Tod: Letztes Leuchtfeuer im Gehirn

Kriegt das Gehirn nicht genug Sauerstoff, löst sich das Spannungsgefälle der Nervenzellen auf – wie eine Welle rollt dieses Ereignis durchs Gehirn. Der Vorgang ist aber wieder umkehrbar. © phonlamai / thinkstock
Der Anfang vom Ende: Kurz vor dem Tod eines Menschen fegt eine elektrochemische Entladungswelle wie ein Tsunami durch das Gehirn. Dieses Phänomen haben Wissenschaftler jetzt in sterbenden Patienten mit Sauerstoffmangel im Gehirn beobachtet. Wie sie berichten, leitet diese Welle den Sterbeprozess des Gehirns ein, der Prozess ist jedoch bis zu einem gewissen Grad reversibel.

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Von allen Organen des Körpers reagiert das Gehirn am empfindlichsten auf Sauerstoffmangel. Stoppt seine Blutversorgung – etwa nach einem Herzstillstand – stellt das Gehirn von Tieren schon nach 20 bis 40 Sekunden seine Aktivität ein – es ist im Energiesparmodus. Sind auch die letzten Reserven aufgebraucht, bricht das energiebedürftige Ionen- und Spannungsgefälle zwischen dem Inneren der Nervenzellen und ihrer Umgebung zusammen.

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Schadet ein Herzinfarkt auch dem Gehirn?

Ein Herzinfarkt schadet nicht nur dem Pumporgan selbst – sondern womöglich auch dem Gehirn. © Stevanovicigor/ thinkstock
Überraschender Nebeneffekt: Ein Herzinfarkt kann auch das Gehirn schädigen. Denn Forscher haben herausgefunden: Nach einem Infarkt kommt es nicht nur häufig zur Entzündung des Herzmuskels – sondern auch des Denkorgans. Diese bisher unbekannte Reaktion des Immunsystems zieht womöglich langfristige, negative Folgen nach sich, wie sie berichten. So können Entzündungen im Gehirn unter anderem Gedächtnisstörungen fördern.

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Alle zwei Minuten gerät das Herz bei einem Menschen in Deutschland gefährlich ins Stocken. Diagnose: Herzinfarkt. Im Pumporgan herrscht in diesem Fall eine echte Notsituation. Ein Herzkranzgefäß ist verstopft, kein sauerstoffhaltiges Blut kann dort mehr zum Herzmuskel durchdringen, die betroffenen Muskelzellen drohen abzusterben.

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Schadet Salz unserem Gehirn?

Ein Zuviel an Salz schadet offenbar nicht nur unseren Gefäßen, sondern auch unserem Gehirn. © Art Cook Studio/ thinkstock
Beunruhigender Effekt: Forscher haben eine bisher unbekannte Wirkung von Salz auf unser Gehirn entdeckt. Demnach kann eine zu salzreiche Kost zu messbaren kognitiven Einbußen führen und die Hirndurchblutung verschlechtern, wie Versuche mit Mäusen nahelegen. Das überraschende daran: Dieser Effekt ist unabhängig von Blutdruck oder Gefäßentzündungen. Stattdessen sind von Immunzellen im Darm freigesetzte Botenstoffe entscheidend, wie die Forscher im Fachmagazin Nature Neuroscience“ berichten.

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Unser Körper braucht zwar Salz, aber ein Zuviel scheint schädlich zu sein: Studien deuten darauf hin, dass eine zu salzreiche Ernährung zumindest bei einigen Menschen Bluthochdruck, Gefäßentzündungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen fördern kann. Zudem könnte es eine Herzschwäche fördern und möglicherweise sogar die Pubertät verzögern.

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Forscher konstruieren „photonische“ Synapse

Forscher haben ein Chip-Bauteil konstruiert, das sich wie die Synapsen des Gehirns je nach Signalmenge verändert. © Harish Bhaskaran
Plastisch wie unser Gehirn: Forscher haben ein Computerbauteil entwickelt, das ähnlich arbeitet wie die Synapsen in unserem Gehirn. Je nachdem, wie viele optischen Daten hindurchströmen, passt die „photonische Synapse“ ihre Kristallstruktur und damit ihre Leitfähigkeit an. Wie beim menschlichen Lernen erhalten dadurch viel genutzte Lösungen und Denkwege mehr Gewicht. Die „lernfähige“ Computersynapse könnte damit ein wichtiger Schritt hin zu Computern nach Vorbild des Gehirns sein.

