Gehirn-Forschung: Langer Weg bis zum Massenprodukt

Nach insgesamt 15 Monaten Studie mit wöchentlich drei Sitzungen gelangen Proband Ian Burkhart insgesamt sechs verschiedene Handbewegungen, wie Hand öffnen und schließen, Gegenstände wie ein Glas oder eine Kreditkarte packen und festhalten oder Knöpfe für ein Videospiel drücken.

Wie fein sich Bewegungen via Gedanken steuern lassen, ist aktuell auch Gegenstand des EU-Forschungsprojekts "MoreGrasp" (deutsch: Mehr Griff), das von der TU Graz koordiniert wird. Im nächsten Jahr sollen ähnliche Tests wie in Ohio mit rund 15 Patienten starten. Anders als die Amerikaner setzten die Grazer Forscher allerdings auf nicht-invasive Technik, also auf Elektroden, die auf dem Kopf liegen, anstatt ins Hirn verpflanzt zu werden.

Warum Mücken manche Menschen häufiger stechen

Warum verschonen Mücken manche Menschen und stechen andere umso öfter?

Das Risiko für Mückenstiche wird vom eigenen Erbgut mitbestimmt, zeigen Forscher mit einer Untersuchung an eineiigen und zweieiigen Zwillingen. Die Gene beeinflussten vermutlich den Körpergeruch, schreiben sie im Fachblatt „PLOS ONE“. Dass Mücken nicht auf jeden Menschen gleichermaßen fliegen, ist schon länger bekannt. Schwangere werden etwa häufiger gestochen als nicht-schwangere Frauen, schreiben die Forscher um James Logan von der London School of Hygiene and Tropical Medicine. Auch dickere Menschen und solche mit höherer Körpertemperatur scheinen für Mücken besonders attraktiv zu sein. Die Auswertung zeigte, dass die Beliebtheit der eineiigen Zwillinge bei den Mücken sehr ähnlich war. Die zweieiigen Zwillinge waren hingegen unterschiedlich stark begehrt, was auch einen genetischen Einfluss hin deute.

Weil Mücken vor allem auf Körpergeruch fliegen, sollte man sich also öfter gründlich waschen. Der Mythos, dass man abends das Licht ausschalten sollte, ist hingegen falsch: Mücken meiden helles Licht sogar. Ein weiterer Faktor, der Mücken anzieht, ist das Kohlendioxid in unserem Atem, und unsere Körperwärme. Wer sich körperlich anstrengt, ist also attraktiver für die Blutsauger. Keine Rolle spielen dagegen nach bisherigem Kenntnisstand das Geschlecht und die Ernährung.

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Warum hilft Daumenlutschen gegen Allergien?

In einer Langzeitstudie haben neuseeländische Forscher herausgefunden, dass Daumenlutschen Kinder vor Allergien abhärtet - auch wenn es vielleicht nicht schön aussieht. Und das ist die Erklärung: Menschen, die als Babys oder Kleinkinder mikrobiologischen Organismen ausgesetzt sind, sind stärker gegen Allergien resistent. Diese nimmt man etwa durch das Daumenlutschen oder beim Nägelkauen auf. Fast 50 Prozent der beobachteten 13-Jährigen haben dann eine Allergie entwickelt, wenn sie es nicht getan haben. Nur 31 Prozent entwickelten eine Allergie, wenn sie eine der beiden Angewohnheiten pflegten.

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Warum können Chamäleons mit ihrer Zunge Insekten fangen?

Extrem zäher Speichel sorgt bei Chamäleons dafür, dass es für Beute kaum ein Entrinnen gibt. Der Schleim auf der Zunge der Tiere sei 400 Mal zäher als menschlicher Speichel, berichten Forscher im Fachmagazin „Nature Physics“. Dies erkläre, warum Chamäleons selbst Beute mit nahezu einem Drittel ihres eigenen Gewichts zu überwältigen vermögen. Chamäleons lauern ihrer Beute oft regungslos auf. Sobald ein Tier nahe genug kommt, aktiviert das Chamäleon einen Muskelkomplex, der die Zunge blitzschnell aus dem Maul schießen lässt. Sie streckt sich bis zu doppelter Körperlänge und schnalzt dann sofort zurück. Chamäleons fangen so Tiere ganz unterschiedlicher Größe – von der Ameise bis zur Eidechse.

