Mittwoch, 3. Dezember 2014

Menschliche Zellen machen Mäuse intelligenter

Injektion in Gehirne zur Stärkung neuronaler Netze vorgenommen

Maus: wird schlauer durch menschliche Zellen
(Foto: pixelio.de/A. Schweppe-Rahe)

Rochester (pte018/03.12.2014/10:30) - Experten der University of Rochester Medical Center haben Mäuse erschaffen, deren Gehirne zur Hälfte menschlich sind. Ziel des Projektes war ein besseres Verständnis von Erkrankungen des menschlichen Gehirns durch die Arbeit mit den ganzen Organen der Tiere und nicht nur mit Proben. Die veränderten Tiere verfügen immer noch über Mäuseneuronen, die rund die Hälfte ihrer Gehirnzellen ausmachen. Die Gliazellen in ihren Gehirnen, die die Neuronen unterstützen, sind jedoch menschlich.

Vermehrung auf zwölf Mio. Stück

Laut dem leitenden Forscher Steve Goldman handelt es sich immer noch um Gehirne von Mäusen. "Alle nicht nicht-neuronalen Zellen sind jedoch menschlich." Die Wissenschaftler haben unreife Gliazellen aus gespendeten menschlichen Föten gewonnen. Sie wurden Jungtieren injiziert. Dort entwickelten sie sich zu Astrozyten, einer sternenförmigen Art von Gliazellen. Innerhalb eines Jahres wurden die Gliazellen der Mäuse vollständig von den menschlichen Zellen übernommen. Die 300.000 menschlichen Zellen, die jedes Tier erhalten hatte, vermehrten sich, bis zur Zahl von zwölf Mio. Stück.

Astrozyten sind für bewusstes Denken von Bedeutung, da sie helfen, die Verbindungen zwischen den Neuronen zu stärken. Ihre Ausläufer spielen bei der Koordination von elektrischen Signalen über die Synapsen eine Rolle. Menschliche Astrozyten sind zehn bis 20 Mal so groß wie die der Mäuse und verfügen über 100 Mal mehr Ausläufer. Das bedeutet, dass sie zu einer viel rascheren Koordination der neuronalen Signale fähig sind. Eine Reihe von Standardtests zu Gedächtnis und Wahrnehmung hat gezeigt, dass die Mäuse mit den menschlichen Astrozyten schlauer waren als ihre normalen Artgenossen.

Goldman hat bereits 2013 Studienergebnisse präsentiert, laut denen Mäuse mit menschlichen Gliazellen klüger sind. Die injizierten menschlichen Zellen waren jedoch bereits erwachsen und fügten sich daher nur in das Gehirn der Tiere ein. Bei der aktuellen Studie wurden Vorgänger dieser Zellen injiziert, die in der Lage sind, sich zu teilen und zu vermehren. Daher waren sie laut dem Wissenschaftler auch in der Lage, das Gehirn der Mäuse so vollständig zu übernehmen. Ihre Vermehrung endete erst, als die räumlichen Grenzen erreicht waren.

Studien mit MS-Patienten geplant

Für ein weiteres Experiment injizierte Goldman Jungtieren unreife menschliche Gliazellen, die nur wenig Myelin produzierten. Dieses Protein dient der Abschirmung von Nerven. In den Gehirnen der Mäuse reifte eine große Anzahl der Zellen zu Oligodendrozyten, die Myelin produzieren. Die Zellen erkannten den Mangel und versuchten, ihn auszugleichen. Das Wissen könnte zur Behandlung von Krankheiten eingesetzt werden, bei denen die Myelinschicht geschädigt ist. Eine Genehmigung dafür, Patienten mit Multipler Sklerose mit den Vorläufern der Gliazellen zu behandeln, steht noch aus. Studien sollen in 12 bis 15 Monaten beginnen.

Laut Goldman machen die zusätzlichen Zellen die Mäuse jedoch nicht menschlicher. "Diese Zellen verbessern nur die Effektivität des neuronalen Netzwerkes der Tiere. Es sind immer noch Mäuse." Aus ethischen Gründen verwarfen die Wissenschaftler die Idee, Affen menschliche Zellen zu verabreichen. Derzeit finden jedoch erste Tests mit Ratten statt. Die Forschungsergebnisse wurden im Journal of Neuroscience veröffentlicht.


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Mittwoch, 26. November 2014

Babys behalten Glücksmomente im Gedächtnis

Singen, Spielen und Kuscheln mit den Eltern fördert Entwicklung

Baby: glückliche Momente bleiben im Gedächtnis
(Foto: pixelio.de, Steffi Pelz)

Provo (pte002/26.11.2014/06:05) - Selbst fünf Monate alte Babys erinnern sich an schöne Zeiten mit den Eltern, meint Psychologieprofessor Ross Flom von der Brigham Young University in Utah. "Mein Team und ich haben untersucht, wie sich Gefühle von Kleinkindern auf ihre Erinnerung niederschlagen", sagt Flom.

Tests am Bildschirm

Laut den Wissenschaftlern erinnern sich kleine Kinder an die guten Zeiten, also jene Momente, in denen mit ihnen gespielt und gekuschelt wurde. Insgesamt bleiben die positiven Emotionen, die das Kleinkind hatte, im Gedächtnis. In ihrer Studie untersuchten die Forscher fünf Monate alte Babys. Obwohl Babys nicht sprechen können, konnten die Experten anhand von Tests beweisen, dass positive Erlebnisse in der Erinnerung der Kleinen bleiben.

Die Babys wurden etwa vor einen Monitor gesetzt und eine Person auf dem Bildschirm sprach mit ihnen entweder in einer freundlichen, neutralen oder bösen Stimme. Unmittelbar im Anschluss an die emotionale Belastung wurden den Kindern bestimmte geometrische Formen gezeigt. Sowohl nach fünf Minuten wie auch einen Tag später wurde das Kind getestet, ob es sich an die geometrische Form erinnern konnte.

Stimmlage wichtig

Wenn die Babys zuvor mit einer negativen Stimme angesprochen wurden, erinnerten sie sich nicht mehr an die geometrische Figur. Wurde die Erinnerung an die geometrische Form aber mit einer positiven Stimme verbunden, konnten sie sich sehr wohl erinnern. "Die positive Erinnerung erhöht das Aufmerksamkeitssystem und die Anspannung der Babys - durch diese erhöhte Aufmerksamkeit erinnern sich die Kleinkinder besser an Dinge, in diesem Fall an die geometrische Figur", sagt Flom abschließend.


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Dienstag, 11. November 2014

"Call of Duty" gibt Gehirn einen Leistungsschub

Action in Videospielen steigert kognitive Fähigkeiten und Kompetenzen

Videospieler: Action Games fördern Gehirnfähigkeiten
(Foto: schemmi/pixelio.de)

Washington/Straßburg/Wien (pte027/11.11.2014/12:30) - Lern- und Multitasking-Kompetenzen verbessern sich erheblich, wenn User bevorzugt Action-Videogames wie Activion's "Call of Duty" spielen. Laut einer aktuellen PNAS-Studie können Gamer visuelle Objekte kognitiv wesentlich effizienter verarbeiten, diese sogar in Gedanken rotieren und auch Informationen besser festhalten als Nicht-Spieler.

Dass digitaler Input oft sehr positive Seiten haben kann, wissen Experten schon seit längerem. "Gute, pädagogisch wertvolle Computerspiele können die Fähigkeiten und Kompetenzen eines Menschen auf unterschiedliche Weise fördern", erklärt Lisa Brunner vom Institut für Suchtprävention gegenüber pressetext.

Kompetenzerwerb für alle

Eine detaillierte Betrachtung der Studienergebnisse bedeutet für die Medizin- und Lernwissenschaft erhebliche Möglichkeiten zum Fortschritt. Gamer hatten in den durchgeführten Tests einen signifikanten Vorteil darin, genau vorhersagen zu können, was in verschiedenen Szenarien als nächstes passieren würde. Dies konnten die Spieler sogar nebenbei bewältigen, während ihr Aufmerksamkeitsfokus auf von Forschern gestellten Aufgaben gerichtet war.

Personen, die zuvor keine Video-Games gespielt hatten, konnten in den Untersuchungsreihen mit dem Spiel "Call of Duty"-Kompetenzen erwerben. Dazu mussten sie jedoch in einem Zeitraum von zwei Monaten mindestens fünf Mal in der Woche bis zu zwei Stunden gespielt haben. Die erworbenen Multi-Tasking-Skills hielten sich danach etwa ein Jahr in den Gedächtnissen der Versuchspersonen.

Aufbauspiele langweilen Hirn

Eine Vergleichsgruppe sollte im Anschluss an die Tests das weniger spektakuläre soziale Game "Sims 2" spielen. Ergebnisse zeigten, dass die Spieler dadurch keine Kompetenzen erwarben. Experten erklären anhand der Studie, dass in Action-Spielen oftmals völlig unterschiedliche Reaktionen gefragt sind, während diese jedoch kaum miteinander in Beziehung stehen. Ganz anders als zum Beispiel bei Aufbauspielen, die meistens streng nach dem gleichen Schema ablaufen.

Dennoch sollen die Ergebnisse keine Entschuldigung für das dauerhafte Spielen von Video-Games sein. Andere Gehirnfunktionen leiden beim exzessiven Spielen und können im schlechtesten Fall sogar verloren gehen. Gerade bei Kindern kann die Entwicklung beim Dauerspielen gestört werden. Die Studie wurde von Organisationen wie dem Office of Naval Research und dem Human Frontier Science Program finanziert.


