fällen die Mitglieder ab: bei uns Zellen, bei Bienen Individuen.
Bienen
© APA (DPA)

Er setzt so viel Energie um wie einer von uns, er hält etwa die gleiche Körpertemperatur, aber er besteht nicht aus Zellen, sondern aus Individuen: der „Bien“. So nannte man ihn im 19. Jahrhundert, man stellte sich das ganze Volk als „Einwesen“ vor. Das tut man heute noch, nur die Semantik wurde modernisiert, Bienen sind - wie andere soziale Insekten - „Superorganismen“.

Und was sie leisten, wird immer erstaunlicher: Eine Gruppe um Thomas Seeley (Cornell University) hat getestet, wie Bienenvölker Entscheidungen fällen. Sie tun es so wie wir, die Parallelen sind für die Forscher „frappant“ (Science, 8. 12.): In unseren Gehirnen wird bei Entscheidungen abgestimmt, es bilden sich Fraktionen von Hirnzellen, die Parteigänger hinzuziehen - und das bei der Gegenseite unterbinden wollen, durch „Kreuz-Inhibierung“ - , und wenn eine Seite einen Schwellenwert überschreitet, steht die Entscheidung.

Bacon

Großes Gehirn, kleiner Magen? Nicht mehr.

Menschlicher Schädel
© Zürich U
Der "expensive tissue"-Hypothese zuwider, die besagt, dass einige Gewebe mehr Energie für ihren Ruhestoffwechsel brauchen als andere, haben Forscher aus der Schweiz entdeckt, dass wenn das Gehirn eines Säugetiers wächst, die Verdauungsorgane nicht kleiner werden. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht und teilweise durch das Projekt SYNTHESYS ("Synthesis of systematic resources") finanziert, das 7,2 Mio. EUR unter dem Themenbereich "Forschungsinfrastrukturen" des Siebten Rahmenprogramms der EU (RP7) erhielt.

Zudem entdeckten die Forscher der Universität Zürich, dass die Fähigkeit zur Fetteinlagerung in der Regel mit relativ kleinen Gehirnen einhergeht - nicht jedoch bei den Menschen. Drei Schlüsselkomponenten sind für die Fähigkeit der Menschen, mehr Energie zu nutzen, verantwortlich: gemeinschaftliche Kinderversorgung, bessere Nahrung und aufrechter Gang.

Das Gehirngewebe verbraucht eine Menge Energie. Wenn eine Tierart ein größeres Gehirn entwickelt als ihre Vorfahren, kann der erhöhte Energiebedarf entweder durch die Sicherung von mehr Nahrungsquellen gedeckt oder bei anderen Funktionen des Körpers eingespart werden.

Chalkboard

Gutes Zeitgefühl verrät mathematische Intelligenz

Beide Fähigkeiten beruhen auf gleichem Verarbeitungssystem im Gehirn
Mathematik
© GFDLMathematik

Anhand des Zeitgefühls eines Menschen kann man vorhersagen, ob dieser ein guter Mathematiker ist oder nicht. Denn beide Fähigkeiten sind eng miteinander verknüpft. Das haben italienische Forscher jetzt durch ein Experiment nachgewiesen. Wenn jemand gut die Dauer von Zeitintervallen einschätzen könne, verrate dies spezifisch seine mathematische Intelligenz, berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin „PloS ONE“. Einen Zusammenhang des Zeitgefühls mit dem Arbeitsgedächtnis oder der allgemeinen Intelligenz, wie bisher angenommen, gebe es dagegen nicht.

Den Anstoß zum Experiment der Forscher gab eine Beobachtung aus vorhergehenden Studien: Wenn Menschen rechnen oder andere mathematische Aufgaben lösen, fällt es ihnen schwer einzuschätzen, wie viel Zeit dabei vergeht. Was diesen Störeffekt auslöst, war bisher unklar. Einige Wissenschaftler vermuteten, dass das gleichzeitige Rechnen den Arbeitsspeicher des Gehirns auslastet. Bei Menschen mit besserem Gedächtnis oder höherer Intelligenz müsste der Störeffekt daher schwächer sein. Einer anderen Hypothese nach verarbeitet das Gehirn Zeiten und Zahlen auf gleiche Weise - und kommt sich daher selbst ins Gehege.