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Warum leben intelligente Menschen länger?

Die schottischen Forscher Lawrence Whalley und Ian Deary wollten wissen, ob sich der menschliche Intellekt auf die Lebenserwartung auswirkt und haben sich dafür die Daten der Studie "Scottish Mental Surveys" von 1932 genauer angesehen. Damals absolvierten zahlreiche elfjährige Kinder am selben Tag einen IQ-Test. Lawrence und Deary untersuchten daraufhin, wer von den damaligen Teilnehmern heute noch am Leben - und stolze 95 Jahre alt - ist und wer wann das Zeitliche gesegnet hatte. Das Ergebnis ihrer Studie: Menschen mit einem IQ von 115 und mehr hatten eine um 21 Prozent höhere Wahrscheinlichkeit, 75 Jahre und älter zu werden. Menschen mit einem durchschnittlichen IQ von 100 erreichten die 76 Lebensjahre seltener. Mehr als 20 Studien haben sich bereits mit dem Thema befasst und alle liefern die gleichen Ergebnisse: Wer klüger ist, lebt länger.

Die Erklärung der schottischen Professoren für dieses Rätsel ist jedoch eher profan: Menschen mit höherem IQ ernähren sich meist gesünder, rauchen seltener, trinken weniger Alkohol, nehmen seltener Drogen, schnallen sich im Auto an und gehen Gefahren eher aus dem Weg. Auch geht ein höherer IQ meist mit gut bezahlten Jobs einher, so dass die Lebensbedingungen allgemein besser sind und sich die Probanden auch eine bessere Gesundheitsvorsorge leisten können. Vereinfacht gesagt: Wer klüger ist, hat ein höheres Einkommen und vermeidet Situationen und Angewohnheiten, die tödlich sein können.

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Warum werden alte Vögel nicht grau?

Graue Haare beim Menschen, eine graue Hundeschnauze - nur Vögel scheinen gegen das Ergrauen immun. Eigentlich seltsam, bestehen ihre Federn doch wie das menschliche oder tierische Haar hauptsächlich aus Keratin. Forscher der britischen Universität Sheffield untersuchten die Federn des Hähers (im Bild ist ein Eichelhäher zu sehen) per Röntgen-Analyse. Dabei stellten sie fest: Im Gegensatz zum Haar kommt die Färbung der Federn nicht durch Farbpigmente zustande, sondern durch Änderungen in der Struktur der Feder.

Die Forscher erkannten eine schwammartige Oberfläche mit vielen verschieden großen Löchern. Je nach Größe reflektieren diese Löcher das einfallende Licht anders und bestimmen so die Farbe, die das Auge wahrnimmt. Das hängt mit dem Lichtspektrum zusammen: Je nach Wellenlänge nimmt das Auge eine andere Farbe wahr. So kommt es auch, dass ein und dieselbe Feder unterschiedliche Farben aufweisen kann (im Bild gut am Flügel des Eichelhähers erkennbar).

Pigmente, die das Haar oder auch Kleidung färben, verblassen im Laufe des Alters und der Zeit. Die Nanostruktur bleibt hingegen erhalten. Dr. Andrew Parnell von der Uni Sheffield glaubt, dass sich die Entdeckung technisch nutzen und imitieren lässt: "In der Zukunft könnten wir so langanhaltende Farben herstellen. (...) Jetzt, wo wir gesehen haben wie die Natur es anstellt, können wir damit anfangen neue Materialien wie Kleidung oder Anstrichfarben zu entwickeln, die diesen Nanostruktur-Ansatz nutzen."

Gelingt es, solche Materialien zu entwickeln, könnte Kleidung künftig nie mehr bei der Wäsche ausfärben.

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Warum knacken unsere Finger, wenn wir daran ziehen?

Schon lange gibt es verschiedene Theorien darüber, woher das ploppende Geräusch beim Fingerknacken kommt. Einige Wissenschaftler vermuteten, dass der Knacklaut durch eine zerplatzende Blase im Gelenkspalt entsteht. Andere Forscher stellten die Hypothese auf, dass das Geräusch durch das Zurückschnellen von Bändern zustande kommt. Eine weitere Erklärung ist die sogenannte Tribonucleation: Ein Mechanismus, bei dem durch das Bewegen von Oberflächen Gasblasen in einer Flüssigkeit entstehen. Bislang gab es noch keine direkten experimentellen Beweise, durch die eine der Theorien fest untermauert werden konnte. Das wollten die Forscher um Greg Kawchuk von der University of Alberta im kanadischen Edmonton ändern.