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Donnerstag, 30. Oktober 2014

Menschliches Denken funktioniert teils unbewusst

Optische Tests liefern neue Blickwinkel auf Entscheidungsprozesse

Nudel-Gehirn: Alles Bewusste läuft unbewusst ab
(Foto: pixelio.de/M. Berger)

Sydney (pte004/30.10.2014/06:15) - Unbewusstes Denken beeinflusst das bewusste Denken - und zwar ohne, dass die denkende Person etwas davon mitbekommt. Das zeigt eine neue Analyse der University of New South Wales. Dabei versuchten die Forscher der Frage auf den Grund zu gehen, ob es Teile im Gehirn gibt, die Informationen vor dem Bewusstsein zurückhalten, die mit dem bewussten Denkprozess quasi durch eine Hintertür verbunden sind.

Experimente mit Punkten

Zu diesem Zweck wurden Studienteilnehmern Masken aufgesetzt, bei denen jedem Auge ein seperates Bild dargeboten wurde. Den Freiwilligen wurden Bilder von sich bewegenden Punkten gezeigt. Die Forscher befragten sie danach, in welche Richtung sich die Punkte bewegten. Der Haken: Die Bewegungen der Punkte am Beginn waren fast nicht wahrnehmbar und wurden erst mit der Zeit sichtbar.

Je früher die Probanden aber die Bewegungsrichtung der Punkte identifizieren konnten, umso akkurater fielen die Ergebnisse aus. Während eines anderen Experiments bewegten sich farbige Punkte ziellos vor einem Auge, während graue Punkte sich vor dem anderen Auge entweder nach rechts oder links bewegten. Die bunten Punkte überwältigen das Gehirn dabei dermaßen, dass die Bilder der grauen Punkte dadurch vollständig überdeckt werden.

Wichtige Grundlagenforschung

Ältere Studien haben bereits gezeigt, dass das Gehirn zwar sieht, was mit den grauen Punkten passiert, aber das nur unbewusst. Die aktuelle Erhebung wollte ergründen, ob Vorinformationen über die grauen Punkte die Richtigkeit der Antworten erhöht. Dies bestätigte sich nun. Die Freiwilligen konnten genauer die Bewegungsrichtung der grauen Punkte angeben, wenn sie die Punkte schon vorher zu Gesicht bekamen.

Die australischen Experten sehen die neuen Ergebnisse als ein Beispiel dafür, dass unbewusste Informationen den bewussten Entscheidungsprozess beeinflussen. Sie schlagen vor, dass - falls ähnliche Prozesse im Alltagsleben stattfinden - diese Erkenntnisse große Konsequenzen haben. So ließen sich Überlegungen dazu anstellen, wie das menschliche Denken grundsätzlich funktioniert.


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Dienstag, 28. Oktober 2014

Kleine Fehler beim Lernen sind gut fürs Gedächtnis

Wer beim Raten knapp daneben liegt, baut sich langfristig Stützen auf

Lernender Senior: Fehler können helfen
(Foto: Rainer Sturm, pixelio.de)

Toronto (pte001/28.10.2014/06:00) - Kleine Fehler beim Lernen können letztlich helfen, sich etwas zu merken - allerdings nur, wenn der falsche Tipp von der Idee her zur richtigen Lösung passt. Das hat eine aktuelle Studie von Baycrest Health Sciences ergeben. Dieses Lernen mit Versuch und Irrtum funktioniert nicht nur bei jungen Menschen gut, sondern ebenso bei Senioren. Letzteres widerspricht gängigen Lehrmeinungen und könnte daher Auswirkungen darauf haben, wie ältere Menschen ihr Gedächtnis trainieren.

Die Forscher haben 65 jungen Erwachsenen (Altersschnitt 22) und 64 Senioren (Altersschnitt 72) beim Lernen mittels Versuch und Irrtum studiert. "Zufälliges Raten scheint der späteren Erinnerung an die richtige Antwort nicht zu helfen, aber knapp daneben liegende Rateversuche fungieren als Sprungbrett für das Abrufen der richtigen Information", fasst Andrée-Ann Cyr, Doktorandin bei Baycrest und an der University of Toronto. Das gilt der Untersuchung zufolge für Erwachsene jeden Alters - aber mit der Einschränkung, das ein Tipp von der Bedeutung her und nicht nur lexikalisch-abstrakt zur richtigen Antwort passen muss.

Rosige Verbindungen

Für den Test wurden die Probanden gebeten Begriffe wie "Rose" zu lernen, für die sie zunächst einen groben Oberbegriff ("Blume") oder aber den Wortstamm ("Ro-") kannten. In der Hälfte der Fälle haben die Testpersonen das gesuchte Wort direkt erfahren, sonst mussten sie es erraten. Bei einem späteren Gedächtnistest hat sich gezeigt, dass sich die Teilnehmer immer dann am besten an Begriffe erinnern, wenn sie diese über verwandte Begriffe erraten haben, wie beispielsweise den Blumen-Tipp "Tulpe". Das Raten über den Wortstamm und völlig unpassende Begriffe ("rope", engl. Für Seil) dagegen hat die Gedächtnisleistung sogar verschlechtert.

Cyr und ihre Kollegen vermuten, dass das daran liegt, wie das Gehirn Informationen sortiert, nämlich nach konzeptioneller Verwandtschaft und nicht nach lexikalischer Nähe. Falsche Tipps dürften daher nur dann zur Stütze werden, wenn sie von der Idee her mit der richtigen Antwort etwas gemein haben - wie die Früchte "Birne" und "Apfel" oder eben die Blumen "Tulpe" mit der "Rose". Durch das Lernen mittels Versuch und Irrtum wiederum denkt man intensiver über die Information nach und stellt daher Verbindungen her, die dem Gedächtnis helfen. Das Raten über den lexikalischen Wortstamm dagegen schadet eher, weil es keine wirklich sinnvolle Verbindung gibt.

Raten hilft in jedem Alter

Den Baycrest-Forschern zufolge ist besonders beachtenswert, dass sich das Raten anhand der Begriffsgruppe für beide Altersgruppen bewährt hat. Demnach scheint das Altern sich nicht darauf auszuwirken, wie wir durch Versuch und Irrtum lernen. Deshalb könnten die Ergebnisse profunde Auswirkungen haben. "Sie stellen traditionelle Ansichten über die besten Methoden der Gedächtnis-Rehabilitation bei gesunden Senioren auf den Kopf", betont Baycrest-Forscherin Nicole Anderson, Professorin für Psychologie und Psychiatrie an der University of Toronto. Vorherrschende Lehrmeinung ist nämlich, dass ältere Menschen das Lernen durch Versuch und Irrtum eher vermeiden sollten.


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Mittwoch, 8. Oktober 2014

Gehirn spielt Wahrnehmung einen Streich

Kleine visuelle Veränderungen werden absichtlich ignoriert

Einstein vor Gehirn: Denkorgan blendet Dinge aus
(Foto: pixelio.de/A. Bermüller)

Berkeley (pte004/08.10.2014/06:15) - Ein neurologischer Trick lässt Menschen die Welt stabiler erscheinen als sie tatsächlich ist. Eine Studie der University of California zeigt, dass diese oft nützliche Fähigkeit oft auch in einen Irrweg führt. So können beispielsweise zwei verschiedene Gesichter oder Formen als gleich angesehen werden.

Stabilität in instabilem Umfeld

"Das Gehirn kreiert Stabilität innerhalb eines instabilen Systems", sagt David Whitney, Studienautor und Professor der Psychologie an der University of California. "Wenn man zum Beispiel Harry Potter ansieht, erkennt man nicht, dass sich sein einfarbiges T-Shirt in der nächsten Sequenz zu einem Poloshirt verwandelt. Das visuelle System ist programmiert, die Dinge als stabil anzusehen. Es gibt eine Tendenz, kleine Änderungen in seiner Umwelt zu ignorieren."

Auf der Suche nach dem exakten Zielgesicht, das den Studienteilnehmern kurz gezeigt wurde, identifizierten die Kandidaten durchwegs Gesichter, die nicht das Zielgesicht darstellten, sondern eine Komposition von Gesichtern, die sie in den vorangegangenen Sekunden gesehen hatten. Die Teilnehmer beurteilten diese Gesichter zum Zielgesicht als viel ähnlicher als sie tatsächlich waren. Die Ergebnisse helfen zu erklären, wie der Prozess der visuellen Information funktioniert.

Fokussierung auf das Wichtige

Vorangegangene Untersuchungen haben gezeigt, dass in der visuellen Wahrnehmung ein sogenanntes Kontinuum-Umfeld existiert, in dem Menschen in ihrer Wahrnehmung innerhalb von 15 Sekunden ähnliche Objekte zu einem verschmelzen. "Es ist nicht nur die Garderobe von Harry Potter, die wir ignorieren, sondern auch sein Stunt-Double", so Alina Liberman, die die Experimente durchgeführt hat.


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Mittwoch, 17. September 2014

Menschliches "Sprachgen" macht Mäuse schlauer

Große Bedeutung von FOXP2 beim Spracherwerb - Tests im Labyrinth

Labyrinth: Mäuse lernen mit Gen schneller
(Foto: pixelio.de, H. Hraban Ramm)

Cambridge (pte001/17.09.2014/06:00) - MIT-Forscher haben Mäusen die menschliche Version des "Sprachgens" FOXP2 verabreicht. Mäuse, die über das Gen verfügten, konnten eine Aufgabe automatisch oder unbewusst erlernen. Ein derartiges Lernen ist zum Beispiel erforderlich, um sich den neuen Weg zur Arbeit zu merken. Laut dem Team um Ann Graybiel legen diese Ergebnisse gemeinsam mit anderen Studien nahe, dass das Gen hilft, Tätigkeiten als Kind zu erlernen - und zwar über eine unbewusste Kontrolle der Lippen und Zunge.