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Unser Gehirn ist Computern in vieler Hinsicht noch immer überlegen – und unterscheidet sich grundlegen von ihnen: Während in Computern das Rechnen im Prozessor und damit getrennt vom Datenspeicher stattfindet, arbeitet unser Denkorgan integrativ: Das Zusammenspiel der Neuronen über ihre Synapsen und die Plastizität dieser Verbindungen sind Rechner und Datenspeicher in einem.

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Frauen haben aktivere Gehirne

Männer und Frauen ticken doch anders: Das Gehirn von Frauen ist sowohl in Ruhe als auch beim lösen von Aufgaben aktiver als das der Männer, wie eine Studie enthüllt. Von 128 verglichenen Hirnregionen sind demnach bis zu 65 Areale bei den Frauen aktiver. Dazu gehören die Steuerzentrale im präfrontalen Cortex und das Emotionszentrum, während bei Männern Bereiche für das Sehen und die Koordination leicht aktiver waren.

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Ticken die Gehirne von Männern und Frauen wirklich anders? Über diese Frage wird seit Jahrzehnten diskutiert. Einerseits scheint es klare Unterschiede zu geben: Männer sind beispielsweise vergesslicher, dafür empfinden Frauen Stress und negative Gefühlestärker und neigen eher zu Depressionen. Andererseits unterscheiden sich die Gehirne beider Geschlechter strukturell weniger stark als landläufig angenommen – die Übergänge sind fließend.

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Bekannte Gesichter wirken fröhlicher

Wie fröhlich wirken diese Gesichter? © Bowie15/ thinkstock
Verzerrte Sicht: Wie unser Gehirn ein Gesicht wahrnimmt, hängt nicht nur von seinen objektiven Merkmalen ab. Experimente von US-Forschern zeigen: Entscheidend ist auch, ob uns die Gesichtszüge vertraut oder unbekannt sind. Demnach bewerten wir den emotionalen Ausdruck von bekannten Gesichtern tendenziell positiver als von fremden: Dasselbe Lächeln wirkt dann mal mehr, mal weniger fröhlich.

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Ob am Frühstückstisch, im Büro, beim Einkaufen oder auf dem Fernsehbildschirm: Jeden Tag schauen wir unzähligen Menschen ins Gesicht. Die Fähigkeit, das Antlitz von Mitmenschen wiederzuerkennen und zu unterscheiden ist für unser Sozialverhalten enorm wichtig. Kein Wunder also, dass unser Gehirn eigene Zentren für die Gesichtserkennung besitzt und bestimmte Gesichter sogar in jeweils eigenen Neuronen abgespeichert werden.

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Italien: Reliquie des heiligen Don Bosco gestohlen – sein Gehirn

Reliquia Don Bosco, Bild: ilgiorno.it
Behältnis mit Gehirn des Gründers des Salesianerordens aus Basilika seines Geburtsorts Castelnuovo verschwunden

kath.net

Unbekannte haben eine Reliquie mit dem Gehirn des heiligen Don Bosco (1815-1888) aus dessen Kirche in Castelnuovo gestohlen. Wie italienische Medien am Samstag meldeten, ist das Behältnis seit Freitagabend von seinem Aufbewahrungsort hinter dem Hauptaltar der Unterkirche verschwunden. Nachforschungen seien im Gang.

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Wenn Würmer sich bis ins menschliche Gehirn fressen

Parasitäre Fadenwürmer leben unter anderem in Schnecken und können auch über den Schleim auf Menschen übertragen werden Quelle: UIG via Getty Images/Universal Images Group Editorial
Es klingt wie aus einem Horrorfilm: Würmer bohren sich durch das Gehirn, verursachen schlimme Schmerzen und neurologische Ausfälle. Auf Hawaii bereitet ein solcher Parasit aktuell den Ärzten Sorgen.