Für ihre Studie brauchten die Wissenschaftler einen Menschen, der die Fähigkeit besitzt, seine Fingergrundgelenke auf Anfrage knacken zu lassen. Diese Gelenke verbinden die Knochen der Mittelhand mit den Grundgliedern der Finger. Die Wahl fiel auf Jerome Fryer, einen der Studienautoren. In dem Experiment untersuchten die Forscher jeden Finger des Probanden. Dabei wurde der Finger in einer Art Röhre befestigt, die am anderen Ende mit einem Kabel verbunden war. Dann wurde an dem Kabel so lange gezogen, bis Fryers Finger knackten. Der gesamte Prozess im Gelenk wurde mit dem Kernspintomographen aufgenommen. Auf den Bildern war kurz vorm Knacken die Entstehung eines Hohlraums zu sehen. Die Wissenschaftler gehen daher davon aus, dass im Gelenk eine Tribonucleation stattgefunden hat: „Es ist ein bisschen so, als ob ein Vakuum gebildet wird“, erklärt Kawchuk in einer Mitteilung zur Studie. „Wenn sich die Gelenk-Oberflächen plötzlich trennen, ist keine Flüssigkeit mehr vorhanden, die das zunehmende Gelenk-Volumen füllen kann. So bildet sich ein Hohlraum.“ Durch dieses Ereignis werde das Geräusch erzeugt.

Übrigens gibt es keine Hinweise dafür, ob dieses Phänomen schlecht oder gut für die Gelenke ist. „Es konnte bislang noch nie jemand nachweisen, dass dieses Knacken langfristig gesundheitsschädlich ist“, sagt Professor Jörg van Schoonhoven von der Klinik für Handchirurgie am Rhön-Klinikum in Bad Neustadt an der Saale.

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Warum können wir uns selbst nicht kitzeln?

Kitzelt uns jemand an den Füßen, kichern und zappeln wir. Versuchen wir es dagegen selbst, empfinden wir fast nichts. Die Ursache liegt in unserem Gehirn, wie Sarah-Jayne Blakemore vom University College London herausgefunden hat. Da das Gehirn schließlich weiß, dass wir uns gleich selbst am Fuß anfassen werden, dämpft es vorab alle Nervensignale, die von unserem Fuß ausgesendet werden, nämlich: "Jemand kitzelt mich." Diese Filterung hilft uns, wichtige von unwichtigen Reizen zu unterscheiden. Das Gehirn kann sich so besser auf wichtige Reize wie Schmerz konzentrieren.

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Die gemessenen Signale sind durch die Dämpfung der Schädeldecke zwar deutlich schwächer als durch implantierte Elektroden. Die riskante OP, die Blutungen oder Infektionen zur Folge haben kann, wird so aber umgangen. "Außerdem stößt das Gehirn die Fremdkörper nach einiger Zeit ab, sie verlieren ihre Funktion", erklärt Gernot-Müller Putz von der TU Graz die Nachteile der eingepflanzten Elektroden.

Langwierige Testphasen nötig

Dass der Weg hin bis zu einem Massenprodukt noch weit ist, weiß Studienautor Chad Bouton: "Wir sind noch am Anfang mit der Entwicklung unter Laborbedingungen". So ist wie bei allen andern Vorstößen zum Thema Gedankensteuerung beispielsweise unklar, wie robust die Technik im Alltag ist. Hinzu kommt, dass bisher vor jeder Anwendung individuelle, langwierige Einstellungs- und Testphasen nötig sind.

Noch in diesem Sommer wollen die Forscher mit einem zweiten Probanden in Versuche gehen.

Trotz vieler bestehender Hürden und Einschränkungen ist Studienteilnehmer Ian Burkhart glücklich. "Ich habe viel mehr Hoffnung für die Zukunft. Ich weiß jetzt aus erster Hand, dass es Ansätze in Forschung und Technologie gibt, die mein Leben irgendwann besser machen können", sagt er.