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Quelle ZEW News-Webseiten und Soziale Medien

Journalismus in Social Media: Zu wenig Geld für gute Inhalte

Mannheim, 04. September 2024.Eine aktuelle Studie einer Gemeinschaftsarbeit zwischen dem ZEW Mannheim und der University of Technology and Economics Budapest zeigt, social-media und Nachrichten-Anbieter können dann voneinander profitieren, wenn Nachrichten-Anbieter nach Qualität der Inhalte bezahlt, und Betreiber von social-media diese darin unterstützen würden. Potenzielle LeserInnen nutzen aufgrund der News-Webseiten weniger die klassischen News-Webseiten des Online-Journalismus durch Verleger.

„Würden die Betreiber von Social-Media-Plattformen die klassischen Nachrichten-Anbieter besser bezahlen, hätten sie einen doppelten Nutzen: Erstens steigen durch solche Zahlungen die Anreize für eine bessere Nachrichtenqualität – wenn durch journalistische Inhalte die Content-Qualität steigt, nutzen auch mehr Menschen soziale Medien. Zweitens steigt dadurch der Wettbewerb im digitalen Anzeigenmarkt sowohl in Social Media als auch bei News-Websites, was wiederum Online-Journalismus zugutekommt. In unserer Studie zeigen wir, dass Soziale Medien und Nachrichten-Anbieter auch voneinander profitieren können“, erklärt Luca Sandrini, PhD, Ko-Studienautor aus dem ZEW-Forschungsbereich „Digitale Ökonomie“.

Soziale Medien profitieren von der Arbeit der Nachrichten-Webseiten. Daher wurden bislang News-Anbieter von sozialen Netzwerkbetreibern vergütet. Die Studie zeigt allerdings, das sich Ausgleichszahlungen durch social media Anbieter nicht lohnen.

Sind Forderungen der Verleger zu hoch, werden Inhalte von Nachrichten-Webseiten und damit aus den sozialen Medien verbannt. Unterhalb eines Schwellwertes hingegen gäbe es Verhandlungsspielraum, wie die Studie weiter zeigt.Die Autoren schlagen daher verpflichtende Verhandlungen vor. „Optimal wäre ein System, das die Höhe von Geldzahlungen an die Qualität von zusätzlich erstellten Nachrichten bindet – je höher die Qualität, desto höher die Zahlung“, sagt Robert Somogyi, PhD, Ko-Autor der Studie von der Budapest University of Technology and Economics. In diesem Konzept ist Qualität ein objektiver, messbarer Indikator, beispielsweise die Anzahl der Vollzeitäquivalente, die in einer Nachrichtenredaktion beschäftigt sind. User/innen bringen Qualität oft mit positiven Eigenschaften wie Vertrauenswürdigkeit und Informationswert in Verbindung, da die von einer Nachrichtenwebsite mit einer größeren Redaktion produzierten Inhalte in der Regel eine bessere und umfassendere Berichterstattung über lokale Nachrichten und internationale Ereignisse bieten. „Diese Erkenntnis ist relevant für politische Versuche, den Wettbewerbsdruck zwischen Plattformen und Journalismus durch Gesetze zu entschärfen und sollte auch für den EU-Markt nach der EU-Copyright-Richtlinie von 2019 gelten“, sagt Somogyi. Modell für optimale Zahlungen Die ZEW-Studie untersucht in einem spieltheoretischen Modell eines zweiseitigen Marktes die Auswirkungen von politischen Regelungen, die Zahlungen von Sozialen Medien an Verleger vorschreiben. Die Forschenden betrachten die Marktumgebung, in der Verbraucher/innen Nachrichten über Soziale Medien und Nachrichten-Webseiten konsumieren können und digitale Werbeanzeigen vermarktet werden. Aufgrund der erheblichen gesellschaftlichen Bedeutung von Journalismus ist der Schutz des Berufsstands vor dem überwältigenden Wettbewerbsdruck großer digitaler Plattformen zu einem wichtigen Ziel für Regulierungsbehörden geworden. Weltweit werden verschiedene politische Ansätze verfolgt, um Journalismus zu schützen, beispielsweise in Australien, Kanada oder Indonesien. Bemühungen gibt es aktuell im Vereinten Königreich und Neuseeland sowie in den USA auf landesweiter und auf Staatenebene. Nach der Einführung der EU-Urheberrechtsrichtlinie im Jahr 2019 hat Google begonnen, Lizenzvereinbarungen mit Nachrichtenverlagen in Deutschland und anderen europäischen Ländern zu unterzeichnen.

Originalpublikation:

https://ftp.zew.de/pub/zew-docs/dp/dp24043.pdf

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Archiv

„Glückshormon“ Dopamin macht Fruchtfliegen blind für Gefahren

Berlin, 02. September 2024. Der Umgangssprachlich als „Glückshormon“ bekannte Botenstoff Dopamin trägt laut der aktuellen Studie zu riskantem Verhalten von Fruchtfliegen bei. Demnach ignorieren männliche Fruchtfliegen Gefahren, wenn sie auf der Balz sind und mit Paarung beschäftigt. Die Erforschung vom Verhallen von Fruchtfliegen liefert Hinweise auf mögliche Mechanismen die auch beim Menschen gelten. Die Studie „Mating proximity blinds threat perception“ erfolgte in Zusammenarbeit zwischen der Universität Birmingham und der Freie Universität Berlin und wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

Hauptmotiv des Forschungsteams um Dr. Carolina Rezaval war zu erfahren, wie das Gehirn Entscheidungen trifft und dabei Chancen und Risiken abwägt.

Dr. Laurie Cazalè-Debat simulierte im Experiment einen Fressfeind in der frühen Phase der Balz. Das Verhalten zeigte eine Aktivierung visueller Neuronen im Gehirn der Fruchtfliege. Diese Neuronen führen in diesem Stadium dazu die Balz zu stoppen und zu fliehen. Im Experiment zeigte sich aber, das die Fruchtfliege im fortgeschrittenen Stadium der Balz, nahe an der Paarung die simulierte Bedrohung ignorierten. Die neuronalen Gehirn-Aktivitäten wurden mittels In-vivo 2-Photonen Mikroskopie identifiziert.

Es zeigte sich, das ein Anstieg des Dopamins mit fortschreitender Balz dazu führt die sensorischen Signale für Gefahren zu unterdrücken. Die Reaktionen der Fruchtfliege auf Gefahren gehen zurück.

Dopamin bildet einen sensorischen Filter, der es erlaubt sich auf die drängendsten Ziele zu fokussieren.

Originalpublikation:

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Geraldrose Pixabay

Ein Fisch geht auf Reisen

Je mehr ich mich in den vergangenen Jahren von einem Problem herausgearbeitet habe, desto mehr ist mir dieses Problem in der Gesellschaft deutlich geworden und hat mich sogar selbst betroffen.

Erst unlängst aber habe ich mir ein wissenschaftliches Dokument erneut genauer angeschaut und dann einen möglichen und sehr wahrscheinlichen Auslöser gefunden. Um dies zu teilen, zu publizieren, bekannt zu machen, ist mir erst heute eine gute Geschichte in den Sinn gekommen!

Die Fähigkeit des Filterns im Kopf ist durch traumatische Erlebnisse außer Gefecht gesetzt. Die Tragweite des Problems wird erst dann sichtbar, wenn man aus der Sache wächst. Das Problem angehen und überwinden.

Zur Veranschaulichung daher zunächst eine kleine Geschichte.

Stell dir vor,…

dir wird, zu deiner eigenen Überlebensfähigkeit die überschaubare Aufgabe gestellt, im Wasser abzutauchen und einen Fisch zu ergreifen. Es sind viele Fische im Wasser und das Behältnis ist in gewisser Weise begrenzt. Das Ziel der Aufgabe besteht darin, mindestens einen Fisch an Land zu bringen, um damit die Ernährung zu gewährleisten. Du tauchst ab und siehst diese Herausforderung. Allerdings scheint das Fangen eines Fisches in diesen Verhältnissen durchaus recht leicht zu sein und kann auch Spaß bereiten. Das Ziel wäre demnach durchaus einfach zu erreichen. Du siehst die Schönheit der Pflanzen im Wasser, es ist klar und bietet viele Interessante einblicke, sogar ohne Taucherbrille. Plötzlich aber erkennst du, du kannst atmen. Du bist völlig unerwartet in der Lage unter Wasser zu atmen. Du nutzt diese Situation und probierst dich selbst aus. Schaust dir alles genauer an, selbst das tiefere tauchen ist uneingeschränkt möglich. Plötzlich entdeckst du am Grund des Wassers eine Schatztruhe. Du schaust sie genau an und erkennst, das ist tatsächlich das, nach was es aussieht. Alles echt. Du bist jetzt mit deinen Gedanken komplett beim Schatz. Auch die ursprüngliche Aufgabe blitzt dir für den Moment erneut auf, aber sie ist unwesentlich geworden. Deine Gedanken drehen sich ausschließlich um die Frage, wie kriegst du den Schatz in deine Hände. Aus dem Wasser, wie kannst du das vermögen umsetzen, nutzen. Du brauchst beim besten Willen keinen Fisch mehr, der Schatz verspricht so viel mehr! Der Fisch ist nun frei und du bist gefangen, noch erkennst du es nicht!