Von Mario Lips | DIE WELT

In der jüngsten Vergangenheit plagt ein heimtückischer Wurm Bewohner und Besucher auf den Inseln des abgelegenen US-Bundesstaates Hawaii.

Allein in den vergangenen drei Monaten meldeten die US-Gesundheitsbehörden sechs Patienten mit Ratten-Lungenwürmern (Angiostylus cantonensis). Im gesamten vergangenen Jahrzehnt waren lediglich zwei Erkrankungen beobachtet worden.

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Teenager: Gehirn als Baustelle

In der Pubertät verändern sich nicht nur die Hormone, auch das Gehirn der Jugendlichen wird umgebaut. © Diego Cervo/ thinkstock
Neuronaler Ausnahmezustand: Während der Pubertät ähnelt das Gehirn von Teenagern einem Baustellen-Parcours. Denn viele Hirnareale werden nun umstrukturiert – und das teilweise drastisch. Welche Hirnbereiche besonders betroffen sind, haben nun US-Forscher aufgedeckt. Demnach werden vor allen Netzwerke für höhere Denkfunktionen und die Sprache in der Pubertät zur Baustelle – was einige der Verhaltensänderungen von Heranwachsenden erklären könnte.
In der Pubertät verändern sich nicht nur die Hormone, auch das Gehirn der Jugendlichen wird umgebaut.

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Teenager ticken anders: Kaum kommen Kinder in die Pubertät, verändert sich ihr Verhalten oft radikal. Sie werden reizbarer und unberechenbarer, ihr Schlafrhythmus verschiebt sich und auch Lernverhalten, ihre Motivierbarkeit und sogar ihr Intelligenzqzuotient ändern sich. Studien legen zudem nahe, dass sich auch die Struktur des Gehirns bei den heranwachsenden ändert. Doch wo genau dies geschieht und wie stark, blieb bisher weitgehend ungeklärt.

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Was, wenn wir kein Fleisch mehr essen würden?

Themenbild. Bild: 4ever.eu
Themenbild. Bild: 4ever.eu
Um unser Essen wird zunehmend wie über Religion diskutiert: fleischlastig, vegetarisch oder doch gleich vegan? Doch was würde das für uns und die Erde bedeuten?

Von Vince Ebert | Spektrum.de

Das Thema Ernährung ist ja in den letzten Jahren zu einer fast schon religiösen Bewegung geworden. Ich kenne Leute, die halten das Jüngste Gericht für eine Kochshow. Viele Veganer und Vegetarier verurteilen mit teilweise missionarischem Eifer die von ihnen verachteten Fleischesser: „Jaja, du zahlst zwar 20 Euro für ein Stück Bio-Rinderfilet – aber ich möchte nicht wissen, wie wenig von dem Geld bei dem Tier selbst ankommt …“

Aber Scherz beiseite. Tatsächlich sind ihre Anliegen im Kern durchaus berechtigt. Seit Jahren nimmt in wohlhabenden Gesellschaften der Fleischkonsum dramatische Ausmaße an. Die exzessive Viehzucht belastet in vielerlei Hinsicht die Natur, von der ethischen Komponente der Massentierhaltung gar nicht erst zu sprechen. Und gleichzeitig ist klar, dass wir uns inzwischen ohne gesundheitliche Einschränkungen fleischlos ernähren könnten.

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Schwangerschaft verändert das Gehirn

Während der Schwangerschaft verändert sich auch das Gehirn. © Jupiter Images/ thinkstock
Während der Schwangerschaft verändert sich auch das Gehirn. © Jupiter Images/ thinkstock
Hormonschub mit weitreichender Wirkung: Die hormonellen Umstellungen während der Schwangerschaft machen sich sogar im Gehirn bemerkbar. Wie eine Studie nun zeigt, ändert das weibliche Denkorgan in dieser prägenden Zeit seine Struktur – und zwar langfristig. Noch zwei Jahre nach der Geburt konnten die Forscher die Veränderungen feststellen. Sie vermuten, dass es sich dabei um einen Anpassungsmechanismus handelt, der die Frauen für die Aufgaben der Mutterschaft wappnet.

