IBM: Computer in fünf Jahren mit fünf Sinnen

Kognitive Systeme werden fühlen, sehen, hören, schmecken und riechen

Viele Sensoren lassen Computer bald riechen
und schmecken (Foto: IBM Research)

Armonk (pte015/17.12.2012/11:45) - IBM hat heute, Montag, zum siebten Mal seine "5 in 5" veröffentlicht - fünf Vorhersagen, welche innovativen Technologien innerhalb von fünf Jahren allgegenwärtig werden. Dieses Jahr stehen dabei die fünf Sinne im Mittelpunkt. So erwartet der Konzern, dass haptische Technologien nicht nur virtuelle Objekte fühlbar machen, Computer in einigen Jahren wirklich Information in Bildern sehen und trotz Umgebungs­geräuschen wichtige Dinge hören können. Auch schmecken und riechen sollen gängige Funktionen werden.

"Genau wie das menschliche Gehirn über verschiedene Sinne mit der Welt interagiert, werden kognitive Systeme durch Kombination dieser Entwicklungen größeren Wert und Einsichten bedeuten", ist Bernie Meyerson, IBM VP of Innovation, überzeugt. Ob das stimmt, muss sich erst weisen. In der Vergangenheit hatte IBM mit seinen Vorhersagen nicht immer Glück, aber auch einige Volltreffer. So orakelte der Konzern 2007, dass das Handy "Geldbörse, Ticketmakler, Concierge, Bank, Einkaufshelfer und mehr" sein würde.

Sinne und Sinneseindrücke

Schon jetzt arbeiten Unternehmen wie HiWave und Tactus Technology an taktilem Feedback für Touchscreens, zudem gibt es Projekte, virtuelle Objekte beispielsweise aus MMOs fühlbar zu machen. Solche Technologien sind laut IBM in fünf Jahren nicht nur gängig, sondern wirklich ausgereift. So soll es dann beispielsweise Online-Shoppern möglich sein, das Material von Kleidungsstücken am Bildschirm zu fühlen. Möglich machen sollen das unter anderem Vibrationsmuster, womit beim Tastsinn vor allem Eindrücke für den User im Mittelpunkt stehen.

Ganz anders ist das beim Sehen und Hören, wo wirklich die Sinne der Computer heranreifen. IBM erwartet, dass Bilderkennungssysteme nicht nur Inhalte erkennen, sondern diese auch zunehmend wie Menschen interpretieren können - beispielsweise, um die bildgebende Diagnostik in der Medizin zu unterstützen. Ebenso geht der Konzern davon aus, dass Systeme in fünf Jahren blendend hören werden. So werde es möglich sein, aus einem breiten Geräuschspektrum wesentliche Informationen - etwa Gefahrenhinweise - herauszufiltern. Ausgereifte Systeme sollen sogar in der Lage sein, "Babysprache" zu verstehen und zu erkennen, was ein Kleinstkind kommunizieren will.

Computer lassen besser essen

Was den Geschmackssinn betrifft, arbeiten IBM-Forscher an einem System, das nicht nur selbst Geschmäcker erkennt. Es soll auch gleich neue, für Menschen ansprechende Kombinationen entwickeln und so nach Möglichkeit gesunde Gemüse-Gerichte begehrenswerter schmecken lassen als Chips oder Schokolade. Beim eng verwandten Geruchssinn dagegen ortet IBM insbesondere Potenzial darin, dass Computer Warnsignale erkennen können - ob nun für bestimmte Krankheiten charakteristische Körpergerüche oder Zeichen von Luftverschmutzung in städtischen Gebieten.

Letztere Vorhersage scheint durchaus realistisch, gibt es doch schon eine sehr empfindliche Nanotech-Hundenase (pressetext berichtete: http://pressetext.com/news/20121122028) - ob freilich alles eintrifft, ist fraglich. In der Vergangenheit lag IBMs mit seinen 5-in-5-Vorhersagen teils sehr gut, beispielsweise mit der 2007 vorhergesagten größeren Verbreitung von Fahrerassistenzsystemen in Autos oder dem in der ersten Auflage 2006 erwarteten Trend zum breiteren Einsatz von Telemedizin. Es gab aber auch Fehleinschätzungen - das damals in Aussicht gestellte verbreitete 3D-Internet lässt nach dem Abklingen des Second-Life-Hypes doch etwas länger auf sich warten.