Die Denkprozesse und die Aufgaben werden mit zunehmendem Lebensverlauf, Lebenszyklus, Lebensprozess intensiver, herausfordernder und zeitgleich differenzieren sie auseinander. Dem würde es gelten entgegenzuwirken. Wenn ich einmal gelernt habe, das große Ganze zu überblicken, dann folgt dem die neue Herausforderung, ein noch grösseres Ganzes zu bewältigen. Die Bibel, vielleicht auch der Koran nennen dies die Anforderung des Menschen sich die Welt untertan zu machen und machen zugleich deutlich, „der größte unter euch sei euer Diener“. Was so viel bedeutet wie, wer in der Lage ist, die Situationen zu erkennen, zu erfassen und zuzuordnen, sprich die Natur ins Verhältnis zum Menschen zu setzen, der hätte auch die Autorität diese Dinge zu jedem Moment zu ordnen. Dieser Mensch wäre in der Lage jederzeit die Ordnung herzustellen. Ein Grund also für diese Prozesse, das Durchleben des Menschen durch diese Prozesse.

Eines der häufigsten Argumente in dieser Welt richtet sich an die Situation, man solle nicht vom Weg abkommen, aus christlicher Perspektive. Für mich ist das eher eine Form katholischen Glaubens. Denn im katholischen Glauben mussten sich die Menschen vom Fegefeuer freikaufen. Und da im Mittelalter so viele unglaubliche menschenverachtende Dinge passiert waren, ist im kollektiven Gedächtnis die Schuld und die Möglichkeit sich freikaufen zu können tief verankert. Haben die Menschen doch vieles verloren, was ihnen lieb und teuer war und unsägliches Leid erfahren. Man denke nur an die Hexenverbrennung. Aber, durchaus, der Glaube ist tiefer im Menschen verankert als dieser meist annimmt. Ein Abwenden dieser Tatsache entspricht lediglich dem Versuch dem glauben näher zum Kommen.

Damit ist dieses Thema, vom „Weg abkommen“ ein Motiv, Motive bewegen den Menschen zum Handeln, das als grundlegend gilt. Die Welt beginnt an der Stelle und sie hört auch dort wieder auf. Wenn du also ohne Fisch aber mit Schatz auftauchst, dann sieht es über dem Wasser noch immer genauso aus wie unter dem Wasser. Aber, deine innere Haltung hat sich geändert. Die Dinge haben unterschiedliche Werte bekommen. Ein Fisch würde mir also zum Leben vielleicht genügen, aber das Geld ist mehr wert weil es mir so viele Fische bieten würde, wie ich niemals verzehren könnte. Meine Perspektive auf das Leben hätte sich von nun an für immer verändert.

Das Beispiel umfasst einen relativ kleinen und überschaubaren Prozess menschlichen Denkens. Ich denke, es wird deutlich was man darunter versteht und begreift.

Zu meinen Hauptthemen im Leben gehörte die schulische Bildung. Vielmehr das Phänomen wie oft ich gescheitert bin an schulischer Leistung. Heute weiß ich, unter anderem hat mir zum Zeitpunkt der Entscheidung immer der Teil gefehlt, der dazu hätte beitragen können den gesamten Prozess erfassen zu können, überblicken zu können. Und doch erkenne ich heute, er hat sich an anderer Stelle durchgesetzt. In der realen Welt aber sind Menschen die einen vorbildlichen und Bilderbuchhaftem Lebenslauf vorweisen können damit meine „Feinde“ vielleicht besser Widersacher. Denn ihre Welt scheint zu funktionieren, während die meine nicht ohne mein Zutun nachweisbar wird. Jeder der einen Abschluss hat, kann nachweisen das er anpassbar war. Von Menschen, die das nicht können oder konnten wird man eher sagen, „Überangepasst“ weil man die Versuche unternommen hatte, als Held/Heldin aus der Geschichte hervorzugehen, aber noch viel zu wenig Widerstandskräfte hatte. Man kann diese Menschen auch als revolutionäre bezeichnen.

Man benötigt diese Fähigkeit aus einer Menge von Umständen im Unbekannten Raum die richtigen Schlüsse zu ziehen. Hilfreich ist aber nicht alleine das Richtige zu tun, sondern die Fähigkeit aus den Misserfolgen zu lernen und daraus einen Entscheidungsraum zu entnehmen. Auch hierzu habe ich unlängst die interessante Darstellung gelesen, das Gott ein Interesse haben muss dich dort hinbringen zu wolen wo du durch dein Wesen das erfüllen kannst was erwünscht ist. Es ist daher unsinning das man die Meinung vertreibt, Gott hätte einen Menschen verlassen oder ich wäre vom Kurs abgekommen. Es sind Menschen die versuchen auf diese Weise Schuld zu verbreiten. Dann aber würde das kreuz Jesu keinen Sinn ergeben, weil dieser das Kreuz für diese Zwecke auf sich genommen hat. Er ist daher mehr ein Pharisäretum so zu denken als umgekehrt.

Interessanterweise sieht, beginnt man irgendwann diese Dinge zu sehen und reagiert entsprechend darauf. Vor einigen Jahren hatte ich mich in einem Modeunternehmen in meiner Stadt beworben. Da ich im örtlichen Internet-Netzwerk zugange war, wusste ich, diese Dame, eine Geschäftsführerin kann und konnte meine Kommentare lesen und sich über meine Bewerbung hinaus ein Bild von mir machen. Auffällig aber wurde das ganze erst dann, das sie meine Kommentare und Aktionen zu verfolgen schien, dazu gab es Hinweise, aber sie meldete sich nicht in einer durchaus üblichen Zeit, sondern lies viel Zeit vergehen. Da ich das nicht nachweisen konnte, habe ich irgendwann entschieden die Sache, als erledigt zu betrachten und ging einen anderen Weg nach. Auch wenn die Dame eine andere Motivation gehabt hätte, ich habe sie nach meinen Erfahrungswerten beurteilt. Und dies waren, sie hat sich nicht mehr an die üblichen „unausgesprochenen Regeln“ gehalten und sich nach angemessener Zeit gemeldet. Sondern hat mich und mein Verhalten weiter studiert. Für mich war damit eine klare Schwäche deutlich geworden, die für mich zwar Schmerzhaft war, aber wichtig für meine Erfahrung. Ich wäre gerne in dieses Geschäft gegangen, aber die Tatsache das jemand nicht weis, wo die eigenen Grenzen sind oder sein sollten hat mir auch für die Zukunft nicht ausreichend Vertrauen vermittelt.

Ich kann den wenigen Leserinnen und Lesern meines Blogs daher nur raten, sich so weit selbst zu reflektieren um zu erkennen und vor allem lernen zu wollen, wann die richtigen Zeitpunkte für sich selbst sind. Meist ist die eigene Gesundheit, den Erhalt dessen ein guter Ratgeber. Insofern hoffe ich, dass meine Geschichte aus deine sein konnte und dir diesbezüglich die Augen öffnen konnte.

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Volker Lannert - Universität Bonn Krafttraining aktiviert die zelluläre Müllabfuhr, was unverzichtbar ist, um die Muskulatur langfristig zu erhalten. Das hat ein Forschungsteam um die Universität Bonn gezeigt.

Krafttraining aktiviert zelluläre Müllentsorgung

Bonn, 23.08.2024. In unserem Körper ist die Entsorgung beschädigter Zellbestandteile unerlässlich für die Aufrechterhaltung von Geweben und Organen. Ein internationales Forschungsteam unter der Federführung der Universität Bonn hat nun wesentliche Einblicke in die Regulation eines beteiligten Entsorgungssystems erzielt. Demnach wird dieses durch Krafttraining aktiviert. Die Befunde könnten die Grundlage für neue Therapien gegen Herzversagen und Nervenerkrankungen bilden und auch zum Gelingen bemannter Weltraummissionen beitragen. Die Ergebnisse werden in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Current Biology" vorgestellt.