Einbau bei Schimpansen fraglich

FOXP2 gilt als das im Zusammenhang mit der Entwicklung des Gehirns am besten erforschte Gen. Es wurde in den 1990er-Jahren in einer britischen Familie entdeckt, deren Mitglieder aufgrund einer Mutation unter schweren Sprachbehinderungen litten. Es zeigte sich, dass FOXP2 einen Transkriptionsfaktor kodiert, also ein Protein, das die Aktivität anderer Gene reguliert und das während der embryonalen Entwicklung im Gehirn aktiv ist.

Der Vergleich des Genoms von Menschen und Schimpansen hat ergeben, dass seit der Spaltung der Entwicklung der beiden zwei entscheidende Mutationen dieses Gens stattgefunden haben. Die Forscher nehmen an, dass diese Mutationen eine Rolle bei der Sprachentwicklung des Menschen gespielt haben. Die große Frage ist, was passieren würde, wenn die menschliche Version dieses Gens Schimpansen verabreicht wird.

Auch wenn sich durch diesen Eingriff womöglich die stimmlichen Möglichkeiten verändern würden, ist diese Frage bis auf Weiteres nicht zu beantworten, da ethische Vorbehalte ein derartiges Forschungsvorhaben nicht zulassen. Die menschliche Version des Gens wurde jedoch Mäusen verabreicht. Es verändert ihre Gehirne auf vielfache Weise. Betroffen sind vor allem die neuronalen Netzwerke, die beim Lernen eine Rolle spielen. Bis jetzt war allerdings unklar, welche Folgen es auf das Verhalten und die Intelligenz geben könnte.

Mäuse finden schneller Futter

Die Wissenschaftler führten für die aktuelle Studie Tests durch, bei denen Mäuse ein T-förmiges Labyrinth durchqueren mussten, um eine Belohung in Form von Futter zu erhalten. Das Labyrinth konnte verändert werden, um unbewusstes und bewusstes Lernen abzutesten. Manchmal wurde das Futter so platziert, dass die Tiere immer in die gleiche Richtung laufen mussten, um es zu finden.

Dieser Vorgang wird mit einem automatischen Lernen in Zusammenhang gebracht. In anderen Fällen wurde das Futter an anderen Stellen positioniert. Visuelle Anhaltspunkte lieferten Hinweise auf das jeweilige Versteck. Zumindest beim Menschen erfordert das Finden dann bewusste Gedankenarbeit.

Die Mäuse mit der menschlichen Version von FOXP2 lernten das Futter schneller zu finden als die anderen Tiere. Sie brauchten dafür nur acht Tage. Die anderen Mäuse lernten es in zwölf Tagen. Das Labyrinth war dabei so ausgerichtet, das bewusstes und unbewusstes Lernen kombiniert werden konnten. War es nur möglich, eine der beiden Strategien einzusetzen, so ließen sich keine Unterschiede zwischen den beiden Gruppen feststellen.

Rätsel um FOXP2 bleibt bestehen

Laut Faraneh Vargha-Khadem vom University College London ist gerade das Erlernen von Sprache ein Vorgang, der bewusstes Denken erfordert. Es hängt aber auch davon ab, dass komplexe Bewegungen der Lippen und der Zunge automatisch erfolgen. FOXP2 könnte einem NewScientist-Bericht nach eine Rolle beim Übergang gespielt haben, als die Menschen erstmals die Fähigkeit zu sprechen erlangten. Trifft das zu, würde das Gen auch eine Rolle beim Spracherwerb von Kindern spielen.

Vargha-Khadem betont allerdings auch, dass FOXP2 in vielen Bereichen des Gehirns aktiv ist und dass die aktuellen Forschungsergebnisse daher nicht unbedingt seine Bedeutung für die Sprache erklären müssen. "Man darf nicht zu viel in diesen Ergebnisse hineininterpretieren", unterstreicht die Expertin. Die Forschungs­ergebnisse wurden im Fachmagazin PNAS veröffentlicht.


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Montag, 15. September 2014

Alzheimer: Gehirn gleicht Schäden teilweise aus

Amyloidablagerungen entscheidend - Geistige Aktivität im Alter wichtig

Gehirn: Schäden sind teilweise ausgleichbar
(Foto: pixelio.de, Dieter Schütz)

Berkeley (pte010/15.09.2014/10:14) - Das Gehirn kann einige durch Alzheimer hervorgerufene, frühe Veränderungen ausgleichen, wie die University of California ermittelt hat. Das Team um William Jagust fand heraus, dass manche Menschen in der Lage sind, zusätzliche Ressourcen zu schaffen, um ihre Denkfähigkeit zu erhalten. Die Wissenschaftler hoffen, dass diese Ergebnisse neue Einblicke ermöglichen, warum die Krankheit bei manchen Menschen mit frühen Symptome fortschreitet.

An der aktuellen Studie nahmen 71 Erwachsene ohne Anzeichen eines geistigen Verfalls teil. Gehirnscans zeigten, dass 16 der älteren Teilnehmer über Amyloid­ablagerungen verfügten, also jene Protein­plaquen, die als ein Kennzeichen von Alzheimer gelten. Alle Teilnehmer wurden ersucht, sich eine Reihe von Fotos im Detail zu merken. Währenddessen wurde mit Scannern ihre Gehirnaktivität beobachtet.

Gedächtnistests im Fokus

Zuerst wurde nach der Hauptaussage der Fotos gefragt und später nach Details aller gesehenen Bilder. Beide Gruppen schnitten laut einem Bericht in Nature Neuroscience bei diesen Tests gleich gut ab. Die Teilnehmer mit Amyloidablagerungen wiesen jedoch beim Erinnern von Details eine höhere Gehirnaktivität auf.

Die Wissenschaftler gehen aus diesem Grund davon aus, dass die Gehirne der Probanden teilweise über die Fähigkeit verfügen, sich an frühe Schädigungen anzupassen und sie auch auszugleichen. Jagust vermutet, dass insbesondere Menschen, die ihr Leben lang geistig sehr aktiv waren, auch besser in der Lage sind, sich möglichen Schädigungen anzupassen.


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Freitag, 12. September 2014

Schlafende Menschen können Aufgaben lösen

Automatisierte Anfragen werden trotz Ruhemodus richtig beantwortet

Wecker: Gerhirn erkennt Klingeln automatisch
(Foto: pixelio.de, Alexandra H.)

Cambridge/Paris (pte010/12.09.2014/10:23) - Das Gehirn ist auch dann aktiv, wenn wir schlafen. Laut Forschern des Ecole Normale Superieure und der Cognition and Brain Sciences Unit können Menschen schlafend Wörter klassifizieren. Das Team um Sid Kouider machte mit den wachen Teilnehmern einen Worttest. Es zeigte sich, dass die Antworten auch im Schlaf immer noch richtig waren.

Weitere Studien erforderlich

Der in "Current Biology" veröffentlichten Studie nach ist das Gehirn auch schlafend in der Lage, komplexe Aufgaben durchzuführen. Das gilt vor allem dann, wenn diese Fähigkeit automatisiert wurde. Weitere Studien sollen jetzt herausfinden, wie die Zeit, die wir schlafend verbringen, besser genutzt werden kann.

Mittels EEG wurde die Gehirnaktivität von Teilnehmern aufgezeichnet, während sie ersucht wurden, gehörte Wörter mit einem Knopfdruck entweder als Tiere oder als Objekte zu identifizieren. Sie wurden gebeten, Tiere mit einem Knopfdruck der rechten Hand zu klassifizieren und Objekte mit der linken. Damit konnten die Wissenschaftler die Antworten mitverfolgen und einer bestimmten Gehirnregion zuordnen.

Antworten werden nur langsamer

in einem nächsten Schritt wurden die Teilnehmer ersucht, sich in einem abgedunkelten Raum mit geschlossenen Augen hinzulegen und die gestellten Aufgaben weiter zu lösen bis sie einschliefen. Schlafend wurde eine neue Liste von Wörtern abgetestet. Damit war sichergestellt, dass das Gehirn vor dem Antworten arbeiten musste. Die Gehirnaktivität zeigte, dass die Personen weiterhin richtig, allerdings auch etwas langsamer antworteten. Zu diesem Zeitpunkt waren die Teilnehmer völlig bewegungslos und schliefen fest.

Laut Kouider ist damit nachgewiesen, dass das schlafende Gehirn viel aktiver sein kann, als bisher angenommen. "Damit werden einige Alltagserfahrungen erklärbar - wie zum Beispiel, dass wir auch im Schlaf auf unseren Namen reagieren oder auch auf das Klingeln des Weckers. Das gilt für ähnlich laute Geräusche ohne diese spezifische Bedeutung nicht."

Es ist sogar möglich, einfache Berechnungen und Gleichungen während des Einschlafens durchzuführen und die richtigen oder falschen Ergebnisse auch schlafend zu erkennen. Jede Aufgabe, die automatisierbar ist, kann Kouider nach auch im Schlaf durchgeführt werden. Alles, was wir jedoch nicht automatisch tun, findet dann auch im Schlaf nicht statt.


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Donnerstag, 11. September 2014

Blutgruppe und Gedächtnisverlust korrelieren

AB führt zu leicht erhöhtem Risiko - Weitere Studien erforderlich

Blutampulle: Forscher decken Zusammenhang auf
(Foto: pixelio.de, Andrea Damm)

Burlington (pte015/11.09.2014/10:37) - Die Blutgruppe AB könnte in Zusammenhang mit Gedächtnisverlust im höheren Alter stehen. Das hat eine aktuelle Studie des University of Vermont College of Medicine ergeben. Menschen mit dieser äußerst seltenen Blutgruppe, die lediglich vier Prozent aller Menschen weltweit haben, scheinen anfälliger für Probleme mit dem Denken und dem Gedächtnis zu sein.