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Internetsucht verändert Gehirn nachhaltig

Neurale Verbindungen zwischen verschiedenen Arealen gestört

Junge am Laptop: Zu viel Internet gefährlich
(Foto: pixelio.de, S. Hofschlaeger)

Wuhan (pte006/12.01.2012/10:00) - Websüchtige zeigen ähnliche Veränderungen des Gehirns wie Menschen, die von Drogen oder Alkohol abhängig sind. Zu diesem vorläufigen Ergebnis kommt eine Studie der Chinese Academy of Sciences. Das Team um Hao Lei scannte die Gehirne von 17 jungen Abhängigen und fand Ver­änderungen in ihrer Gehirnstruktur. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass die in Plos One veröffentlichten Forschungsergebnisse zu neuen Behandlungsansätzen für Suchtverhalten führen können.

Weiße Substanz verändert

Internetsucht ist eine klinische Erkrankung, die durch einen außer Kontrolle geratenen Internetkonsum charakterisiert wird. Insgesamt untersuchten die Forscher die Gehirne von 35 Frauen und Männern zwischen 14 und 21 Jahren. Bei 17 wurde ein Internet-Abhängigkeits-Syndrom (IAS) festgestellt.

Grundlage für die Diagnose waren Fragen wie: "Haben Sie wiederholt erfolglos versucht, Ihren Internetkonsum zu kontrollieren, zu reduzieren oder zu beenden?" Spezialisierte Gehirnscans zeigten bei den als internetsüchtig diagnostizierten Teilnehmern Veränderungen in der weißen Substanz des Gehirns, also jenem Bereich, der Nervenfasern enthält.

Störungen bei Nervenfasern

Laut den Wissenschaftlern gab es Hinweise auf eine Störung der Verbindungen der Nervenfasern, die Gehirnbereiche miteinander verbinden, die mit Gefühlen, dem Treffen von Entscheidungen und der Selbstkontrolle in Zusammenhang stehen. Gunter Schumann vom King's College London erklärt, dass ähnliche Forschungsergebnisse auch bei Menschen vorliegen, die nach Computerspielen süchtig sind. Erstmals zeigten zwei Studien Veränderungen in den neuralen Verbindungen zwischen Bereichen des Gehirns und der Gehirnfunktion.

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Babys können mit drei Monaten Gefühle "hören"

Gehirn kann Stimmen und Emotionen bereits sehr früh verarbeiten

Baby: Frühe Unterscheidung von Gefühlen
(Foto: aboutpixel.de/Steve_ohne_S)

London (pte005/04.07.2011/10:00) - Babys können bereits mit drei Monaten auf Gefühle in der mensch­lichen Stimme reagieren. Das ist laut der Studie von King's College London und des University College London viel früher als bisher angenommen. Die Ergebnisse der Scans von 21 schlafenden Kindern legten nahe, dass das Gehirn auf verschiedene Arten von Geräuschen reagiert. Laut Declan Murphy und Evelyne Mercure war es bisher nicht erforscht, wann das Gehirn die Fähigkeit entwickelte, Stimmen und Emotionen zu verarbeiten. Details der Studie wurden in Current Biology veröffentlicht.

In der Folge erhoffen sich Wissenschaftler Aufschlüsse über die Art und Weise, in der sich autistische und nichtautistische Gehirne entwickeln. Mittels funktioneller Magnetresonanztomografie (fMRI) wurde aufge­zeichnet, wie die Babys auf Aufnahmen von Geräuschen voller Emotionen reagierten. Dazu gehörten Lachen und Weinen aber auch Hintergrundgeräusche wie Wasser oder Spielzeug. Ein Teil des Gehirns, der so genannte temporale Kortex, wurde beim Abspielen von menschlichen Stimmen aktiviert. Die gleiche Region wird auch bei Erwachsenen aktiviert.

Entscheidender Fortschritt

Das limbische System des Gehirns reagierte stark auf negative oder traurige Geräusche. Es macht jedoch bei neutralen und glücklichen Geräuschen keinen Unterschied. Murphy erklärte laut BBC, dass diese Entdeckung einen entscheidenden Fortschritt in der Erforschung der kindlichen Entwicklung bedeute. Mercure ergänzte, dass es sich um einen der seltenen Nachweise dafür handle, dass im Gehirn bereits sehr früh spezialisierte Bereiche existieren. Die Wissenschaftler untersuchen zusätzlich auch die Gehirne von Babys, bei denen ein Autismusverdacht zum Beispiel durch bereits erkrankte Geschwister besteht. Sie erforschen, ab wann genau Unterschiede festgestellt werden können.