Muskeln und Nerven sind langlebige Hochleistungsorgane, deren zelluläre Bestandteile einem ständigen Verschleiß unterliegen. Bei der Entsorgung beschädigter Bestandteile spielt das Protein BAG3 eine entscheidende Rolle. Es erkennt beschädigte Komponenten und sorgt dafür, dass diese von zellulären Membranen umschlossen werden: Ein sogenanntes Autophagosom entsteht. In diesem „Müllbeutel“ wird der zelluläre Abfall gesammelt und schließlich für ein Recycling zerkleinert. Das Forschungsteam um Prof. Dr. Jörg Höhfeld vom Institut für Zellbiologie der Universität Bonn hat nun gezeigt, dass BAG3 in der Muskulatur durch Krafttraining aktiviert wird. Für die zelluläre Müllabfuhr ist dies wichtig, denn: Erst aktiviertes BAG3 bindet beschädigte Zellbestandteile effizient und treibt die Membranumhüllung voran. Ein aktives Entsorgungssystem wiederum ist unverzichtbar, um die Muskulatur langfristig zu erhalten. „Eine Beeinträchtigung des BAG3-Systems führt in der Tat zu rasch-fortschreitenden Muskelschwächen bei Kindern und zum Herzversagen, eine der häufigsten Todesursachen in westlichen Industrienationen“, erklärt Prof. Höhfeld.

Wichtige Erkenntnisse für Training und Rehabilitation

Sportphysiologen der Deutschen Sporthochschule Köln und der Universität Hildesheim waren maßgeblich an der Studie beteiligt. Der Hildesheimer Professor Sebastian Gehlert betont die Bedeutung der Befunde: "Wir wissen nun, welche Trainingsintensität für eine Aktivierung des BAG3-Systems nötig ist. Das hilft uns, Trainingsprogramme für Spitzensportler zu optimieren und den Muskelaufbau bei Patienten im Zuge der Rehabilitation zu verbessern." Gehlert nutzt diese Erkenntnisse auch bei der Betreuung von Mitgliedern des deutschen Olympiateams.

Nicht nur in Muskeln notwendig

Aber das BAG3-System ist nicht nur in der Muskulatur aktiv. Mutationen in BAG3 können auch zu einer Nervenerkrankung führen, die nach ihren Entdeckern als Charcot-Marie-Tooth-Syndrom bezeichnet wird. Dabei kommt es zu einem Absterben von Nervenfasern in Armen und Beinen. Betroffene können in der Folge Hände und Füße nicht mehr bewegen. Anhand von Zellen, die von Erkrankten stammen, zeigt das Forschungsteam nun, dass es bei bestimmten Formen des Syndroms zu einer fehlerhaften Regulation des BAG3-Entsorgungssystems kommt. Die Befunde belegen somit die weitreichende Bedeutung des Systems für die Gewebeerhaltung.

Unerwartete Regulation weist Weg für Therapien

Eine Überraschung erlebten die Forschenden, als sie die Aktvierung von BAG3 genauer untersuchten. „Viele Proteine werden in der Zelle durch die Anheftung von Phosphatgruppen, die sogenannte Phosphorylierung, aktiviert. Bei BAG3 ist der Vorgang jedoch umgekehrt“, so Jörg Höhfeld, der auch Mitglied im Transdisziplinären Forschungsbereich (TRA) „Life and Health“ der Universität Bonn ist. „In der ruhenden Muskulatur ist BAG3 phosphoryliert und die Phosphatgruppen werden bei der Aktivierung entfernt.“ Damit rücken die Phosphatasen – Enzyme, die die Phosphatgruppen entfernen – in den Mittelpunkt des Interesses. Bei der Identifizierung der Phosphatasen, die BAG3 aktivieren, kooperiert Höhfeld mit der Chemikerin und Zellbiologin Prof. Maja Köhn von der Universität Freiburg. "Die Identifizierung der beteiligten Phosphatasen ist ein wichtiger Schritt", erläutert Köhn. "Es erlaubt uns dann Wirkstoffe zu entwickeln, die auf die Aktivierung von BAG3 im Körper Einfluss nehmen könnten." Damit böten sich gegebenenfalls neue Möglichkeiten zur Behandlung von Muskelschwächen, Herzversagen und Nervenerkrankungen.

Auch für die Raumfahrt bedeutsam

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft unterstützt die Arbeiten am BAG3-System im Rahmen einer Forschungsgruppe unter der Leitung von Prof. Höhfeld. Eine Förderung erhält Höhfeld aber auch von der Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt: "BAG3 wird unter mechanischer Kraft aktiviert. Aber was passiert, wenn die mechanische Stimulierung ausbleibt? Zum Beispiel bei Astronautinnen und Astronauten unter Schwerelosigkeit oder bei immobilisierten und beatmeten Intensivpatientinnen und -patienten?“ erklärt Höhfeld. Die ausbleibende mechanische Stimulierung führt in diesen Fällen zu einem schnellen Verlust der Muskulatur. Höhfeld geht davon aus, dass die fehlende Aktivierung von BAG3 dabei den Muskelverlust vorantreibt. Auch in diesen Fällen könnten Medikamente hilfreich sei, um BAG3 zu aktivieren. Um dies zu klären, bereitet Höhfelds Team unter anderem Experimente an Bord der internationalen Raumstation ISS vor. Die Forschungen zu BAG3 könnten von daher eines Tages dazu beitragen, den Mars zu erreichen.

Förderung und beteiligte Institutionen

Neben der Universität Bonn sind die Universität Freiburg, die Deutsche Sporthochschule, das Forschungszentrum Jülich, die Universität Antwerpen sowie die Universität Hildesheim an der Studie beteiligt. Sie wurde gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt.

Originalpublikation:

Ottensmeyer, et al.: Force-induced dephosphorylation activates the cochaperone BAG3 to coordinate protein homeostasis and membrane traffic. „Current Biology“, DOI: 10.1016/j.cub.2024.07.088; https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.07.088

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Bewegung ist Ausdruck nonverbaler Kommunikation. Technologische Entwicklung und Fortschritt begünstigen das Menschen sich zukünftig weniger Bewegen. Es benötigt daher den freien Wunsch, Willen und Antrieb von Menschen sich bewegen zu wollen. Motivation dafür zu finden. Raus aus der Unterdrückung, rein in ein Selbstbestimmtes Leben gehört zu den Themegebieten des Blogs. Sport, Mode, Smarte Textilien und damit auch Künstliche Intelligenz, in Auswirkung für das Individuum und seiner Teilhabe an der Bildung zur Gesellschaft, sowie als Ausdrucksmittel tiefliegender Kommunikation (Interozeption - Körpersignale aus dem Inneren.)

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Wie unser Denken kreativ wird

Internationale Konferenz verbindet Disziplinen der Kreativitätsforschung

Kreative Prozesse und ihre Mechanismen in unserem Nervensystem stehen im Fokus der Konferenz "Bridging Fields in Creativity Research". Die interdisziplinäre Tagung findet vom 11. bis 13. September 2024 im historischen Alten Amtsgericht in Oppenheim statt. Die Organisatoren vom Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS) und dem Forschungszentrum für Translationale Neurowissenschaften (FTN) der Universitätsmedizin Mainz bringen führende Wissenschaftler:innen aus verschiedenen Fachrichtungen zusammen.

Zur menschlichen Kreativität wird viel geforscht – etwa, welche Hirnareale beteiligt sind oder wieviel Erblichkeit dahintersteckt. Weitgehend unbekannt ist hingegen, welche Prozesse bei einem „Geistesblitz“ im Gehirn ablaufen, wie kreative Gedanken verschaltet und vernetzt sind. Dieses neue Forschungsgebiet wollen Wissenschaftler:innen von FIAS und Universitätsmedizin Mainz in den nächsten Jahren erschließen. Den Anfang macht eine Konferenz, in der internationale Forschende aus Psychologie, Neurowissenschaften und Informatik ihr Wissen zur Kreativität zusammentragen.

Vorträge von renommierten Expert:innen wie dem Gedächtnisforscher Daniel Schacter (Harvard University) sollen Licht in das Dunkel der neuronalen Verknüpfungen von Kreativität bringen. Ziel ist es, die neuronalen Grundlagen kreativen Denkens – und seine weitreichende Bedeutung für die Hirnforschung und künstliche neuronale Netzwerke – tiefgreifend zu verstehen. Beispielsweise wird der Psychologe Roger Beaty von der Pennsylvania State University erklären, warum manche Menschen kreativer sind als andere. Er untersucht mithilfe von Verhaltensexperimenten und Kreativitätstests, wie das Gehirn Ideen miteinander verknüpft. Anna Abraham, Psychologin der University of Georgia, beleuchtet die Grenzen der Künstlichen Intelligenz bei der Nachahmung menschlicher Kreativität. Sie forscht zu Hirnregionen, -erkrankungen und -entwicklung. In ihrem Buch „The Creative Brain: Myths and Truths“ deckte sie verbreitete Missverständnisse über Kreativität auf.