30.000 US-Bürger untersucht

Das Team um Mary Cushman baut bei der in "Neurology" veröffentlichten Erhebung auf früheren Forschungs­ergebnissen auf, die einen möglichen Zusammenhang zwischen der Blutgruppe und einem erhöhten Herzrisiko hergestellt haben. Die Wissenschaftler analysierten die Daten von rund 30.000 US-Bürgern über 45 Jahren. 495 Teilnehmer entwickelten während der drejährigen Laufzeit der Studie Probleme beim Denken, mit dem Gedächtnis oder litten unter kognitiven Einschränkungen. Diese Gruppe wurde mit 587 Personen verglichen, die unter keinen derartigen Einschränkungen litten.

Teilnehmer mit der Bluttgruppe AB machten sechs Prozent der Gruppe aus, die unter kognitiven Beeinträchtigungen litt. Allgemein liegt der Wert bei vier Prozent. Diese Studie stützt die Theorie, dass eine bestimmte Blutgruppe wie zum Beispiel 0 zu einem geringeren Risiko einer Herz-Kreislauf-Erkrankung führen könnte. Dadurch wird laut den Forschern wiederum das Gehirn vor Beeinträchtigungen geschützt. Aber auch Faktoren wie Bluthochdruck, hohe Cholesterinwerte und Diabetes können das Risiko einer kognitiven Einschränkung oder Demenz erhöhen.

Auch andere Faktoren relevant

"Die Blutgruppe steht auch mit anderen vaskulären Erkrankungen wie Schlaganfällen in Zusammenhang. Durch unsere Forschungsergebnisse wird der Zusammenhang zwischen vaskulären Problemen und der Gesundheit des Gehirns deutlicher", unterstreicht Cushman. Weitere wissenschaftliche Studien seien jedoch jedoch dringend erforderlich, um diesen Zusammenhang genauer zu erforschen.


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Freitag, 29. August 2014

Hirnstimulation verbessert Gedächtnisleistung

Freiwillige Probanden schnitten bei Tests 30 Prozent besser ab

Gehirnscans: Forscher wollen Demenz bekämpfen
(Foto: pixelio.de, Dieter Schütz)

Chicago (pte016/29.08.2014/10:10) - Die Stimulierung eines bestimmten Gehirnteils mit elektro­magnetischen Impulsen könnte die Gedächtnis­leistung verbessern. Laut einer Studie der Northwestern University haben die 16 Studien­teilnehmer nach diesem Eingriff 30 Prozent weniger Fehler bei Gedächtnistests gemacht. Derzeit erforscht das Team um Joel Voss, ob dieses Verfahren auch Menschen mit Gedächtnisstörungen helfen und die Abnahme der Fähigkeiten im höheren Alter verringern kann.

Hippokampus im Fokus

Laut der in "Science" veröffentlichten Erhebung kon­zen­trierten sich die Forscher ganz bewusst auf den Hippokampus. Dieser Bereich des Gehirns spielt eine zentrale Rolle bei grundlegenden Gedächtnis­vorgängen. Dazu gehört zum Beispiel, sich an den Namen eines Menschen zu erinnern. Diese Region wurde bei allen Teilnehmern mit detaillierten Scans analysiert und letztlich die Gedächtnisleistung beurteilt.

Den Teilnehmern wurden Fotos von Gesichtern gezeigt und gleichzeitig Wörter vorgespielt, die mit den Motiven nichts zu tun hatten. Sie sollten sich dann an die Wort-Foto-Paare erinnern. Mit Hilfe eines Geräts wurden dann kurze elektromagnetische Impulse auf den Bereich über dem Hippokampus abgegeben. Diese Sitzungen wurden an fünf aufeinanderfolgenden Tagen jeweils 20 Minuten lang durchgeführt.

Die Teilnehmer schnitten danach bei den Gedächtnistests deutlich besser ab. Dieser Effekt blieb auch 24 Stunden nach der Beendigung der Sitzungen bestehen. Sie machen jetzt 30 Prozent weniger Fehler als vorher. Es konnten jedoch keine Verbesserungen festgestellt werden, wenn ein Gerät eingesetzt wurde, das keine wirkliche Funktion hatte.

Interessant für Demenzkranke

Laut Voss ist es damit erstmals gelungen nachzuweisen, dass bestimmte Gedächtnis­funktionen im Gehirn von Erwachsenen ohne chirurgische Eingriffe oder Medikamente verbessert werden können. Ganz abgesehen davon hätten sich diese Ansätze laut dem Wissenschaftler als wenig erfolgreich erwiesen.

"Dieses nicht-invasive Verfahren verbessert die Fähigkeit, neue Dinge zu lernen. Es verfügt über ein unglaubliches Potenzial zur Behandlung von Gedächtnisstörungen", so Voss. Derzeit erforschen die Forscher, wie sich das Gedächtnis im höheren Alter verändert. Sie hoffen, bald mit Studien beginnen zu können, deren Teilnehmer erste Anzeichen einer Demenz zeigen.


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Freitag, 6. Juni 2014

Schlaf für Lernen und Gedächtnis unentbehrlich

Wichtige Verbindungen zwischen Gehirnzellen werden gebildet

Gesunder Schlaf: Gehirn lernt dann wesentlich besser
(Foto: SPL)

New York/Peking (pte008/06.06.2014/10:24) - Den Mechanismus, durch den eine gute Nachtruhe Lernen und Gedächtnis verbessert, haben Wissenschaftler der New York University School of Medicine und der Peking University Shenzhen Graduate School erforscht.

Mit Hilfe von hochentwickelter Mikroskopie wurde die Bildung neuer Verbindungen zwischen Gehirnzellen während des Schlafes beobachtet. Die in "Science" veröffentlichte Studie hat zudem nachgewiesen, dass auch intensives Training fehlenden Schlaf nicht wettmachen konnte.

Ungestörte Schlafphasen wichtig

Es ist allgemein bekannt, dass Schlaf eine wichtige Rolle für das Gedächtnis und Lernen spielt. Was genau im Gehirn geschieht, war jedoch bisher Gegenstand intensiver Diskussionen. Für die aktuelle Analyse brachten die Wissenschaftler Mäusen eine neue Fähigkeit bei - und zwar das Balancieren auf einer sich drehenden Stange.

In einem nächsten Schritt untersuchten die Forscher das Gehirn der lebenden Tiere mit einem Mikroskop. Sie wollten herausfinden, was passiert, wenn die Mäuse entweder schliefen oder unter Schlafmangel litten. Es zeigte sich, dass die vorher ausgiebig schlafenden Tiere deutlich mehr neue Verbindungen zwischen den Neuronen bildeten und daher auch mehr lernten.

Durch das Stören spezifischer Schlafphasen konnten die Experten nachweisen, dass entweder der REM-Schlaf oder der weniger tiefe Non-REM-Schlaf für das Entstehen von Erinnerungen nötig ist. In diesem Stadium spielt das Gehirn die Aktivitäten des Tages erneut ab. Laut Wen-Biao Gan von der New York University ist die Erkenntnis, dass Schlaf die Bildung neuer Verbindungen zwischen den Neuronen bewirkt, neu.

Eindrücke werden erneut verarbeitet

"Wir sind davon ausgegangen, dass Schlaf hilft. Es hätten aber auch andere Auslöser sein können. Jetzt haben wir nachgewiesen, dass er wirklich hilft, Verbindungen entstehen zu lassen und dass das Gehirn während des Schlafes aktiv ist und noch einmal abspult, was während eines Tages geschehen ist. Der Schlaf scheint bei der Entstehung neuer Verbindungen wirklich von entscheidender Bedeutung zu sein", so Gan.

Weitere Tests bestätigten die Wichtigkeit des Schlafes. Mäuse, die eine Stunde trainierten und dann schliefen, wurden mit Tieren verglichen, die drei Stunden lang intensiv trainierten und dann aber nicht schlafen durften. Der Unterschied blieb eindeutig. Die ausgeruhten Tiere schnitten besser ab und das Gehirn bildete mehr neue Verbindungen.

Diese Forschungsergebnisse sind laut Gan auch für Studien mit Kindern von Bedeutung: "Wenn man sich etwas für eine lange Zeit merken will, dann braucht man genau diese Verbindungen zwischen den Zellen. Also ist es wahrscheinlich besser, zu lernen und sich dann auszuschlafen als einfach weiterzumachen."


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Montag, 12. Mai 2014

Smartphones rauben britischen Kindern den Schlaf

Organisation empfiehlt Wecker statt Handy - Fast die Hälfte websüchtig

Mädchen mit Handy: Gefahr, süchtig zu werden
(Foto: pixelio.de, S. Hofschlaeger)

London (pte001/12.05.2014/06:05) - Fast die Hälfte aller britischen Kinder im Unterstufenalter ist süchtig nach Smartphones - ein Umstand, der sogar zu Schlafproblemen führt. Die englische Charity-Organisation Tablets for Schools empfiehlt daher, Kindern als Wecker eher Alarmuhren zu kaufen, anstatt mit internetfähigen Geräten ins Bett zu gehen. Denn das Internet raubt - durch die damit verursachte Gehirnaktivität - den Schlaf.

Mädchen besonders betroffen

Die Organisation hat einen diesbezüglichen Ratgeber bereits an Schulen ausgeschickt, der Eltern empfiehlt, ihre Sprösslinge am Abend ohne Smartphones, Tablets oder Laptops ins Bett zu bringen. Das Dokument bezieht sich dabei auf eine Untersuchung unter 2.200 Schülern. Danach hat fast die Hälfte der befragten Kinder zugegeben, von den elektronischen Geräten mit Internetzugang kontrolliert zu werden.

Vier von zehn Kindern kommen kaum mehr ohne Smartphones oder Tablets zur Ruhe. Zwei Drittel gaben zu, die Geräte mit Internetzugang nachts mit ins Bett zu nehmen. Mädchen sind von der Sucht eher befallen (46 Prozent) als Jungen (36 Prozent). Ein zwölfjähriges Mädchen: "Mir wurde gesagt, dass ich süchtig nach dem Internet bin, und ich das Web gegenüber anderen Menschen bevorzuge."