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Während der Schwangerschaft vollziehen sich im Körper der werdenden Mutter drastische Umbrüche: Nicht nur der Bauch wird dabei von Monat zu Monat dicker. Auch der Hormonhaushalt verändert sich, um das Heranreifen des Kindes zu ermöglichen. Die ungewohnten Schübe von Progesteron, Östrogen, Oxytocin und Co bereiten den Organismus optimal auf seine neue Aufgabe vor. Als Nebeneffekt führen sie aber manchmal zu Stimmungsschwankungen und Unwohlsein.

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Warum Affen nicht sprechen können

Gut gebrüllt. Makaken fehlt die neuronale Steuerung für Sprache.Foto: imago/Nature Picture Library
Gut gebrüllt. Makaken fehlt die neuronale Steuerung für Sprache.Foto: imago/Nature Picture Library
Studie bestätigt Annahme von Charles Darwin: Den Affen fehlt nicht der Sprechapparat, sondern die entsprechenden Verschaltungen im Gehirn.
 

Von Roland Knauer | DER TAGESSPIEGEL

Die Stimme krächzte ein wenig und ein unbekannter Akzent schwang bei der Frage „Willst du mich heiraten?“ mit. Aber sonst kamen die vier Wörter klar verständlich aus dem Sprachcomputer – zur Überraschung der Sprachforscher. Schließlich ahmte der Rechner Lippen, Zunge und Kehlkopf eines Affen nach.

Seit mehr als 50 Jahren waren Forscher überzeugt, dass die Anatomie die Tiere am Sprechen hindert. Ihr Körperbau erlaube Affen zwar, Warnrufe und andere Laute zu formen. Eine Sprache wie beim Menschen sei damit aber unmöglich. „Es geht doch!“, schreiben nun Tecumseh Fitch von der Universität Wien und seine Kollegen im Fachblatt „Science Advances“.

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Chip im Hirn: Gelähmter Affe kann wieder laufen

Ohne Reha, ohne Training: Ein Primat mit einem gelähmten Bein kann plötzlich wieder gehen. Ein Chip in seinem Gehirn überbrückt die unterbrochenen Nervenbahnen. Was bedeutet das für den Menschen?

SpON

Laufen beginnt bereits im Kopf. Das Startsignal für eine Bewegung kommt aus einer kleinen Hirnregion, dem Motorkortex. Die dortigen Hirnzellen schicken elektrische Signale über das Rückenmark bis in die Beine, wo sie in eine bestimmte Bewegung übersetzt werden. Ist diese Verbindung unterbrochen, erreichen die Signale das Bein nicht mehr, es ist gelähmt.

Wissenschaftlern ist es nun gelungen, zerstörte Leitungsbahnen im Rückenmark eines Affen mithilfe eines Computerchips zu überbrücken.

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Frauengehirn verändert sich im Takt des Zyklus

Das Gehirn von Frauen verändert sich im Takt ihres hormonellen Zyklus © satellitesixty/thinkstock
Das Gehirn von Frauen verändert sich im Takt ihres hormonellen Zyklus © satellitesixty/thinkstock
Hormon-Effekte im Gehirn: Der weibliche Zyklus lässt nicht nur ihre Hormonspiegel monatlich schwanken. Sogar das Gehirn verändert im Takt dieses Zyklus seine Struktur, wie nun eine Studie belegt. Der Hippocampus, das Gedächtniszentrum des Gehirns, nimmt immer dann an Volumen zu, wenn auch die Östrogenspiegel der Frau hoch sind. Ob und wie sich das auf Stimmung und geistige Leistungen auswirkt, muss nun erforscht werden.

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Auf und Ab der Hormone: Durch den Menstruationszyklus der Frau schwanken im Laufe eines Monats die Spiegel wichtiger Hormone wie des Östrogens. Das beeinflusst nicht nur die Fruchtbarkeit und den Eisprung, sondern sogar das Verhalten und die Stimmung. So verändert sich die Kooperationsbereitschaft von Frauen im Rhythmus ihrer Hormone und auch bestimmte geistige Leistungen schwanken im Verlauf des Zyklus, wie Studien zeigen.