Die Informatikerin Claire Stevenson von der Universität Amsterdam vergleicht, wie Menschen und Künstliche Intelligenz kreative Aufgaben bewältigen. Sie beleuchtet die Unterschiede und Potenziale beider Systeme.

Der theoretische Neurowissenschaftler Jaan Aru begann seine Karriere am FIAS und forscht heute an der Universität Tartu in Estland an den neuronalen Grundlagen von Kreativität: Wie steuert das Gehirn kreative Prozesse? Sein neues Buch behandelt Themen wie kreatives Denken, Achtsamkeit und die Auswirkungen digitaler Technologien auf die kindliche Entwicklung.

Der Brückenschlag der verschiedenen Disziplinen der Kreativitätsforschung ist der Ausgangspunkt für die zukünftige Forschung an den neuronalen Verschaltungen für kreatives Denken am FIAS und der Universität Mainz. „Wir wollen die Prozesse der Kreativität verstehen“, beschreibt Mitinitiator Bastian Eppler vom FIAS das Forschungsziel der nächsten Jahre. „Kreativität ist grundlegend für unsere individuelle Identität und hat großen Einfluss auf unsere Gesellschaften, um bevorstehende Herausforderungen zu bewältigen.“

Das Thema der Konferenz spricht eine breitere Öffentlichkeit an, da Kreativität ein universelles und faszinierendes Phänomen ist, das unser tägliches Leben beeinflusst.

Medien und Journalist:innen sind herzlich eingeladen, an der Konferenz teilzunehmen. Interviews mit den Sprecher:innen vermitteln wir gerne. Die Konferenzsprache ist Englisch.

Organisationskommittee: Prof. Dr. Matthias Kaschube (FIAS/Goethe-Universität), Prof. Dr. Simon Rumpel (FTN/Universitätsmedizin Mainz), Dr. Jens-Bastian Eppler (FIAS/Goethe-Universität), Dr. Johannes Seiler (FTN/Mainz), Jonas Elpelt (FIAS/Goethe Universität), Thomas Lai (FTN/Mainz)

Partner und Sponsoren: DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft), SPP 2041 – Computational Connectomics, Forschungszentrum Translationale Neurowissenschaften & Universitätsmedizin der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz, Goethe-Universität Frankfurt, Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS), Rhein-Main-Universitäten (RMU) Vernetzungsinitiative.

Das FIAS (Frankfurt Institute for Advanced Studies) ist eine interdisziplinäre Forschungseinrichtung in Frankfurt am Main. Hier entwickeln international ausgewiesene Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Theorien zu komplexen naturwissenschaftlichen Zukunftsthemen in den Bereichen theoretische Naturwissenschaften, Computerwissenschaften und KI-Systeme sowie Lebens- und Neurowissenschaften. Über die Grenzen der Diszi-plinen hinweg erforschen sie mit Hilfe mathematischer Algorithmen und Simulationen die komplexen selbstorganisierenden Systeme der Natur. Das FIAS ist eine gemeinnützige Stiftung bürgerlichen Rechts. Aktuelle Informationen unter https://fias.institute/

Die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz ist die einzige medizinische Einrichtung der Supramaximalversorgung in Rheinland-Pfalz und ein international anerkannter Wissenschaftsstandort. Sie umfasst mehr als 60 Kliniken, Institute und Abteilungen, die fächerübergreifend zusammenarbeiten und jährlich rund 340.000 Menschen stationär und ambulant versorgen. Hochspezialisierte Patientenversorgung, Forschung und Lehre bilden in der Universitätsmedizin Mainz eine untrennbare Einheit. Mehr als 3.600 Studierende der Medizin und Zahnmedizin sowie rund 630 Fachkräfte in den verschiedensten Gesundheitsfachberufen, kaufmännischen und technischen Berufen werden hier ausgebildet. Mit rund 8.700 Mitarbeitenden ist die Universitätsmedizin Mainz zudem einer der größten Arbeitgeber der Region und ein wichtiger Wachstums- und Innovationsmotor. Weitere Informationen im Internet unter www.unimedizin-mainz.de.

Herausgeber: Prof. Dr. Eckhard Elsen, Direktor des FIAS, Redaktion: Dr. Anja Störiko, Pressereferentin, Büro 1|202, Ruth-Moufang-Straße 1, D-60438 Frankfurt am Main, Telefon: +49 (0)69 798 47507 oder +49 6192 23605, stoeriko@fias.uni-frankfurt.de

Weitere Informationen:

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© Fraunhofer IAP / Jadwiga Galties Personalisierte Knorpelzellimplantate aus dem 3D-Drucker sollen zukünftig defekten Knorpel ersetzen. Die dabei verwendete Druckertinte enthält körpereigene Knorpelzellen.

Verstärkung fürs Knie 3D-Biodruck mit körpereigenen Knorpelzellen

Sportliche Aktivitäten können bei falscher Belastung zu Verletzungen führen, oftmals am Knorpel in den Gelenken. Unbehandelte Knorpeldefekte können im Alter zu Arthrose führen, für die es aktuell keine wirksame Therapie gibt. Personalisierte Knorpelzellimplantate aus dem 3D-Drucker sollen künftig Abhilfe schaffen. Dafür werden spezielle Drucktinten entwickelt, die körpereigene Knorpelzellen enthalten. Das vierjährige Projekt des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP und der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) startete im Januar 2024. Es wird mit rund 2 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Knorpelschäden im Knie oder anderen Gelenken zeigen nur eine geringe Fähigkeit zur Selbstheilung, denn Knorpel besitzt keine Blutgefäße. Eine bewährte Methode zur Behandlung solcher Defekte ist die Transplantation von körpereigenen Knorpelzellen. Hierbei werden gesunde Knorpelzellen aus einem weniger beanspruchten Bereich des betroffenen Gelenks entnommen, im Labor vermehrt und anschließend in den geschädigten Bereich des Knorpels transplantiert. Obwohl diese Technik dazu beiträgt, Schmerzen zu lindern, die Gelenkfunktion zu verbessern und das Fortschreiten von Knorpelschäden zu verlangsamen, ist sie nicht in allen Fällen anwendbar. Insbesondere für größere Knorpeldefekte wird nach Alternativen gesucht.

Der 3D-Biodruck, auch Bioprinting genannt, eröffnet hier enorme Potenziale. Diese Fertigungstechnologie ermöglicht es, biologisches Gewebe in einem dreidimensionalen Format herzustellen. Wie bei herkömmlichen Verfahren der additiven Fertigung werden beim 3D-Biodruck Schichten von Materialien zu einer bestimmten Struktur aufgebaut. Allerdings werden als Drucktinten Biomaterialien verwendet, in die sogar lebende Zellen eingebettet sein können.

Biotinten für den 3D-Biodruck

»Im Projekt BioPol-3D entwickeln wir Tinten für den 3D-Biodruck, die bereits die Knorpelzellen der Patientin oder des Patienten enthalten. Die Zellen sind dabei in ein Hydrogel eingebettet. Diese Biotinten können während oder nach dem Druck vernetzt oder stabilisiert werden, um die gewünschte Form und Struktur zu erzeugen«, erklärt Professor Ruben R. Rosencrantz, Leiter des Forschungsbereichs »Life Science und Bioprozesse« am Fraunhofer IAP und Inhaber des Lehrstuhls »Biofunktionelle Polymermaterialien« an der BTU.

Als Hydrogelmatrix setzen die Forschenden unter anderem auf Glykopolymere. Diese werden eigens synthetisiert und eignen sich hervorragend dafür, die natürliche Umgebung von Knorpelzellen im Körper nachzubilden. Bislang kamen Glykopolymere jedoch nicht als Konstruktionsmaterial zum Einsatz. Im Rahmen des Projekts untersucht das Team, wie gut sich die Glykopolymere bezüglich ihrer Material- und Verarbeitungseigenschaften für den 3D-Biodruck eignen, und optimieren sie dafür. »Bei der Entwicklung dieser Glykopolymere vereinen wir unser chemisches und biotechnologisches Know-how am Fraunhofer IAP in einzigartiger Weise. Diese Kombination spielt für BioPol-3D eine entscheidende Rolle, da die Materialoptimierung sehr genau auf die biologischen Vorgänge abgestimmt werden muss. «, so Rosencrantz.

»Unser Ansatz, die Knorpelzellen zu verdrucken, geht über herkömmliche Verfahren hinaus, denn wir bringen die biologische Komponente – also die Knorpelzellen – direkt in Form. Es wird also nicht erst ein Gerüst gedruckt, auf dem später Zellen angesiedelt werden«, ergänzt BTU-Kollegin Professorin Ursula Anderer, die die Arbeitsgruppe »Zellbiologie und Tissue Engineering« leitet.