Fünf-Punkte-Plan gegen Sucht

Tablets for Schools, die von Firmen wie Google, Sony, Samsung, Carphone Warehouse und Virgin Media unterstützt wird und sich ursprünglich für Tablets in den britischen Klassenzimmern eingesetzt hat, will nun mit einem Fünf-Punkte-Plan die Kinder davor schützen, süchtig nach Smartphones und anderen Geräten mit Webzugang zu werden.

Erstens: "Schalte Deine Geräte 30 Minuten vor dem Schlafengehen aus und verwende Dein Smartphone nicht als Wecker." Zweitens sollen sich die Kinder Zeitlimits für die Verwendung ihrer Internetgeräte setzen. Drittens sollen Elter sicherstellen, dass die Geräte für bestimmte Zeiten innerhalb einer Woche oder eines Tages abgeschaltet bleiben. Viertens sollen sich die Kinder gegen Langeweile Interessen oder Hobbys suchen. Fünftens: Die Kinder sollen die Geräte beim Lernen abgeschaltet lassen.


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Mittwoch, 7. Mai 2014

Menschen gähnen verstärkt, um Gehirn zu kühlen

Temperaturunterschiede ausgeglichen - Studien in Wien und Arizona

Gähnende Frau: Gehirn-Temperatur muss stimmen
(Foto: Andrew Gallup)

Wien/Oneonta (pte002/07.05.2014/06:05) - Menschen gähnen, um das Gehirn zu kühlen. Auf diese Funktion der Thermoregulierung durch das Gähnen weisen Experten der Universität Wien in Kooperation mit US-Wissenschaftlern des SUNY College hin. Denn Schlafzyklen, kortikale Erregungs­zustände und Stress sind durch schwankende Gehirntemperaturen gekennzeichnet. Gähnen gleicht diese Temperaturunterschiede hingegen aus und gewährleistet eine optimale Homöostase, also einen Gleichstand.

"Wärmefenster" relevant

Die Forscher vermuten, dass kalte Temperaturen zu niedrigen Gehirntemperaturen führen. Durch das Gähnen lässt sich die vorgegebene Umgebeungstemperatur manipulieren. Denn, so die Hypothese der Fachleute: Gähnen findet nur unter optimalen Temperaturbedingungen, in einem sogenannten "Wärmefenster" statt.

Jorg Massen und Kim Dusch von der Universität Wien untersuchten die "ansteckende" Gähnfrequenz von Fußgängern auf den Straßen Wiens sowohl in Sommer- als auch in den Wintermonaten und verglichen sie mit den Ergebnissen einer identen, früheren Studie im trockenen Klima von Arizona. Passanten wurden gebeten, eine Bilderserie von gähnenden Menschen zu betrachten und über ihr eigenes Gähnverhalten zu berichten.

Gähnen als Thermoregulation

Die Wissenschaftler kommen bei ihrer Untersuchung zu dem Ergebnis, dass die Wiener im Sommer mehr gähnten als im Winter, während die Befragten in Arizona umgekehrt mehr in den Winter- als in den Sommermonaten gähnten. Dabei geht es jedoch nicht primär um die Jahreszeit oder die Anzahl der Tageslicht-Stunden, als vielmehr darum, dass "ansteckendes" Gähnen von optimalen Umgebungstemperaturen um rund 20 Grad Celsius abhängig ist.

Das "ansteckende" Gähnen nahm mit den relativ hohen Sommertemperaturen von 37 Grad Celsius in Arizona und den niedrigen, rund um den Gefrierpunkt befindlichen Wintertemperaturen in Wien ab. "Gähnen als Thermoregulation für das Gehirn kann nicht funktionieren, wenn die Umgebungstemperatur und Körpertemperatur gleich hoch sind. Bei Umgebungstemperaturen um den Gefrierpunkt ist dies ebenfalls nicht notwendig - oder sogar gefährlich", erläutert Massen.


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Freitag, 25. April 2014

Laptops sind keine ideale Lernhilfe

Handschriftliche Notizen fördern Verständnis eher

Notizen auf Papier: sind einfach sinnvoller
(Foto: sassi, pixelio.de)

Princeton (pte011/25.04.2014/13:33) - Für immer mehr Studenten ist das Notebook ein Lernbegleiter, auf dem sie auch ihre Notizen währen Vorlesungen machen. Doch das ist einer aktuellen Studie zufolge gar nicht so gut. "Unsere Ergebnisse zeigen, dass Laptops auch bei korrekter Nutzung - also nicht zum Einkaufen auf Amazon während des Unterrichts - dennoch die akademische Leistung schmälern können", so Pam Mueller, Psychologin an der Princeton University. Um Konzepte wirklich zu begreifen und langfristig zu behalten, ist es immer noch besser, sie wirklich zu Papier zu bringen.

Wissen gehört auf Papier

Mobile Computer halten immer stärker in Hörsälen Einzug, was bisher vor allem aufgrund der potenziellen Ablenkung - durch Spiele, Shopping oder überschwänglichen Online-Medienkonsum - auf Kritik gestoßen ist. Doch die in Psychological Science veröffentlichte Studie zeigt ein viel grundlegenderes Problem. Digitale Notizen scheinen nicht das ideale Mittel, wenn es darum geht, wirklich inhaltliche Konzepte zu verstehen, statt nur einfach Fakten zu behalten. Das hat ein Experiment mit 65 Studenten gezeigt, die sich Notizen zu ausgewählten TED Talks entweder auf einem Laptop oder auf einem Notizblock machen durften.

Nach den Vorträgen, die nicht unbedingt alltägliche Informationen enthalten, mussten die Probanden Ablenkungen über sich ergehen lassen, darunter eine schwierige Gedächtnisübung. 30 Minuten nach dem eigentlichen Vortrag mussten die Studenten dann Fragen zum jeweiligen TED Talk beantworten. Ging es einfach nur um Fakten, war es egal, wie die Probanden mitgeschrieben hatten. Bei konzeptionellen Fragen ("Wie unterschieden sich Japan und Schweden in ihrem Zugang zu Gleichberechtigung in der Gesellschaft?") schnitten die Laptop-Nutzer hingegen deutlich schlechter ab.

Häufig sinnloser Wortlaut

Die digitalen Notizen waren umfangreicher und haben Vorträge eher wörtlich wiedergegeben. Ersteres scheint zwar von Vorteil, Letzteres dagegen hinderlich für den Lernerfolg. Die Forscher vermuten, dass handschriftlich Mitschreibende Information direkt vorverarbeiten und daher Wichtigeres notieren. Daher kam etwas überraschend, dass Notebook-Nutzer auch dann merklich schlechter abschnitten, wenn sie explizit ermuntert wurden, wörtliches Mitschreiben zu unterlassen. Bei Tests eine Woche nach dem Vortrag hatten Studenten mit Notizen auf Papier erneut die Nase vorn. Wieder zeigte sich, dass wörtliche Mitschriften konzeptionellem Verständnis nicht dienlich scheinen.

"Ich glaube nicht, dass wir Menschen in Massen dazu bekommen, zum Notizblock zurückzukehren", sagt Mueller. Doch gibt es einige neue Stylus-Technologien, die vielleicht eher einen sinnvollen Zugang zu digitalen gespeicherten Notizen ermöglichen. Denn solche Geräte hätten auch den Vorteil "gezwungen zu sein, eingehende Information zu verarbeiten, statt sie nur gedankenlos aufzuschreiben". Jedenfalls sollten sich die Menschen bewusst vor Augen führen, wie sie Notizen machen - sowohl mit Blick auf das Medium als auch die Strategie.


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Freitag, 18. April 2014

Bildung

Auch Jahre später ein Verbündeter unseres Gehirns!

Senioren profitieren noch Jahrzehnte nach ihrer Schulzeit
(Foto: HappyNeuron.de)

Lernen ist eine hervorragende Übung für das Gehirn, aber bis zu welchem Alter hält die Wirkung an? Mit dieser Frage hat sich eine Gruppe von Wissenschaftlern beschäftigt und herausgefunden, dass Bildung sich auch langfristig positiv auf unser Gehirn auswirkt. Demnach profitieren Senioren auch noch Jahrzehnte nach ihrer Schulzeit von besseren kognitiven Funktionen.

Studie

Das Team unter der Leitung von Nicole Schneeweis der Universität Linz (Österreich) hat zu diesem Zweck die intellektuellen Fähigkeiten einer Gruppe von Senioren desselben Alters, jedoch mit unterschiedlichem Bildungsniveau untersucht.

Die verwendeten Daten stammen aus der SHARE-Studie (Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe), die sich mit Gesundheit, Alterung und Rente in Europa beschäftigt. Das Linzer Forscherteam wählte Daten über Senioren im Alter von etwa 60 Jahren aus, die eine unterschiedlich lange Schulbildung genossen hatten, wobei Personen nicht berücksichtigt wurden, die sich bewusst für eine längere Schullaufbahn entschieden hatten (obligatorische Schulreform in den 50er und 60er Jahren). Mit diesem zweiten Kriterium sollte verhindert werden, dass kognitive Persönlichkeitsmerkmale die Ergebnisse beeinflussen und Rückschlüsse auf die Auswirkungen von Bildung auf das Gehirn verhindern.

Ergebnisse

Die Studie zeigt, dass Bildung die kognitiven Funktionen zumeist signifikant verbessert und dass dieser Effekt auch im Alter anhält. Mit anderen Worten: Die Personen, die länger zur Schule gegangen sind, erzielten bessere Ergebnisse bei Gedächtnisübungen. Darüber hinaus konnte in der Studie ein Schutzeffekt von Bildung nachgewiesen werden: Bildung scheint den kognitiven Abbau, insbesondere der Sprachgewandtheit, zu verlangsamen.