Butterfly

Studie: Tanz der Bienen ähnelt Signalen im Gehirn

Washington - Der Tanz der Bienen weist erstaunliche Ähnlichkeiten mit den Signalen im Gehirn auf, die einer Entscheidungsfindung vorausgehen. Das geht aus einer Studie der Cornell University in New York hervor, die in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science Express veröffentlicht wurde. Dafür beobachtete ein Team um Thomas Seeley die Vorgänge in der Zeitspanne unmittelbar vor der Neugründung eines Bienenstocks.
Bienen
© AFP, Frank RumpenhorstBienen

Bienen verständigen sich durch den sogenannten Schwänzeltanz über ausgekundschaftete Futterquellen oder geeignete Orte für die Anlage von Bienenstöcken. In groben Zügen sind die Bedeutungen dieses Rundtanzes längst entschlüsselt. Es gelingt den Insekten dabei, ihren Artgenossen durch die Ausrichtung der Tanzbewegungen genaue Hinweise über die Entfernung bestimmter Objekte vom Bienenstock und die anzusteuernde Himmelsrichtung zu übermitteln.

Messungen von Gehirnaktivitäten bei Affen hatten in der Vergangenheit gezeigt, dass bei Entscheidungsprozessen der Primaten zahlreiche Nervenzellen (Neuronen) aktiv sind. Einigen Nervenzellen kommt dabei die Aufgabe zu, die anderen zu "stoppen". Die Entscheidung fällt schließlich für die Variante mit dem geringsten Widerstand. Das Forschungsteam von der Cornell University gewann den Eindruck, dass die Bewegungsabläufe der Bienen während ihres Tanzes diejenigen der Nervenströme in den Gehirnen der Primaten "imitieren".

Heart

Empathische Ratten helfen ihren gefangenen Freunden

Ratte
© dpa/Zoologische StadtsammlungEine Ratte nimmt ihre Umgebung in Augenschein.
Ratten fühlen mit ihren gefangenen Freunden und helfen ihnen - sogar wenn sie selbst davon keinen Vorteil haben. Es sei die erste Beobachtung dieser Art bei Nagetieren, berichten US-Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Science“.

Die Forscher von der Universität Chicago hielten Laborraten paarweise in Käfigen, so dass die Tiere sich aneinander gewöhnten. Anschließend sperrten sie eine der Ratten in einen durchsichtigen Behälter innerhalb eines größeren Test-Käfigs. Wie erwartet reagierte auch die andere Ratte mit Unruhe auf die Gefangenschaft ihres Gefährten. Nach einigen Versuchen jedoch lernten die freien Ratten, die Gefängnis-Tür zu öffnen. Sie halfen ihren Gefährten hinaus, öffneten jedoch nie die Tür für Stoffmäuse oder andere Gegenstände.

UFO

Sonnenforscher erklären mysteriöses Objekt beim Merkur

Washington/ USA - Am 1. Dezember 2011 dokumentierte die Kamera an Bord der Zwillingssonden des NASA-Sonnenobservatoriums STEREO einen koronalen Masseauswurf der Sonne und in der Folge, wie dessen Plasmawelle auf den innersten Planeten Merkur trifft und über diesen hinwegfegt. Auf den Originalaufnahmen dieses Vorgangs entdeckte ein Beobachter dann eine Erscheinung, die auf den ersten Blick tatsächlich wie ein gewaltiges Objekt erscheint, das - offenbar getarnt - erst durch den Plasmafackel für einige Augenblicke sichtbar wird. Während die einen in den Aufnahmen eine gewaltige künstliche Struktur von planetarer Größe zu erkennen glauben, sind Wissenschaftler der US Navy, auf deren Seiten die ursprünglichen Aufnahmen veröffentlicht wurden, zuversichtlich, die Erscheinung als Bildartefakte erklären zu können.
merkur
© secchi.nrl.navy.milStandbild: Eine von der Sonne ins All geschleuderte Plasmafackel (CME) lässt offenbar eine gewaltige Struktur rechts neben dem Planeten Merkur für wenige Augenblicke sichtbar werden.

Auf das "Atemberaubende riesige UFO direkt neben Merkur" (Amazing huge cloaked UFO next to Mercury MUST SEE!!!) machte "siniXster" die Internetgemeinde mit einem Video auf Youtube aufmerksam. Die fraglichen "HI 1"-Aufnahmen der STEREO-Sonde A entdeckte er auf der Internetseite des Forschungsprojekts der US Navy über Zusammenhänge zwischen Sonne und Erde ("Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation" SECCHI) auf "secchi.nrl.navy.mil".

In seinen eigenen Kommentaren zeigt sich "siniXster" offensiv fasziniert von seiner Entdeckung und lässt, wie die schon im Titel seines Videos, keinen Zweifel daran, dass es für ihn keinerlei andere Erklärung für die Bilder geben kann, als dass hier ein getarntes Raumschiff durch die Plasmafackel des Sonnensturms für kurze Zeit sichtbar wird - "Star Trek" lässt grüßen.