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Forschern gelingt Durchbruch bei schwarzem Hautkrebs

Foto: Getty Images/Photographer’s Choice Schwarzer Hautkrebs bildet schnell Metastasen, die Tumorzellen zur Besiedlung lebenswichtiger Organe aussenden
Bösartige Melanome führen oft zum Tod. Forscher haben nun herausgefunden, wie sich dieser Krebs ausbreitet. Die Entdeckung soll helfen, Melanome zu einer „leicht heilbaren Erkrankung zu machen“.
 

DIE WELT

Alle 52 Minuten stirbt ein Mensch aufgrund bösartger Melanome. Israelische Krebsforscher haben nun in Kooperation mit Heidelberger Wissenschaftlern aufgedeckt, wie diese aggressivste Form des Hautkrebs‚ andere Organe befällt. Das könnte die Behandlung dieser oft lebensbedrohlichen Erkrankung revolutionieren, teilte die Universität Tel Aviv am Dienstag mit.

Die Forscher fanden heraus, dass maligne Melanome winzige Bläschen, sogenannte Vesikel, aussenden, um andere Organe auf den Empfang von Metastasen vorzubereiten. Zugleich fanden sie chemische Substanzen, die diesen Prozess unterbinden „und damit aussichtsreiche Elemente künftiger Medikamente werden können“, hieß es in der Mitteilung der Universität.

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Ein Parasit, der das Gehirn auffrisst

Naegleria fowleri, Bild: wikimedia.org/PD

Innerhalb weniger Tage hat ein amöbenähnlicher Parasit zwei Personen in den USA befallen. Dabei ist ein Infekt sehr selten. Naegleria fowleri verbreitet sich in warmen Gewässern.

Die Presse.com

Die Fälle tauchen zwar selten auf, in jüngster Zeit aber öfter als sonst: Die US-Gesundheitsbehörde hat bestätigt, dass eine nicht näher definierte Person von dem Parasiten Naegleria fowleri befallen ist. Der Parasit gelangt im Wasser durch die Nase in das Gehirn, wo er buchstäblich das Gehirn auffrisst. Erst vor einigen Tagen verstarb im Bundesstaat South Carolina ein elfjähriges Mädchen, auch bei ihr wurde der Parasit entdeckt.

Bei dem neuen Fall in Florida gab die Behörde bekannt, dass die Person zuvor in einem privaten Bad geschwommen ist. Das Mädchen hingegen war in einem Fluss baden. Der Parasit Naegleria fowleri breitet sich in warmen Gewässern aus, das können Seen, aber auch unhygienische Swimmingpools sein. Einmal im Gehirn, gräbt sich der amöbenähnliche Parasit im olfaktorischen Cortex, dem Riechhirn, ein. Dessen Zerstörung kann bereits die ersten Symptome hervorrufen: den Verlust von Geruch und Geschmack. Von hier aus kann sich der Parasit dann im ganzen Gehirn verbreiten.

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Thomas Metzinger: „Bewusstsein ist eine Simulation des Gehirns“

Thomas Metzinger (2010). Bild: wikimedia.org/CC BY-SA 2.0/MichaelThurm

Der Philosoph Thomas Metzinger vertritt die Theorie, dass unser Selbst nicht existiert. Mittels Virtual Reality versetzt er Menschen in die Körper anderer, um das zu belegen.

Von Eva Wolfangel | Technology Review

TR: Herr Metzinger, im Rahmen des von der EU geförderten Vere-Projekts versuchten Sie mit Kollegen, unser Ich-Gefühl mittels Virtual Reality auf Avatare zu übertragen. Warum?

Thomas Metzinger: Man kann damit versuchen, einige alte Fragen der Philosophie zu klären. Etwa was die einfachste Form von Selbstbewusstsein ist. „Das Selbst“ im traditionellen Sinne gibt es nicht. Unsere Virtual-Reality-Experimente zeigen das.

Wieso sollte es kein Selbst geben, wo wir es doch alle fühlen?