Demnach würden demografische Veränderungen stärker vom gesundheitlichen und geistigen Zustand abhängen als vom genauen Alter der Bevölkerung.

Quelle: Nicole Schneeweis et al. Does Education Improve Cognitive Performance Four Decades After School Completion? Demography 2014, 51(2):619-43. doi: 10.1007/s13524-014-0281-1
PDF "Does Schooling Improve Cognitive Functioning at Older Ages?"

Donnerstag, 17. April 2014

Spielerisches Gedächtnistraining hebt Leseleistung

Unterhaltsames Wiederholen ersetzt Hausaufgaben langfristig aber nicht

Lesen verbessert sich mit Gehirnjogging
(Foto: pixelio.de, R. Sturm)

Saarbrücken/Berlin (pte016/17.04.2014/11:54) - Spielerisches Training des Gedächtnisses hilft Kindern dabei, sprachliche Informationen besser zu verarbeiten. In der Folge verbessert sich auch die Leseleistung erheblich, wie Psychologen der Universität des Saarlandes in Kooperation mit der Humboldt-Universität zu Berlin herausgefunden haben. Die Forscher erarbeiteten hierzu ein spezielles Gedächtnis­training am Computer für Grundschul­kinder und verglichen später ihre Mathematik- und Leseleistung vor und nach dem Training. Die Studie wurde im Journal "Child neuropsychology" veröffentlicht.

Fließenderer Lernprozess

"Wir vermuten, dass Kinder mit Training mehr und effizienter sprachliche Informationen im Gedächtnis behalten. Dadurch gestaltet sich der Leseprozess für sie fließender. Allerdings scheint es, dass diese Verbesserung durch Gedächtnistraining nur von begrenzter Dauer ist. Nach drei Monaten konnten wir keine weiteren Erfolge mehr beobachten", sagt Forscher Tilo Strobach von der Berliner Humboldt-Universität. Dem Experten nach wird unterhaltsames Gedächtnistraining die Hausaufgaben in Zukunft jedoch nicht ganz ersetzen können.

Im Zuge der PC-Tests mussten sich die Kinder Reihen von verschiedenen Tieren merken und bekamen von einem Affen virtuelle Äpfel geschenkt, wenn sie sich richtig erinnerten. Um Vergleichswerte zu haben, wurde die Leistung der Grundschüler in den Bereichen Lesen und Mathematik vor und nach diesem Training erfasst. Zwar gab es keine grundlegende Verbesserung im mathematischen Denken. Im Vergleich mit einer Kontrollgruppe schnitten die Kinder beim Vorlesen von Texten deutlich besser ab. Die Tests zeigten Wirkung.


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Dienstag, 25. März 2014

Menschliches Gehirn entlarvt falsches Lachen

Bei vorgetäuschtem Gelächter werden andere Hirnareale aktiviert

Lachen: Gehirn erkennt vorgetäuschtes Lachen
(Foto: pixelio.de/R. Sturm)

Egham/Wien (pte003/25.03.2014/06:10)
Das menschliche Gehirn ist in der Lage, zwischen einem echten und einem vorgetäuschten Lachen zu unterscheiden. Zu diesem Schluss kommt eine Studie der Royal Holloway University of London. Den Ergebnissen zufolge werden bei einem falschen Lachen Hirnareale aktiviert, die für die Entschlüsselung von Emotionen verantwortlich sind. Stattdessen regt ein herzliches Lachen jene Regionen an, die für die positiven Gefühle zuständig sind.

Im Kindheitsalter erworben

"Ich bin der Überzeugung, dass die meisten Menschen schon von ihrer Kindheit an vorgespiegelte Gefühle von echten Emotionen unterscheiden können. Besonders gilt dies für starke Zustände wie Lachen oder Weinen", erklärt Psychotherapeut Dominik Rosenauer gegenüber pressetext. Schon im Volksmund spreche man von lachenden Augen, die nur wirklich lachen, wenn die Menschen tatsächlich lachen.

Rosenauer zufolge ist dieses Phänomen auch der Grund dafür, dass manche Menschen besser mit Kindern umgehen können als andere. "Diese Personen sind authentisch, ihre Gefühle passen zu ihrem Äußeren. Kinder sind in der Lage, das zu spüren", beschreibt er. "Menschen, die beispielsweise von einer psychischen Störung betroffen sind, lernen diese Unterscheidung oft nicht", erläutert der Psychologie. Hier führt Rosenauer die Borderline-Persönlichkeitstörung an, bei der die Betroffenen nicht fähig seien, echte von falschen Gefühlen zu unterscheiden und diese richtig zuzuordnen oder zu benennen.

Unterbewusste Unterscheidung möglich

Die freiwilligen Studienteilnehmer sind dazu aufgefordert worden, sich YouTube-Clips ihrer Wahl wie "Fight Of The Conchords" oder den "Eurovision Song Contest" mit authentischem Gelächter anzusehen, ohne vorher über das Ziel der Studie aufgeklärt worden zu sein. Dabei ist ihre Hirnaktivität gemessen und mit der während eines vorgetäuschten Lachens verglichen worden. Schlussendlich war die Mehrheit der Probanden auch im Stande unterbewusst festzustellen, ob es sich in einem Video um ein ehrliches oder künstliches Lachen gehandelt hat.


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Sonntag, 23. März 2014

Balance zwischen Anspannung und Entspannung

Das Geheimnis für ein ausgeglichenes Leben und erfolgreiches Gedächtnistraining

Gehirn verwaltet 40 von 11 Millionen Sinneseindrücken pro Sekunde

Unser Gehirn verarbeitet täglich unzählige Eindrücke. Pro Sekunde nimmt ein Mensch 11 Millionen Sinneseindrücke wahr. Davon kann unser Gehirn etwa 40 pro Sekunde bewusst verwalten. Angesichts dieser Zahlen wird verständlich, dass unser Gehirn regelmäßig Pausen braucht, um diese Leistungen vollbringen zu können. Mittlerweile gibt es zahlreiche Studien dazu, dass sich Entspannung / Meditation positiv auf die Leistung unseres Gehirnes auswirkt.

Studie

Im Rahmen einer Gehirnstudie der Universität Atlanta wurde folgendes Experiment durchgeführt: 24 ProbandInnen erhielten den Auftrag sich auf ihre Atmung zu konzentrieren, während die Intensität der Hirnaktivität per funktioneller Magnetresonanztomografie aufgezeichnet wurde. Während dieser Übung wurden sie mehrmals kurz unterbrochen, um leichte Aufgaben zu lösen. Jene zwölf ProbandInnen, die seit drei Jahren regelmäßig meditierten, schnitten dabei wesentlich besser ab, wobei die Hirnareale, die bei der Unterbrechung aktiv wurden, wieder schneller auf das ursprüngliche Niveau zurückkehrten. So konnte nachgewiesen werden, dass Mediation zu einer verringerten Reaktion der Amygdala (Verarbeitung von Emotionen und Erinnerungen) führt.

Weitere Ergebnis dieser Studie waren, dass regelmäßiges Meditieren die Gehirndichte erhöhen, die Verbindungen zwischen Neuronen stärken, Stress und Nervosität senken, Gedankenklarheit verschaffen und Endorphine freisetzen kann.
(Quelle: Meditation verändert messbar das Gehirn, GT-Geistesblitz berichtete darüber)

Um diese Erkenntnisse auch in der Praxis beim Gedächtnistraining einfließen lassen zu können, finden Sie im Anschluss ein paar einfache Entspannungs-/Meditationsübungen, die idealerweise am Anfang und zum Abschluss einer Übungseinheit eingesetzt werden sollten.

Übung: 36 bewusste Atemzüge oder Die große Umarmung

Die große Umarmung
(Foto: Heikes Welt-Blog)

In einer bequemen Haltung umarmen Sie sich, indem die Hände in den Achsel­höhlen ruhen und die Daumen nach oben zeigen. Lassen Sie die Schultern fallen und entspannen Sie sich. Konzentrieren Sie sich ganz auf Ihren Atem und atmen Sie in Ihrem eigenen Rhythmus ein und aus. Atmen Sie 36 bewusste Atemzüge und spüren Sie wie sie immer ruhiger und langsamer werden.

Übung: Kreuzatmung

Gestärkt werden die intuitiven und kreativen Fähigkeiten und die Denkleistung.

Setzen Sie sich bequem hin. Den Zeigefinger der rechten Hand zwischen den Augenbrauen ablegen. Der Mittelfinger liegt am linken Nasenloch, der Daumen am rechten. Nun halten Sie sich zuerst das linke Nasenloch zu und atmen über das rechte ein. Nach dem Einatmen verschließen Sie das rechte Nasenloch und öffnen das linke zum langsamen Ausatmen. Fünfmal wiederholen. Dadurch wird die linke Gehirnhälfte (analytisches, rationales Denken) aktiviert. Nun wiederholen Sie die Übung, indem Sie durch das linke Nasenloch ein und durch das rechte ausatmen. Dadurch wird die rechte Gehirnhälfte (Intuition und Kreativität) aktiviert.
(Quelle: Sauerstoff - Der Stoff, der Sie zum Denken bringt)

Übung: Heimlich Gähnen

Entspannen Sie ihr Kiefergelenk und legen Sie die Zungenspitze an die untere Zahnreihe. Dadurch wird ein leichter Druck auf den Unterkiefer ausgeübt. Atmen Sie bei geschlossenem Mund ein („Heimliches Gähnen“).
Spüren Sie die Ausdehnung in ihren der Flanken, das Zwerchfell bewegt sich nach unten und vergrößert den Atemraum.