»Es gibt eine Vielzahl an Parametern, die wir berücksichtigen müssen, um druckfähige Tinten zu entwickeln: die empfindlichen Knorpelzellen müssen vital bleiben, die Tinten müssen biokompatibel und kontrolliert bioabbaubar sein und schließlich muss die gewünschte Knorpelform eine hohe Stabilität und Festigkeit aufweisen. Unser Ziel ist es, eine fortschrittliche 3D-Zellkultur für die Therapie von Knorpelschäden zu etablieren und gleichzeitig die Herstellung solcher Formkörper durch additive Fertigung zu revolutionieren«, so Anderer.

3D-Biodruck stärkt Innovationskraft der Lausitz

3D-Biodruck ist ein aufstrebender Markt, der zahlreiche kleine und mittelständische Unternehmen sowie Start-ups anzieht – eine Entwicklung, von der auch die Lausitz profitieren wird. »Die intensive Zusammenarbeit zwischen der BTU und der Projektgruppe »Biologisierung/Biofunktionalisierung von Polymeren BioPol« am Fraunhofer IAP bietet ein großes Potenzial, um künftig noch innovativere Materialien für den 3D-Biodruck zu entwickeln. Bewähren sich diese Materialien und Verfahren, können wir künftig auch Anwendungen in den Bereichen Sensorik oder Kosmetik erschließen. Das stärkt die Innovationskraft der Region im Bereich des 3D-Drucks und fördert die Aktivitäten zum Strukturwandel in der Lausitz«, sagt Rosencrantz.

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Bewegung ist Ausdruck nonverbaler Kommunikation. Technologische Entwicklung und Fortschritt begünstigen das Menschen sich zukünftig weniger Bewegen. Es benötigt daher den freien Wunsch, Willen und Antrieb von Menschen sich bewegen zu wollen. Motivation dafür zu finden. Raus aus der Unterdrückung, rein in ein Selbstbestimmtes Leben gehört zu den Themegebieten des Blogs. Sport, Mode, Smarte Textilien und damit auch Künstliche Intelligenz, in Auswirkung für das Individuum und seiner Teilhabe an der Bildung zur Gesellschaft, sowie als Ausdrucksmittel tiefliegender Kommunikation (Interozeption - Körpersignale aus dem Inneren.)

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DFKI LUMINOUS (Language Augmentation for Humanverse)

Projekt Luminous Die nächste Stufe der erweiterten Realität

Oftmals prasseln im Alltag eine Vielzahl von Eindrücken auf uns ein - da kann es bisweilen schwerfallen, den Überblick zu behalten. Schließlich müssen sämtliche Eindrücke nicht nur wahrgenommen, sondern auch interpretiert werden, was schlussendlich eine breite Palette von Handlungsoptionen eröffnet. An diesem Punkt kommt das System von LUMINOUS (Language Augmentation for Humanverse), entwickelt im Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), ins Spiel. Die Technologie sammelt die unzähligen Eindrücke, interpretiert sie und kann mittels generativen und multimodalen Sprachmodellen (MLLM) eine adäquate Handlung vorschlagen. Didier Stricker, Leiter des Forschungsbereichs "Erweiterte Realität" am DFKI: "Durch die von uns entwickelte Technologie werden virtuelle Welten intelligenter. Die intuitive Interaktion (per Text) mit dem System und automatische Generierung komplexer Verhaltensweisen und Abläufe durch „generative KI“ oder sogenannte "Multi-Modal Large Language Models" ermöglichen uns diese nicht nur zu erleben, sondern auch zu testen. Um das zu erreichen, arbeiten wir in LUMINOUS parallel an mehreren Ansätzen wie automatische Code-Generierung, dem schnellen Einpflegen von neue Daten, und weiteren Lösungen."

System beobachtet, interpretiert – und gibt Handlungsempfehlungen

Im neuen Projekt LUMINOUS arbeitet das DFKI an Erweiterter Realität (XR) Systemen der nächsten Generation. So sollen sich MLLM in Zukunft den bisherigen technischen Erweiterungen unserer visuell wahrgenommenen Realität, wie etwa in Form von Texten, Animationen oder der Einblendung von virtuellen Objekten, anschließen und die Interaktion mit Erweiterter Realität (XR) Technologie neu definieren.

Wie das in der Praxis aussehen kann, erklärt Muhammad Zeshan Afzal, Forscher aus dem Bereich Erweiterte Realität am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), anhand eines Szenarios:

„Ein Feuer entsteht in einem Raum. Unser System ermittelt in diesem Fall zunächst, wo sich die Person – welche mit unserer Technologie ausgestattet ist – gerade befindet. Dann werden relevante Daten aus ihrem unmittelbaren Umfeld gesammelt, wie beispielsweise die Anwesenheit eines Feuerlöschers oder eines Notausgangs, um diese wiederum an das generative und multimodale Sprachmodell weiterzugeben. Dieses ermittelt dann eine passende Handlungsempfehlung, wie beispielsweise den Löschvorgang mittels Feuerlöscher einzuleiten, Fenster zu schließen oder sich in Sicherheit zu bringen.“

Von Beschreibungen lernen schafft Flexibilität

Bisher waren Forschungs- und Entwicklungsbestrebungen weitestgehend auf die räumliche Nachverfolgung der Nutzer und ihrer Umgebung beschränkt. Die Folge: Sehr spezifische, eingeschränkte und nicht generalisierbare Repräsentationen, sowie vordefinierte grafische Visualisierungen und Animationen. Das soll sich durch „Language Augmentation for Humanverse“ künftig ändern.

Um das zu erreichen, entwickeln die Forscherinnen und Forscher am DFKI eine Plattform mit Sprachunterstützung, die sich an individuelle, nicht vordefinierte Nutzerbedürfnisse und bisher unbekannte Umgebungen der erweiterten Realität anpasst. Das anpassungsfähige Konzept entstammt dem Zero-Shot Learning (ZSL), einem KI-System, das darauf trainiert ist, Objekte und Szenarien zu erkennen und zu kategorisieren – ohne exemplarisches Referenzmaterial vorab gesehen zu haben. In der Umsetzung soll LUMINOUS mit seiner Datenbank von Bildbeschreibungen ein flexibles Bild- und Textvokabular aufbauen, das es ermöglicht, auch unbekannte Objekte oder Szenen in Bildern und Videos zu erkennen.

„Aktuell untersuchen wir mögliche Anwendungen für die Alltagsbetreuung von erkrankten Menschen, Implementierung von Trainingsprogrammen, Leistungsüberwachung und Motivation“, sagt Zeshan Afzal.

Das LLM aus dem Projekt LUMINOUS soll als eine Art Übersetzer dazu in der Lage sein, Alltagstätigkeiten auf Befehl zu beschreiben und mittels Sprachinterface oder Avatar an die NutzerInnen auszuspielen. Durch die so bereitgestellten visuellen Hilfestellungen und Handlungsempfehlungen werden dann Alltagsaktivitäten in Echtzeit unterstützend begleitet.

LUMINOUS in der Praxis

Die Ergebnisse des Projekts werden in drei Pilotprojekten getestet, die sich auf Neurorehabilitation (Unterstützung von Schlaganfallpatienten mit Sprachstörungen), immersives Sicherheitstraining am Arbeitsplatz und die Überprüfung von 3D-Architekturentwürfen konzentrieren.

Im Fall der Neurorehabilitation von Schlaganfallpatienten mit schweren Kommunikationsdefiziten (Aphasie) unterstützen realitätsnahe virtuelle Charaktere (Avatare) die Gesprächsinitiierung durch bilddirektionale Modelle. Diese basieren auf natürlicher Sprache und ermöglichen eine Generalisierung auf weitere Aktivitäten des täglichen Lebens. Objekte in der Szene (einschließlich Personen) werden mithilfe von Eye-Tracking und Objekterkennungsalgorithmen in Echtzeit erkannt.

Die Patienten können dann den Avatar bzw. das MLLM auffordern, entweder den Namen des Objekts, das Ganze zu produzierende Wort, das erste Phonem oder den ersten Sprachlaut zu artikulieren.

Zur Verwendung der Sprachmodelle in der für sie einzigartigen Umgebung des Patienten, durchlaufen die Patienten ein personalisiertes und intensives XR-gestütztes Training. Dabei erfasst das Projekt LUMINOUS die Bewegungen und den Stil des menschlichen Trainers mit einer minimalen Anzahl von Sensoren, um die Modellierung und Instanziierung von dreidimensionalen Avataren zu ermöglichen. Ziel ist es, nur kinematische Informationen zu verwenden, die ausschließlich aus dem Input des Headsets, der Position des Kopfes und der Hände während des Trainings abgeleitet werden.