Beaker

Schweizer Forschung: Kann ein Molekül Kokainsüchtige heilen?

Forschern der Universität Genf ist es gelungen, kokainsüchtige Mäuse durch veränderte Moleküle im Gehirn von ihrer Obsession zu befreien. Das Verfahren könnte zukünftig auch abhängigen Menschen helfen.
Bild

Forscher der Universität Genf haben einen neuen Ansatz entdeckt, um Kokainsucht zu behandeln. Bei Mäusen ist es ihnen gelungen, das hyperaktive Suchtverhalten mit einer speziellen Behandlung zum Verschwinden zu bringen. Ein ähnliches Prinzip lässt sich womöglich beim Menschen anwenden.

Harte Drogen können schlimme, praktisch unumkehrbare Folgen haben. Kokain zum Beispiel hinterlässt im Hirn von abhängigen Menschen so tiefe Spuren, dass Betroffene noch nach Jahren der Abstinenz wieder rückfällig werden können, wie die Universität Genf am Mittwoch mitteilte.

Die Veränderungen, die Kokain im Hirn hervorruft, sind aber nicht einfach zu entdecken. «Kokain macht keine Löcher ins Hirn», sagte der Neurowissenschaftler Christian Lüscher auf Anfrage. Die Droge hat eine subtilere Wirkung: Sie verändert die Kontakte zwischen Nervenzellen in bestimmten Regionen des Gehirns.

Life Preserver

Gehirn schützt Körper vor Überanstrengung

Forscher können nachweisen, wie Muskelermüdung im Kopf entsteht
Bild

Zürich (pte) - Bei Muskelermüdung spielt das Gehirn eine wichtige Rolle. Forscher der Universität Zürich http://uzh.ch haben einen Mechanismus aufgedeckt, der bei ermüdenden Aufgaben eine Reduktion der Muskelleistung bewirkt. "So wird dafür gesorgt, dass die eigenen physiologischen Grenzen nicht überschritten werden. Der Körper wird vor Überlastung geschützt, damit bei Todesgefahren Reservekapazitäten übrig bleiben", sagt Studienleiter Kai Lutz im pressetext-Gespräch.

Empirischer Beweis erbracht

Die Wissenschaftler waren bereits theoretisch davon ausgegangen, dass Muskelermüdung und Änderungen der Interaktion zwischen neuronalen Strukturen zusammenhängen. Mit ihrer Studie konnten sie diesen Mechanismus nun erstmals empirisch nachweisen. Die Forschenden konnten zeigen, dass im Verlauf einer ermüdenden Aufgabe Nervenimpulse aus dem Muskel - ganz ähnlich wie Schmerzinformationen - das primäre motorische Areal hemmen.

Telescope

Phlegra Montes: ESA-Sonde fotografiert ungewöhnliche Fließstrukturen auf dem Mars

Mars-Region Phlegra Montes
© ESA/DLR/FU Berlin (G. Neukum)Farb-Draufsicht auf die Mars-Region Phlegra Montes. (Klicken Sie auf die Bildmitte, um zu einer vergrößerten Darstellung zu gelangen.)
Berlin/ Deutschland - Das Gebirgsmassiv Phlegra Montes auf dem Mars zieht sich über mehrere hundert Kilometer vom nordöstlichen Teil der Elysium-Vulkanregion bis weit in die nördliche Tiefebene erstreckt. Die Gebirgsgruppe besteht aus einer Vielzahl sanfter Hügel und Bergrücken, deren Entstehung auf einen tektonischen Ursprung zurückgeführt wird, also Spannungen in der Marskruste zur Ursache hat. Auf aktuellen Aufnahmen der europäischen Sonde Mars Express sticht vor allem ein großes Tal ins Auge, in dem deutlich langestreckte Fließformen zu erkennen sind.

Das Tal ist fast 50 Kilometer lang und etwa 15 Kilometer breit. Die Fließstrukturen sind gut im Bildausschnitt 1 in der schwarzweißen Draufsicht und in den ersten drei perspektivischen Ansichten zu sehen. Die Geologen bezeichnen solche Fließstrukturen als "lineated valley fill" ("streifenförmige Talfüllung"). Bei genauerer Betrachtung erkennt man, dass nahezu alle Hügel von einem offensichtlich plastischen Material umströmt werden und an ihrem talseitigen Ende so genannte "lobate debris aprons" ("lobenförmige Schuttfächer") ausbilden. Generell scheint sich das Material von den Hügelketten hangabwärts weg bewegt zu haben.