Qi Gong Kugeln

Qi Gong Kugeln drehen
(Foto: Jana Maenz)

Eine weitere Möglichkeit unser Gehirn einerseits zu fordern und gleichzeitig zu entspannen ist der Einsatz von Qi Gong Kugeln. Qi Gong Kugeln werden in der Traditionellen Chinesischen Medizin (TCM) zur Gesundheitsvorsorge angewendet. Laut TCM regulieren die Kugeln die Lebensenergie im Körper und helfen das Gleichgewicht zwischen Yin und Yang wiederherstellen bzw. aufrechterhalten. Durch die Arbeit mit den Qi Gong Kugeln werden Aku­punktur­punkte an den Händen aktiviert, um den Qi-Fluss im Körper zu fördern. Die zum Bewegen der Kugeln erforderliche Konzentration trainiert die Hirnleistung. Der Einsatz der Kugeln erfordert zu dem ein hohes Maß an Koordination und Konzentration.

Die Wirkung der Qi Gong Kugeln wurde durch neurologische Forschungen bestätigt und bereits 1989 auf einem Neurologen-Kongress in Berlin vorgestellt. Die Untersuchungen ergaben, dass Fingerübungen die Gehirndurchblutung um bis zu 20% verbesserten. Es werden Qi Gong Kugeln mit und ohne Klang verwendet. Kommen Klangkugeln zum Einsatz, wird die Gehirnaktivität zusätzlich verstärkt: Durch den engen Zusammenhang des Gehörssinns mit dem Gleichgewichtssinn, wird dieser stimuliert und mittrainiert.

Das Trainieren mit Qi Gong Kugeln beruht auf sechs Aspekten: Vibration, Kompression, Wärme, Tonwirkung, Gleichgewichtstraining und isometrische Wirkung. Die Vibration erzeugt tiefenwirksame Reize auf das Gewebe, wodurch die Durchblutung gefördert wird. Die Kompression wirkt wie eine Massage, die eine kreislaufwirksame „Pumpwirkung“ erzeugt. Die Reibung der Kugeln erzeugt Wärme, die stimulierend auf die inneren Organe und die Gefäße wirkt. Die Töne der Kugeln wirken beruhigend, stimmungsaufhellend und meditativ. Das Gleichgewicht wird passiv über das Gehör trainiert. Die isometrische Wirkung entsteht durch das Gewicht der Kugeln, dadurch wird die Arm- und Handmuskulatur gekräftigt, sowie eine Verbesserung der Feinmotorik und der Sensibilität von Händen und Fingern erreicht. Durch Üben mit Qi Gong-Kugeln wird der Geist ausgeglichen und die Konzentrationsfähigkeit steigt.
(Quelle: Qi Gong Kugeln

Übung: Qi Gong Kugeln drehen

Nehmen Sie die beiden Kugeln in eine Hand und lassen Sie sie kreisen – im oder entgegen den Uhrzeigersinn. Versuchen Sie es danach mit der anderen Hand. Üben Sie solange bis sich Ihre Hände warm und kraftvoll anfühlen. Üben mit der rechten Hand aktiviert die linke Gehirnhälfte (logisches und analytisches Denken), üben mit der linken Hand aktiviert die rechte Gehirnhälfte (Intuition und Kreativität).

Viel Spaß beim Einsatz dieser Übungen zur Balance zwischen Körper und Geist!


Dieser Artikel wurde von Monika Reiter für das Magazin "GT-Aktiv" (Ausgabe April 2014) verfasst. GT-Aktiv ist die Zeitschrift des Österreichischen Bundesverbands für Gedächtnistraining (ÖBV-GT).

Freitag, 21. März 2014

Können wir uns auf unser Gedächtnis verlassen?

Richtige und falsche Erinnerungen

Ist Verlass auf unser Gedächtnis?

Wir greifen im Alltag regelmäßig auf unsere Erinnerungen zurück – diese können uns jedoch auch einen Streich spielen. Kürzlich gewonnene Erkenntnisse zeigen, dass unabhängig davon, ob es sich um eine richtige oder falsche Erinnerung handelt, immer dieselbe Gehirnregion aktiviert wird. Noch erstaunlicher ist jedoch, dass unser Gedächtnis die Zeit scheinbar auf seine ganz eigene Art und Weise durchläuft.

Studie (Teil 1): Wie sich unsere Erinnerungen festigen und ändern

Wie sich unsere Erinnerungen festigen und ändern, hat Donna J. Bridge, Neurowissenschaftlerin an der Northwestern University, in einer Studie untersucht. Für die Studie wurden 17 Teilnehmer aufgefordert, sich die Platzierung von zehn Objekten zu merken, die für kurze Zeit auf einem Computerbildschirm gezeigt wurden. Zunächst sollten die Teilnehmer die Objekte aktiv mithilfe der Computermaus an die richtige Position ziehen. Keinem der Teilnehmer gelang es jedoch, die Objekte richtig zu platzieren. Anschließend wurde für den zweiten Teil der Studie ein Abstand zwischen den zwei Positionen gemessen.

Studie (Teil 2)

Im zweiten Teil sollten die Teilnehmer die Objekte passiv richtig platzieren. Hierzu wurden den Teilnehmern drei Vorschläge unterbreitet: die ursprüngliche Position, die im ersten Teil falsch angegebene Position und eine Position zwischen diesen beiden Punkten. 16 von 17 Teilnehmern wählten, unabhängig vom jeweiligen Hintergrundbild, dieselben falschen Positionen wie im ersten Teil des Tests. Dieses Ergebnis lässt darauf schließen, dass die Teilnehmer im ersten Teil des Tests eine falsche Erinnerung „gespeichert“ hatten.

Studie (Teil 3)

Im dritten Teil des Tests wurden die Teilnehmer aufgefordert, die Objekte an vorgegebenen Positionen auf einem neuen Hintergrundbild zu positionieren. Hierbei wurden die vorgegebenen Positionen zwar zufällig festgelegt, die Positionen hatten jedoch alle den zuvor gemessenen Fehlerabstand. Die Teilnehmer wussten nicht, dass diese Punkte falsch sind. Anschließend sollten die Teilnehmer das Objekt erneut vom Zentrum des Bilds in die richtige Position ziehen, also in die Position, an der sie das Objekt ursprünglich gesehen hatten. Bei diesem Teil des Tests schnitten die Teilnehmer erstaunlich gut ab. Dieselben guten Ergebnisse wurden auch im letzten Teil des Tests erreicht, in dem die Teilnehmer aus drei verschiedenen Positionen auswählen sollten.

Ergebnisse

Die während der Durchführung der Tests gemessene Hirnaktivität zeigt, dass sowohl bei der „richtigen“ als auch bei der „falschen“ Erinnerung derselbe Bereich des Hippocampus beteiligt ist. Die Neurowissenschaftlerin schließt daraus, dass „der Hippocampus dafür verantwortlich ist, ob eine Repräsentation unverändert bleibt oder sich ändert, unabhängig davon, was für uns gerade von Bedeutung ist“.

Anhand der Studienergebnisse lässt sich erklären, warum es uns beispielsweise schwerfällt, eine Person auf einem alten Foto wiederzuerkennen. Den Forschern zufolge werden unser Gedächtnis und unsere Vergangenheit auf Grundlage unserer Erfahrungen in der Gegenwart umgeschrieben. Die wichtigste Funktion unseres Gedächtnisses wäre es, uns dabei zu helfen, stets die richtige Entscheidung zu treffen. Hierzu muss das Gedächtnis immer wieder aktualisiert werden: Was heute wichtig ist, kann das ersetzen, was gestern wichtig war.

Die gewonnenen Kenntnisse könnten Auswirkungen auf verschiedene andere Bereiche haben, beispielsweise auf Gerichtsverfahren, bei denen die Aussagen der Beteiligten häufig auf deren Erinnerungen basieren.

(Quelle: Donna J. Bridge et al. "Hippocampal binding of novel information with dominant memory traces can support both memory stability and change.", Februar 2014, Journal of Neuroscience)

Dienstag, 18. März 2014

Kaffee stimuliert Geist und Gedächtnis

Bilder-Wiedererkennung und Mustertrennung verbessert

Kaffee stimuliert Gedächtnis
(Foto: HappyNeuron.de)

„Die Studie hat gezeigt, dass ich auch in Zukunft nicht auf meinen Kaffee verzichten muss“, so der Neurowissenschaftler Michael Yassa, unter dessen Leitung eine Studie über die Auswirkungen von Kaffee durchgeführt wurde. Die Fähigkeit zur Unterscheidung von Objekten, Mustern oder Situationen spielt in vielen Alltagssituationen eine entscheidende Rolle – und Kaffee könnte sich als wertvoller Verbündeter erweisen, um diese Aufgabe im Alltag zu meistern.

Studie (Teil 1): Bilder-Wiedererkennung verbessert durch Kaffee

Das Forscherteam um Michael Yassa der Johns Hopkins University in Baltimore konnte belegen, dass Bilder nach einem Tag besser wiedererkannt werden, wenn nach dem Ansehen der Bilder Kaffee verabreicht wurde.

Bei den 44 Studienteilnehmern handelte es sich um moderate Kaffeetrinker. Die Teilnehmer wurden aufgefordert, mindestens einen Tag vor dem Test auf Kaffee zu verzichten. Während des Tests wurden den Teilnehmern sehr unterschiedliche Fotos (Apfel, Stuhl, Hammer usw.) auf einem Computerbildschirm gezeigt.

Während die Bilder gezeigt wurden, sollten die Teilnehmer angeben, ob es sich um ein Objekt handelt, das üblicherweise draußen oder drinnen verwendet wird. Sie sollten sich die Bilder jedoch nicht merken. Anschließend wurde den Teilnehmern eine 200-mg-Tablette Koffein oder ein Placebo verabreicht (eine Tasse Kaffee enthält ca. 150 mg Koffein).