Das Gefühl, Sie selbst zu sein, also Ihr Ich-Bewusstsein, ist nach meiner Theorie eine Simulation Ihres Gehirns, ein inneres Modell mit vielen Schichten. Ihr Gehirn berechnet aus allen Informationen, die ihm zur Verfügung stehen, was die beste Hypothese, die wahrscheinlichste Variante der Wirklichkeit ist – und die präsentiert es Ihnen. So gesehen macht Mutter Natur die beste Virtual Reality.

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Erste „Wortkarte“ unseres Gehirns

Ein neuer Hirnatlas zeigt erstmals, wo unser Gehirn welche Wörter verarbeitet. Für mehr als 10.000 Wortbedeutungen kann man direkt erkennen, welche Areale aktiv werden. Demnach aktivieren Wörter mit eher sozialer Bedeutung beispielsweise andere Hirnareale als Farbwörter, Ortsangaben oder Zahlen. Das gesamte semantische Netzwerk überzieht jedoch das gesamte Gehirn, wie die Forscher im Fachmagazin „Nature“ berichten.

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Dank moderner bildgebender Verfahren weiß man heute, dass Sprache in unserem Gehirn mehr Areale aktiviert als nur die beiden bekannten Sprachzentren der linken Hirnhälfte. Stattdessen ist ein ganzes Netzwerk daran beteiligt, die Bedeutung der Wörter zu entschlüsseln. Doch wie die Arbeit innerhalb dieses Netzwerks verteilt ist und wo welche Bedeutungen verarbeitet werden, blieb weitgehend unbekannt.

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Wie unser Gehirn die Zahl Null erkennt

Um eine leere Menge als Zahlenwert Null zu erkennen, benötigt unser Gehirn zwei Schritte und zwei Hirnareale. © Wavebreakmedia/ thinkstock
Ein Nichts als Zahl: Forscher haben erstmals aufgedeckt, wie unser Gehirn die Null verarbeitet und erkennt – eine alles andere als triviale Leistung. Denn eine leere Menge, ein Nichts, muss dabei als Teil der mentalen Zahlenreihe erkannt und korrekt eingeordnet werden. Wie nun Hirnscans bei Affen belegen, benötigt das Gehirn dafür zwei Schritte. Erst im zweiten erfolgt dabei die Umwandlung ins abstrakte Konzept, wie die Forscher im Fachmagazin „Current Biology“ berichten.

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Schon unsere frühen Vorfahren beherrschten das Zählen und schufen sich Zahlensysteme, um Mengen anzugeben. Heute weiß man, dass es in unserem Gehirn sogar eigene Areale für die Verarbeitung von Zahlengrößen gibt – und dass das Gehirn von Mathematikern anders funktioniert als das von Laien.

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Kreativ durch Hirnstimulation?

Aktiv für Kreativität: Der vordere Bereich des präfrontalen Kortex ist für innovatives Denken zuständig © Georgetown University/ stockimage
Elektrisches Doping fürs Gehirn: Gezielte Hirnstimulation mit schwachem Gleichstrom könnte unsere Kreativität fördern. Werden für kreatives Denken verantwortliche Regionen im Gehirn auf diese Weise zu mehr Aktivität angeregt, hat das einen deutlichen Effekt. Im Experiment wurden Probanden dank der elektrischen Impulse einfallsreicher, wie Forscher berichten. Sie fanden demnach mehr Lösungen für Aufgaben, bei denen innovatives Denken gefragt war. In Zukunft könnte die Methode vielleicht einmal Patienten mit Hirnstörungen helfen.

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Wissenschaftler sind heute dazu in der Lage, bestimmte Bereiche unseres Gehirns gezielt zu manipulieren. Mithilfe von Magnetimpulsen können sie die Aktivität von Hirnregionen kurzzeitig unterbrechen und sogar die Händigkeit von Probanden umpolen. Umgekehrt lässt sich unser Gehirn durch transkranielle elektrische Signale auch räumlich begrenzt stimulieren. Selbst Träume konnten Forscher mit dieser Hirnstimulation schon beeinflussen.

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