Zukünftige Nutzer dieser neuen XR-Systeme werden in der Lage sein, nahtlos mit ihrer Umgebung zu interagieren, indem sie Sprachmodelle verwenden und gleichzeitig Zugang zu ständig aktualisierten globalen und domänenspezifischen Wissensquellen haben.

Auf diese Weise können neue XR-Technologien in Zukunft beispielsweise für Fernunterricht und -ausbildung, Unterhaltung oder Gesundheitsdienste eingesetzt werden. Durch die Hilfestellungen lernt LUMINOUS dazu und erweitert sein Wissen stetig – über die reinen Trainingsdaten hinaus. Indem Namen und Textbeschreibungen dem LLM zur Verfügung gestellt werden, kann dieses umgekehrt die Namen unbekannter Objekte aus Bildern generieren. Erkannte Bildmerkmale werden mit den entsprechenden Textbeschreibungen verknüpft.

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Bewegung ist Ausdruck nonverbaler Kommunikation. Technologische Entwicklung und Fortschritt begünstigen das Menschen sich zukünftig weniger Bewegen. Es benötigt daher den freien Wunsch, Willen und Antrieb von Menschen sich bewegen zu wollen. Motivation dafür zu finden. Raus aus der Unterdrückung, rein in ein Selbstbestimmtes Leben gehört zu den Themegebieten des Blogs. Sport, Mode, Smarte Textilien und damit auch Künstliche Intelligenz, in Auswirkung für das Individuum und seiner Teilhabe an der Bildung zur Gesellschaft, sowie als Ausdrucksmittel tiefliegender Kommunikation (Interozeption - Körpersignale aus dem Inneren.)

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Tom Björklund Künstlerische Rekonstruktion einer Jäger-Sammler-Gruppe aus der Eiszeit.

Eiszeit-Europäer Klimawandel verursachte dramatischen Rückgang von Jägern und Sammlern

Groß angelegte Studie an fossilen Menschenzähnen aus dem eiszeitlichen Europa zeigt, dass Klimaveränderungen die Demografie prähistorischer Menschen erheblich beeinflussten Anhand des bislang größten Datensatzes menschlicher Fossilien aus dem eiszeitlichen Europa und einer neuen Methode, die auf einem maschinellen Lernalgorithmus basiert, zeigt ein internationales Forschungsteam, wie prähistorische Jäger und Sammler im Zeitraum zwischen 47.000 und 7.000 Jahren vor heute mit Klimaveränderungen umgingen. Die Populationsgröße nahm während der kältesten Periode stark ab, und im Westen standen die Eiszeit-Europäer sogar vor dem Aussterben.

Vor etwa 45.000 Jahren wanderten die ersten modernen Menschen während der letzten Eiszeit nach Europa ein und markierten damit den Beginn des sogenannten „Jungpaläolithikums“. Diese frühen Gruppen besiedelten den europäischen Kontinent durchgehend – selbst während des sogenannten „Letzten Glazialen Maximums“ vor etwa 25.000 Jahren, als Gletscher einen Großteil Nord- und Mitteleuropas bedeckten. „In der Archäologie wird schon lange diskutiert, welchen Einfluss klimatische Veränderungen und die damit einhergehenden neuen Umweltbedingungen auf die Demografie der damaligen Jäger und Sammler hatten. Aufgrund der wenigen verfügbaren Fossilien und deren oft unzureichender molekularer Erhaltung für die Analyse alter DNA ist es sehr schwer, Aussagen darüber zu treffen, wie sich klimatische Faktoren auf Migration, Bevölkerungswachstum, -rückgang und -aussterben auswirkten“, erläutert Erstautor der Studie Dr. Hannes Rathmann vom Senckenberg Centre for Human Evolution and Palaeoenvironment an der Universität Tübingen.

Rathmann hat daher mit einem Forschungsteam aus Italien, den USA und Deutschland eine neue Herangehensweise zur Klärung dieser Fragestellung gewählt: Anstatt die wenigen verstreuten prähistorischen Individuen zu analysieren, für die alte DNA verfügbar ist, untersuchten sie deren Zähne. „Zähne sind das härteste Gewebe im menschlichen Körper und daher die am häufigsten von Archäologinnen gefundenen fossilen Skelettelemente. Auf diese Weise konnten wir einen beispiellosen Datensatz sammeln, der bisherige in seiner Größe deutlich übertrifft. Unsere neu zusammengestellte Sammlung umfasst Zahndaten von 450 prähistorischen Menschen aus ganz Europa, die den Zeitraum zwischen 47.000 und 7.000 Jahren abdecken“, erklärt Rathmann. Dabei konzentrierten sich die Forscherinnen auf „morphologische“ Zahnmerkmale – kleine Varianten innerhalb des Gebisses, wie die Anzahl und Form der Kronenhöcker, Kamm- und Rillenmuster auf der Kaufläche oder das Vorhandensein oder Fehlen von Weisheitszähnen. „Diese Merkmale sind vererbbar, was bedeutet, dass wir sie nutzen können, um genetische Beziehungen unter den Eiszeit-Menschen zu verfolgen, ohne gut erhaltene alte DNA zu benötigen“, erklärt Rathmann. Da diese Merkmale mit bloßem Auge beobachtet werden können, untersuchte das Team zusätzlich Hunderte veröffentlichte Fotografien von Fossilien. „Die Untersuchung historischer Fotografien auf Zahnmerkmale war besonders spannend, da es uns ermöglichte, wichtige Fossilien einzubeziehen, die leider nicht mehr existieren, wie solche, die im Zweiten Weltkrieg verloren gingen oder zerstört wurden“, sagt Rathmann.

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass vor etwa 47.000 bis 28.000 Jahren – im „Mittleren Pleniglazial“ – die Populationen in West- und Osteuropa genetisch gut vernetzt waren. „Diese Erkenntnis stimmt mit unserem bisherigen Wissen aus archäologischen Studien überein, die weit verbreitete Ähnlichkeiten bei Steinwerkzeugen, Jagdwaffen oder auch tragbarer Kunst aus den verschiedenen Regionen identifizierten", erklärt Ko-Autorin Dr. Judith Beier vom DFG Center for Advanced Studies “Words, Bones, Genes, Tools” an der Universität Tübingen. Während dieser Zeit war Europa größtenteils durch offene Steppenlandschaften geprägt, die große Herden von Säugetieren – die Hauptnahrungsquelle der Jäger und Sammler – ernähren konnten. Diese Bedingungen begünstigten wahrscheinlich eine Vernetzung der Populationen.

In der nachfolgenden Periode, dem „Späten Pleniglazial“ vor 28.000 bis 14.700 Jahren fanden die Forscher*innen dagegen keine genetischen Verbindungen zwischen West- und Osteuropa. Zudem zeigen die Analysen, dass beide Regionen eine erhebliche Verringerung der Populationsgröße erlebten, die zu einem Verlust der genetischen Vielfalt führte. „Dieser drastische demografische Wandel wurde wahrscheinlich durch massive Klimaveränderungen verursacht: Die Temperaturen fielen in diesem Zeitabschnitt auf die niedrigsten Werte des gesamten Jungpaläolithikums und gipfelten im Letzten Glazialen Maximum, eine Zeit, in der die Eisschilde ihre maximale Ausdehnung erreichten und den größten Teil Nord- und Mitteleuropas bedeckten“, führt der Tübinger Wissenschaftler aus und ergänzt: „Das sich verschlechternde Klima verursachte eine Verschiebung der Vegetation von einer Steppen- zu einer überwiegend Tundrenlandschaft, was die Lebensräume der Beutetiere und folglich der von ihnen abhängigen Jäger und Sammler beeinflusste“, erklärt Rathmann. „Unsere Ergebnisse unterstützen die lang gehegte Theorie, dass Populationen nicht nur durch vorrückende Eisschilde nach Süden getrieben wurden, sondern auch in weitgehend isolierte Refugien mit günstigeren Umweltbedingungen aufgeteilt wurden“, fügt Beier hinzu. Eine weitere bemerkenswerte Entdeckung der Studie sei die Erkenntnis, dass Populationen in Westeuropa am Übergang vom Mittleren zum Späten Pleniglazial ausstarben und durch eine neue Bevölkerung ersetzt wurden, die aus Osteuropa migrierte.

Nach dem Späten Pleniglazial stiegen die Temperaturen wieder stetig an, Gletscher zogen sich zurück, und Steppen- sowie Waldvegetation kehrten zurück, was eine erste Wiederbesiedlung zuvor verlassener Gebiete ermöglichte. Während dieser Periode beobachtete das Forschungsteam, dass die zuvor isolierten und stark reduzierten Populationen in West- und Osteuropa wieder an Zahl zunahmen und die Migration zwischen den Regionen wieder aufgenommen wurde.