Studie (Teil 2): Mustertrennung verbessert durch Kaffee

Am nächsten Tag wurde den Teilnehmer erneut eine Reihe von Bildern gezeigt. Unter den Bildern befanden sich die am Vortag gezeigten Bilder, völlig neue Bilder aber auch Bilder, die den am Vortag gezeigten Bildern mehr oder weniger ähnelten. Jedes Bild sollte als „alt“, „neu“ oder „ähnlich“ eingestuft werden. Bei der Einteilung in alte und neue Bilder schnitten die Kaffee- und die Placebogruppe gleich gut ab. Beim Identifizieren der ähnlichen Bilder erzielte die Gruppe, der Kaffee verabreicht wurde, jedoch bessere Ergebnisse. Bei dieser Aktivität handelt es sich um eine für das Gehirn vergleichsweise schwierigere Aufgabe, die sogenannte Mustertrennung.

Die Ergebnisse lassen vermuten, dass sich mäßiger Kaffeekonsum positiv auf diese spezifische Gedächtnisleistung der Mustertrennung auswirken könnte. Der zugrundeliegende Wirkmechanismus von Kaffee ist nach wie vor unklar. Eine der Theorien geht jedoch davon aus, dass durch den Konsum von Kaffee der Noradrenalinspiegel ansteigt, ein Hormon, das beim Abspeichern von Erinnerungen eine Rolle spielt. Einige Wissenschaftler sind Michael Yassas Schlussfolgerungen gegenüber jedoch skeptisch, da ihrer Meinung nach weitere Belege erforderlich sind, um Kaffee diese spezifische Wirkung zuschreiben zu können.

Quelle: Daniel Borota et al. Post-study caffeine administration enhances memory consolidation in humans. Nature Neuroscience 17, 201-203 (2014); doi:10.1038/nn.3623
PDF "Post-study caffeine administration enhances memory consolidation in humans"


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Freitag, 28. Februar 2014

Digitales Archiv mit menschlichen Gehirnen entsteht

Gewonnene Informationen sollen Wissenschaft Fortschritte ermöglichen

Gehirn: digitales Archiv entsteht
(Foto: pixelio.de, Monika Torloxten)

San Diego (pte004/28.02.2014/06:15)
Das Brain Observatory baut derzeit ein digitales Archiv mit menschlichen Gehirnen auf. Diese Bibliothek soll Ärzte bei der Heilung lebensbedrohlicher Erkrank­ungen unterstützen. Ermöglicht wird dieses Archiv durch die Hilfe von rund 300 Gehirnspendern. Sie gehören allen Lebensbereichen an. Ein Teil der Teilnehmer ist gesund, andere leiden an lebens­bedrohlichen Erkrankungen des Gehirns.

Nach dem Tod gespendet

Die Patienten werden während ihres Lebens einer Reihe von Tests unterzogen. Nach ihrem Tod spenden sie ihre Gehirne. Scheiben des Gehirns werden gescannt und die Bilder digital gespeichert. Sie sollen Ärzten ermöglichen, nach Hinweisen auf neurologische Erkrank­ungen und dem Geheimnis der Langlebigkeit des Menschen zu suchen.

Jacopo Annese, der Gründer des Brain Observatory, geht laut davon aus, dass die in der Bibliothek enthaltenen Informationen lange vor dem Auftreten von Symptomen dabei helfen könnten, verräterische Anzeichen von ernsten Erkrankungen des Gehirns zu entdecken.


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Freitag, 21. Februar 2014

Nebenwirkungen des Fernsehens

Fernsehen schädigt in der Entwicklung befindliche Hirnstrukturen

Fernsehen schädigt in der Entwicklung befindliche Hirnstrukturen
(Foto: Waltraud Grubitzsch/dpa)

Das Fernsehen hat eine hypnotische Wirkung, nicht wahr? Nicht selten finden wir uns energielos auf dem Sofa wieder und sind so gefesselt von der laufenden Sendung, dass wir uns Mühe geben müssen, unseren natürlichen Bedürfnissen nachzukommen. Die sehr bunten und sich in ständiger Bewegung befindlichen Bilder nehmen unsere ganze Aufmerksamkeit ein - das gilt sowohl für Erwachsene als insbesondere auch für Kinder.

Frage nach den Auswirkungen des Fernsehens

Aber welche Auswirkungen haben diese Stunden vor dem Fernseher in unserer Kindheit?

Während zahlreiche Studien die schädlichen Auswirkungen des Fernsehens auf die Entwicklung bestimmter kognitiver Fähigkeiten, insbesondere der verbalen Fähigkeiten, bereits nachgewiesen haben, hat sich ein japanisches Team mit den Folgen für die sich in der Entwicklung befindliche Hirnstruktur beschäftigt.

Studie

Die Wissenschaftler haben das Volumen der grauen und weißen Hirnsubstanz in bestimmten Regionen des Gehirns bei 276 Jungen und Mädchen im Alter von 5 bis 18 Jahren gemessen. Anschließend haben sie nach einer bestehenden Korrelation zwischen den aufgedeckten Volumina und der vor dem Fernsehen verbrachten Zeit gesucht. Die strukturellen Veränderungen im Laufe der Entwicklung wurden ebenfalls unter Beobachtung der Gehirne derselben Kinder in unterschiedlichen Entwicklungsstadien untersucht.

Ergebnisse

Die Wissenschaftler sind dabei auf eine Verdichtung in verschiedenen Hirnregionen gestoßen, insbesondere beim präfrontalen Cortex, der im Zusammenhang mit bestimmten intellektuellen Fähigkeiten steht (Handlungs­planung und Bewältigung mehrerer Aufgaben). Allerdings scheint diese Verdichtung nicht mit einer Verbesserung dieser Hirnleistungen verknüpft zu sein. Im Gegenteil nehmen einige kortikale Regionen im Laufe der normalen Entwicklung (von der frühen Kindheit bis zum Erwachsenenalter) ab.

Die japanischen Wissenschaftler haben zudem die negative Korrelation zwischen der vor dem Fernsehen verbrachten Zeit und der verbalen Intelligenz bestätigt und die Schlussfolgerung aufgestellt, dass die festgestellten strukturellen Veränderungen dank dieser Studie mit den bekannten Defiziten im Bereich kognitiver und emotionaler Fähigkeiten von Kindern, die zu viel Zeit vor dem Fernsehen verbringen, in Verbindung gebracht werden könnte. - (Zusammenfassung der Studienergebnisse)

Quelle: Takeuchi H. et al. (2013). The Impact of Television Viewing on Brain Structures: Cross-Sectional and Longitudinal Analyses. Cereb. Cortex. 2013. doi: 10.1093/cercor/bht315
PDF "The Impact of Television Viewing on Brain Structures: Cross-Sectional and Longitudinal Analyses"


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Donnerstag, 20. Februar 2014

Gedankensteuerung macht Gelähmte beweglicher

Neue Avatar-Steuerung schon bei zwei Affen erfolgreich durchgeführt

Affen: Wissenschaftler wollen Lähmungen überbrücken
(Foto: SPL)

Boston (pte001/20.02.2014/06:00)
Wissenschaftler der Harvard Medical School haben das Gehirn eines Affen dazu genutzt, um die Bewegungen eines anderen Tieres, also eines "Avatars", zu kontrollieren. Scans der Signale im Gehirn des Haupttieres wurden eingesetzt, um das Rückenmark des Avatars zu stimulieren und damit kontrollierte Bewegungen herbeizuführen.

Chip im Gehirn implantiert

Das Team hofft, dass dieses Verfahren soweit weiter­entwickelt werden kann, dass es eines Tages gelähmten Menschen die Kontrolle über ihren Körper wiedergeben kann. Die im Fachmagazin Nature Communications veröffentlichten Studienergebnisse gelten als entscheidender Fortschritt in der Wissenschaft, berichtet die BBC.

Schädigungen des Rückenmarks können zu einer Unterbrechung des Nachrichtenflusses zwischen Gehirn und Körper führen. Die Betroffenen können nicht mehr alleine gehen oder essen. Die Forscher versuchen jetzt diese Blockade maschinell zu überbrücken. Das Team konnte es nicht rechtfertigen, einem Affen eine Lähmung zuzufügen. Daher wurden zwei Affen eingesetzt - ein Hauptaffe und ein sedierter Avatar.

Dem Haupttier wurde ein Chip in das Gehirn implantiert, der die Aktivität von bis zu 100 Neuronen überwachen konnte. Während des Trainings wurden die körperlichen Aktivitäten des Affen mit den Mustern der elektrischen Aktivität in den Neuronen abgeglichen. Dem Avatar wurden 36 Elektroden ins Rückenmark implantiert. In der Folge wurden Tests durchgeführt, wie sich die Stimulierung verschiedener Kombinationen von Elektroden auf die Bewegung auswirkte.

System funktioniert fast perfekt

Die beiden Affen wurden miteinander verbunden, sodass die Gehirnscans des einen in Echtzeit die Bewegungen des anderen kontrollierten. Das sedierte Tier hatte einen Joystick, während das Haupttier daran denken musste, einen Cursor hinauf oder hinunter zu bewegen. Bei 98 Prozent der Tests konnte das Haupttier den Arm des Avatars richtig kontrollieren.

Laut Ziv Williams, einer der Autoren der Studie, will man Patienten mit einer Lähmung des Hirnstamms oder des Rückenmarks zu einer Überbrückung der Verletzung verhelfen. "Die Hoffnung besteht darin, eines Tages vollständig natürliche Bewegungen erzielen zu können. Ich gehe davon aus, dass das theoretisch möglich ist. Dafür werden jedoch außerordentliche weitere Anstrengungen erforderlich sein", sagt Ziv.


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