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Gehirn merkt sich Berührungen genau

Menschen können die Erinnerung an Berührungen im Gedächtnis abrufen

Frau: Gehirn speichert Berührungen genau ab
(Foto: aboutpixel.de/Patricia)

Berlin (pte022/12.05.2011/13:25) - Sobald eine Berührung aufmerksam registriert wurde, wird sie in dem sogenannten Arbeitsgedächtnis abgespeichert. Neurowissenschaftlern der Charité Universitäts­medizin Berlin konnten ein Signal im Hirn von Probanden nachweisen, sobald sie sich an eine Berührung erinnern konnten. Die Wissenschaftler der Abteilung für Neurologie und dem Bernstein Center for Computational Neuroscience an der Charité prüften, in welcher Form Berührungsempfindungen im Arbeitsgedächtnis abrufbar sind.

Das Arbeitsgedächtnis ist Teil des menschlichen Erinnerungsvermögens. "Vergleicht man das Gehirn des Menschen mit einem Computer entspricht das Arbeitsgedächtnis dem Arbeitsspeicher", sagt der Mediziner Bernhard Spitzer gegenüber pressetext. Das Arbeitsgedächtnis speichert vorübergehende Informationen, die uns helfen die gegenwärtige umgebende Umwelt zu verstehen. In dem vorliegenden Test wurde den Versuchspersonen über Stimulationsgeräte, Vibrationen mit zwei unterschiedlichen Frequenzen auf den Zeigefinger übertragen.

Vom Fühlzentrum zum Frontlappen

Diese Art von Stimulationsgeräten wird auch für das Lesen von Blindenschrift verwendet. Danach sollten sie die beiden Frequenzen mit einer folgenden Testfrequenz vergleichen. Zunächst zeigte sich im "Fühlzentrums", wo die Informationen der Tastsinnesorgane zuerst hingeleitet werden, eine systematische Veränderung der Hirnaktivität - nur durch die Erinnerung an die Berührung.

Die Erinnerung an unterschiedliche Berührungen wird nicht mehr im "Fühlzentrum" des Gehirns abgerufen, sondern im sogenannten Frontallappen. Für die weitere Grundlagenforschung ist es bedeutend, dass die Wissenschaftler, die Erinnerung an eine Berührung im Frontlappen sichtbar machen konnten. Künftig werden die Forscher prüfen, ob auch andere Reize - visuelle etwa - auch im Frontlappenbereich messbar sind.

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Liebe fördert die Gehirnentwicklung

Zuneigung im Babyalter hilft lebenslang bei der Stressbewältigung

Mutter mit Baby: Liebe ist die gesündeste
Hirnnahrung (Foto: pixelio.de/Rios)

Montreal (pte003/07.02.2011/06:10) - Auch unsere Gehirne brauchen Liebe, um sich zu entwickeln. Das betonen Forscher des kanadischen Douglas Institute. In mehreren Unter­suchungen zeigen sie auf, dass die liebevolle Zuneigung der Mutter, jedoch auch des Vaters in den ersten Lebensjahren enorme Bedeutung für ein Kind hat. Je mehr Liebe es in dieser Zeit erfährt, desto besser kann es im ganzen Leben mit negativen Erfahrungen umgehen.

Nahrung und Berührung entscheiden

Eine Form dieses Liebeserweises ist für die Forscher um Claire-Dominique Walker die Menge und Qualität der Muttermilch, sowie der innige Kontakt zur Mutter. Hundewelpen, die von ihren Müttern schon vor der Geburt und in der Zeit danach besonders fettreich ernährt wurden, reagierten viel gelassener auf Stresssituationen als ihre Altersgenossen, berichtet die Zeitschrift "Developmental Psychology". Auch häufiges Ablecken durch die Mutter hatte denselben Schutzeffekt, der sogar bis ins Erwachsenenalter der Tiere anhielt.

Der Nachweis bei Menschen gelang Jens Pruessner in der Zeitschrift "Journal of Psychiatry and Neuroscience". Er bestimmte bei jungen Erwachsenen das Stressniveau von Psyche und Körper und erhob das Niveau des Stresshormons Cortisol im Blut. Zur Überraschung des Forschers war wenig Cortisol sowohl bei den als Kind sehr geliebten als auch bei den vernachlässigten zu finden. Bei der ersten Gruppe ging das allerdings auf hohen Selbstwert zurück, bei der zweiten auf sehr geringen", so Pruessner. Cortisol zeige somit nur in Verbindung mit psychologischen Tests die Gefahr einer Stresserkrankung an.