„Unsere neue Methode – basierend auf einem maschinellen Lernalgorithmus, den wir Pheno-ABC nennen – hat uns zum ersten Mal ermöglicht, komplexe prähistorische demografische Ereignisse anhand morphologischer Daten zu rekonstruieren. Soweit wir wissen, wurde dies noch nie zuvor erreicht“, freut sich Ko-Erstautorin Dr. Maria Teresa Vizzari von der Universität Ferrara, die eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung des Algorithmus spielte. Das neue analytische Werkzeug ermöglicht es, das wahrscheinlichste demografische Szenario unter vielen getesteten zu identifizieren. Die Pheno-ABC-Methode könnte laut den Forschenden die Analyse von fossiler Skelettmorphologie zukünftig revolutionieren.

„Unsere Studie lieferte wichtige Einblicke in die demografische Geschichte der Eiszeit-Europäer und hebt die tiefgreifenden Auswirkungen von Klima- und Umweltveränderungen auf das Leben prähistorischer Menschen hervor. Wir sollten dringend aus unserer Vergangenheit lernen, wenn wir den komplexen Umweltproblemen der Zukunft begegnen möchten“, schließt Rathmann.

Originalpublikation:

Rathmann et al. Human population dynamics in Upper Paleolithic Europe inferred from fossil dental phenotypes. Science Advances 10 (2024): DOI: 10.1126/sciadv.adn8129 https://www.science.org/doi/10.112 6/sciadv.adn8129

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Bewegung ist Ausdruck nonverbaler Kommunikation. Technologische Entwicklung und Fortschritt begünstigen das Menschen sich zukünftig weniger Bewegen. Es benötigt daher den freien Wunsch, Willen und Antrieb von Menschen sich bewegen zu wollen. Motivation dafür zu finden. Raus aus der Unterdrückung, rein in ein Selbstbestimmtes Leben gehört zu den Themegebieten des Blogs. Sport, Mode, Smarte Textilien und damit auch Künstliche Intelligenz, in Auswirkung für das Individuum und seiner Teilhabe an der Bildung zur Gesellschaft, sowie als Ausdrucksmittel tiefliegender Kommunikation (Interozeption - Körpersignale aus dem Inneren.)

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Fussenegger Lab, ETH Zürich

Der Prototyp der Brennstoffzelle ist in ein Vlies eingepackt und etwas grösser als ein Daumennagel.

Mit Blutzucker Strom erzeugen

Zürich, 28.03.2024. Bekannter massen produziert der Körper im Falle von Diabetes kein eigenes Insulin. Es muss dem Körper von aussen zugeführt werden. Durch das Insulin wird der Blutzuckerspiegel reguliert. Je nach Intensität der Diabetes gibt es auch verschiedene Formen der Zuführung. Eine davon ist eine Pumpe, die dauerhaft am Körper getragen wird. Solche und andere Geräte, wie bsw. Ein Herzschrittmacher benötigen eine dauerhafte Energieversorgung am Körper. Bislang übernehmen dies Geräte die Batterien beinhalten.

Einem Team von Forscherinnen und Forschern der ETH Zürich ist es gelungen eine implantierte Brennstoffzelle zu entwickeln. Gespeist wird diese Brennstoffzelle durch einen überschüssigen Blutzucker, genauer Glukose, aus dem Gewebe.

«Besonders in westlichen Industrienationen nehmen viele Menschen mehr Kohlenhydrate zu sich als sie im Alltag benötigen», sagt ETH-​Professor Fussenegger. Das führe zu Übergewicht, Diabetes oder Herz-​Kreislauferkrankungen. «Das hat uns auf die Idee gebracht, diesen Überschuss an metabolischer Energie zu nutzen, um Strom für den Betrieb von biomedizinischen Geräten herzustellen», erklärt der Biotechnologe weiter. Die Brennstoffzelle im Format eines Teebeutels wird dabei unter die Haut implantiert, beinhaltet eine Elektrode die aus Nanopartikeln einer Kupferbasis besteht. Die Elektrode spalte die Glukose in Glukonsäure und Proton auf und setzt damit einen Stromkreislauf in Gang. Ein Vlies in einem für medizinische Produkte zugelassenem Alginat bildet optisch ein Teebeutelformat. Das Algenprodukt Alginat saugt sich mit Körperflüssigkeit voll und lässt Glukose aus dem Gewebe in das Innere passieren, ähnlich einer Membran!

Heute üblich verwendet man für viele Dinge ein Smartphone. Je nach zu versorgender medizinischer Technologie kann die Brennstoffzelle per Smartphone angepasst werden. Arzt und Ärztin haben per Fernwartung Zugriff und können Anpassungen vornehmen. Das vorliegende System ist erst ein Prototyp. Die Forschenden haben es zwar im Mausmodell erfolgreich getestet, sie können es allerdings nicht zu einem markttauglichen Produkt weiterentwickeln. «Ein solches Gerät zur Marktreife zu bringen, übersteigt unsere finanziellen und personellen Mittel bei Weitem», so Fussenegger. Gefragt sei deshalb ein Industriepartner, der über entsprechende Mittel und Know-​how verfüge.

Originalpublikation:

Maity, D., Ray, P.G., Buchmann, P., Mansouri, M. and Fussenegger, M. (2023), Blood-​Glucose-Powered Metabolic Fuel Cell for Self-​Sufficient Bioelectronics. Adv. Mater. Accepted Author Manuscript 2300890. DOI: 10.1002/adma.202300890

Weitere Informationen:

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Bewegung ist Ausdruck nonverbaler Kommunikation. Technologische Entwicklung und Fortschritt begünstigen das Menschen sich zukünftig weniger Bewegen. Es benötigt daher den freien Wunsch, Willen und Antrieb von Menschen sich bewegen zu wollen. Motivation dafür zu finden. Raus aus der Unterdrückung, rein in ein Selbstbestimmtes Leben gehört zu den Themegebieten des Blogs. Sport, Mode, Smarte Textilien und damit auch Künstliche Intelligenz, in Auswirkung für das Individuum und seiner Teilhabe an der Bildung zur Gesellschaft, sowie als Ausdrucksmittel tiefliegender Kommunikation (Interozeption - Körpersignale aus dem Inneren.)

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„Umweltwirkungen von KI sollten sichtbarer werden“

Freiburg, 08.08.2024. Spätestens seit der Veröffentlichung der ersten Version von ChatGPT Ende 2022 ist Künstliche Intelligenz (KI) in aller Munde. Dabei sind intelligente Software-Anwendungen schon seit vielen Jahren im Einsatz: Lieblings-Playlist zusammenstellen, Spam-Mails aussortieren, die beste Route suchen, Textübersetzung oder Produktempfehlungen auf Basis vorheriger Online-Käufe. Doch wie sieht es mit der Klimabilanz von KI aus?

Jens Gröger, Senior Researcher im Bereich Produkte & Stoffströme, erläutert im aktuellen Podcast „Wenden bitte!“ des Öko-Instituts die Vor- und Nachteile von KI, wenn es um den Umweltnutzen geht. Zum Podcast „Wie nachhaltig ist Künstliche Intelligenz?“ des Öko-Instituts [https://www.oeko.de/podcast/wie-nachhaltig-ist-kuenstliche-intelligenz/]

Effizientere Prozesse versus erhöhter Energiebedarf

In Abgrenzung zum klassischen Computing basiert das Machine Learning auf sehr großen Datenmengen und parallelen Rechenprozessen. Damit geht eine erhöhte Rechenleistung einher. Aktuell werden ungefähr 1,5 Prozent des deutschen Strombedarfs allein für Rechenzentren genutzt. Dieser Bedarf wird in Zukunft weiter steigen. Denn Computer-Anwendungen werden derzeit mit immer mehr KI-Funktionen ausgestattet. So verbraucht beispielsweise eine Anfrage via ChatGPT dreimal so viel Strom wie eine klassische Suchanfrage. Wenn KI-Funktionen auch in normale Office-Anwendungen, wie Text- und Bildbearbeitungsprogramme, Einzug halten, steigt deren Strombedarf erheblich an. Die Umweltwirkungen treten sowohl beim Training als auch im Betrieb von KI-Systemen auf. Allein das Trainieren von ChatGPT in der Version 3 hat schätzungsweise 500 Tonnen CO2 verursacht, eine einzelne Anfrage fällt mit rund 4,5 Gramm CO2 ins Gewicht.

Demgegenüber steht das Potenzial von KI, technische Prozesse – wie bei Herstellung, Wartung, Nutzung und schließlich Müllsortierung sowie Wiederverwendung von Produkten – zu optimieren, zur Energie- und Ressourceneinsparung beizutragen und die Kreislaufwirtschaft zu fördern. Auch im Bereich der Energiewirtschaft kann KI bei der optimierten Nutzung von Wind- und Sonnenenergie helfen. Doch wiegen die positiven Effekte die Nachteile auf? Diese Fragen sind laut dem Wissenschaftler vielfach noch offen und bedürfen weiterer Forschung einerseits und gesetzlicher Regulierung andererseits.