Immunsystem stärker

Dass Umarmungen, Küsse und deutlich gezeigte Zuneigung der Eltern später Belastungen leichter ertragbar machen, berichtete schon im Vorjahr Joanna Maselko im "Journal of Epidemiology and Community Health". Ein Psychologe bewertete dabei während einer Routineuntersuchung, wie gut Mütter auf Gefühle und Bedürfnisse ihres Kindes reagierten. Im späteren Erwachsenenleben konnten geliebte Kinder deutlich besser mit allen Arten von Leid umgehen (siehe: http://www.pressetext.com/news/100727010/).

Eine Studie in "Molecular Psychiatry" beweist hingegen, dass man Folgen der liebenden Fürsorge von Vater oder Mutter auch in einer besseren Funktion des Immunsystems findet. "Die Wirkungen guter Elternschaft setzen auch Gesundheitsrisiken außer Kraft, die schlechte soziale Bedingungen mit sich bringen. Das sieht man sogar bis auf der Ebene der Gene", berichtet Studienleiter Steven Cole (siehe: http://www.pressetext.com/news/100521004/).

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Männer haben das schlechtere Gedächtnis

Frauen erinnern sich weit länger an Begriffe

Frauen können sich Wörter weit besser einprägen
(Foto: pixelio.de/van Melis)

London (pte034/17.03.2010/15:00) - Männer werden oft als das vergessliche Geschlecht dargestellt. Das ist auch zurecht so, sagen Forscher der University of London. Als sie das Gedächtnis von 50-jährigen Frauen und Männern testeten, schnitten erstere deutlich besser ab. "Die Studie bezieht sich allein auf das Erinnerungsvermögen von Wörtern, während organisatorisches oder perspektivisches Gedächtnis nicht erhoben wurde. Dennoch überraschten die Ergebnisse", berichtet Studienleiter Brian Dodgeon im pressetext-Interview.

Frauen merken sich Dinge lange

Die 10.000 Menschen, die an der Studie teilnahmen, hörten in einem ersten Test zehn Wörter, die sie nach zwei und fünf Minuten möglichst vollständig aus dem Gedächtnis wiedergeben sollten. Frauen schlugen die Männer zuerst um fast fünf Prozent, im zweiten Test waren es bereits acht Prozent. Auch bei der Aufgabe, vorgegebene Buchstaben aus einer Matrix herauszu­finden, hatten die Frauen die Nase vorne, wenngleich mit mehr Fehlern als Männer. Erst als es im vierten Test möglichst viele Tiere in einer Minute zu nennen galt, kamen beide Geschlechter einheitlich auf 22 Antworten.

Warum es zu diesen Unterschieden kommt, ist noch nicht geklärt. "Andere Studien weisen darauf hin, dass der höhere Östrogenspiegel der Frau den Hippocampus besser versorgt", so Dodgeon. Diese Gehirnregion sei für das Wortgedächtnis verantwortlich. Für den Tiernamen-Test hingegen komme es auf die Organisationsfähigkeit an. "Hier schneidet gut ab, wer Kategorien bilden kann, wie etwa 'Tiere im Haus und am Bauernhof, Tiere im Wasser oder am Land."

Sport und Rauchverzicht lohnt sich

Noch genauere Aussagen erlaubte die Tatsache, dass die Studie Teil einer Langzeiterhebung war. "Überprüft wurden alle Menschen, die in Großbritannien innerhalb einer bestimmten Woche im Jahr 1958 geboren wurden. Seither beobachtet man sie regelmäßig, wodurch Folgen von Sport, Ernährung, Rauchen, Alkohol und Depression auf das Gehirn abgeschätzt und die Ergebnisse auch um soziale Faktoren korrigiert werden", erklärt Dodgeon.

Es zeigte sich, dass die Lebensführung das Gedächtnis entscheidend beeinflusst. Nichtraucher und auch Ex-Raucher schnitten deutlich besser ab als aktive Raucher, während Alkohol in kleinem Umfang die Erinnerungsleistung leicht hob. Als Vorteil zeigte sich auch die Bewegung. "Wer mindestens einmal pro Monat schwimmt oder läuft, steigert sein Erinnerungsvermögen allein dadurch um bis zu sieben Prozent", so der britische Forscher.

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