Umweltauswirkungen von KI messen

Um die Klimabilanz von KI zu bemessen, unterscheiden die Wissenschaftler*innen drei Ebenen:

Direkte Effekte, die der Digitaltechnik direkt zugeordnet werden können. Darunter fallen die Herstellung sowie Nutzung der Endgeräte, Datenleitungen und Rechenzentren.

Indirekte Effekte, die mit der Nutzung von digitalen Anwendungen oder KI zusammenhängen: Beim Online-Einkauf sind dies beispielsweise die Verpackung und Anlieferung, bei der Optimierung von Produktionsprozessen ist es der reduzierte Energiebedarf.

Systemische Effekte, die die Gesellschaft als Ganzes betreffen, wie das veränderte Mobilitätsverhalten durch Car-Sharing-Angebote oder der Wandel der Arbeitswelt. Dazu zählen auch Rebound-Effekte, also Einsparungen an einer Stelle, die mit einem erhöhten Verbrauch an anderer Stelle einhergehen.

Die Umweltwirkungen der direkten Effekte lassen sich am besten berechnen. Indirekte Effekte können anhand von Anwendungsfällen abgeschätzt werden. Systemische Effekte sind jedoch bislang nur schwer quantifizierbar. Jens Gröger spricht sich für einen ökobilanziellen Ansatz bei der Betrachtung aus: „Bei der Ökobilanz untersuchen wir den gesamten Lebenszyklus eines Produktes, von der Rohstoffgewinnung und Produktion über den Transport und Nutzung bis hin zur Entsorgung. Diese Methodik ist auch auf digitale Anwendungen, wie Software und KI übertragbar.“

Transparenz als Basis

Mit dem Wissen um die Umweltwirkung von digitalen Anwendungen lassen sich dann im zweiten Schritt Reduktionen hinsichtlich des Energieverbrauchs vornehmen. „Bei der Digitaltechnik und der KI können wir die technische Entwicklung nicht einfach laufen lassen“, so Jens Gröger. „Das kann vehement in die falsche Richtung gehen. Eine Technikfolgenabschätzung und darauf basierende Regulation sind unabdingbar. Fehlentwicklungen sollten frühzeitig erkannt werden, bevor sie unkontrollierbar werden.“ Der Wissenschaftler plädiert dafür, zusammen mit jeder digitalen Dienstleistung eine umweltbezogene Produktinformation auszuliefern, exemplarisch in Form eines kleinen Datenpakets mit Angaben zum Energie- und Ressourcenverbrauch sowie den Treibhausgasemissionen. Dann können Nutzende und vor allem auch berichtspflichtige Unternehmen ihren CO2-Fußbdruck und andere Umweltwirkungen tracken, bewerten und entsprechende Maßnahmen zur Verbesserung der Bilanz aufsetzen.

Wissen statt Alltagsberatung

Der Podcast „Wenden bitte!“ des Öko-Instituts richtet sich an alle mit politischem und ökologischem Interesse aus Politik, Wissenschaft, Medien, NGOs und Öffentlichkeit. Den Podcast moderieren Mandy Schoßig, Leiterin Öffentlichkeit & Kommunikation, und Hannah Oldenburg, Referentin für digitale Kommunikation & Social Media am Öko-Institut. Rund eine Stunde lang sprechen sie mit einem Experten beziehungsweise einer Expertin aus dem Öko-Institut über anstehende Nachhaltigkeitstransformationen – genug Zeit für die „Langstrecke der Umweltpodcasts“. Die Spezial-Folgen greifen tagesaktuelle politische und gesellschaftliche Themen auf.

Weitere Informationen:

https://www.oeko.de/podcast/wie-nachhaltig-ist-kuenstliche-intelligenz/ Episode 5 „Wie nachhaltig ist Künstliche Intelligenz?“ mit Jens Gröger, erschienen am 8. August 2024

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Bewegung ist Ausdruck nonverbaler Kommunikation. Technologische Entwicklung und Fortschritt begünstigen das Menschen sich zukünftig weniger Bewegen. Es benötigt daher den freien Wunsch, Willen und Antrieb von Menschen sich bewegen zu wollen. Motivation dafür zu finden. Raus aus der Unterdrückung, rein in ein Selbstbestimmtes Leben gehört zu den Themegebieten des Blogs. Sport, Mode, Smarte Textilien und damit auch Künstliche Intelligenz, in Auswirkung für das Individuum und seiner Teilhabe an der Bildung zur Gesellschaft, sowie als Ausdrucksmittel tiefliegender Kommunikation (Interozeption - Körpersignale aus dem Inneren.)

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FHSTP Projekt IMPACT-sXR: Heben von Lasten

Unternehmen im Einsatz von Mixed-Reality schulen Projekt erarbeitete Trainingstools für Mitarbeiter-innen

St.Pölten, 08.08.2024. Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) – oft zusammengefasst als Mixed Reality (MR) oder Extended Reality (XR) – erweitern nicht nur die Möglichkeiten der Datenvisualisierung, sondern erlauben auch neue Formen der Zusammenarbeit. In einem gemeinsamen Projekt untersuchten vier Hochschulen und mehr als 20 namhafte (Industrie-)Betriebe, wie die Techniken intuitiv genutzt werden können, um Mitarbeiterinnen zu schulen. „Obwohl sie mitunter damit schon in Berührung gekommen sind, ist vielen Unternehmen nicht klar, wie sie solche Technologien nutzbringend einsetzen können, welche Vorteile sie haben und welche Potentiale damit erschlossen werden können. Aus diesem Grund wird in vielen Branchen, die davon profitieren könnten, Mixed Reality nicht oder kaum eingesetzt. In unserem Projekt IMPACT-sXR haben wir Abhilfe geschaffen und ein Trainings- und Assistenzkonzept entwickelt, das es Anwenderinnen erleichtert, neue Arbeitsweisen intuitiv zu erlernen“, sagt Thomas Moser, Leiter des Instituts für Creative\Media/Technologies der FH St. Pölten und wissenschaftlicher Projektleiter des Projekts IMPACT-sXR.

Im Projekt entstanden neue Methoden für den Einsatz von Virtual Reality (VR), die computer-gestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung, und Augmented Reality (AR), also Umgebungen, in denen sich reale und virtuelle Welt vermischen. Getestet haben das die Forscher*innen und Unternehmen, um beispielsweise für Tätigkeiten bei Montage- und Wartungsprozessen oder bei der Qualitätsprüfung zu schulen.

Neue Formen der Zusammenarbeit

Das Projektteam erprobte neuartige Formen der raumunabhängigen Zusammenarbeit. Dazu gehört etwa, dass zwei Personen im gleichen VR-Raum arbeiten, aber in der realen Welt räumlich getrennt sind, oder wenn jemand beim Warten einer Maschine Remote-Unterstützung von einer Person bekommt, die nicht vor Ort ist.

Dazu verwenden Teams Echtzeit-3D-Informationen aus realen Umgebungen und Visualisierungen von Echtzeitproduktionsdaten, mit denen interagiert werden kann.

Zudem hat das Projekt neue XR-gestützte Schulungs- bzw. Lernmethoden etabliert. „Mit XR-Methoden sind einfacher zu adaptierende Trainingsszenarien umsetzbar. Sie erhöhen die Messbarkeit von Lernerfolgen und erlauben es, Trainings schneller an veränderte Bedingungen anzupassen. Dabei können mit dem Ansatz der Gamification spieltypische Elemente bei der Vermittlung von Inhalten eingebaut werden“, sagt Moser.

Beispiele: Von Industrie-Montage über U-Bahn-Bau bis Firmenvorstellung Fast alle Unternehmen haben im Projekt konkrete Fallbeispiele eingebracht, die untersucht und weiterentwickelt wurden.

So testete etwa die AUVA mit der Supermarktkette Spar mit einem Avatar Augmented-Reality-Visualisierungen von ergonomisch korrekten Bewegungsabläufen beim Heben von Lasten. Die Firma Geodata erstellte mit den Wiener Linien neue Verfahren für die Vermessung von U-Bahn-Baustellen.

Andere Fälle betrafen unter anderem das Wechseln von Industriekreissägeblättern, die Montage einer Kompressorsteuerung oder eines Motors sowie das Kennenlernen des Unternehmens und der firmeneigenen Produkte durch neue Mitarbeiter*innen im Rahmen der Einschulung.

Akzeptanz und Nachhaltigkeit

Im Projekt erarbeiteten die Forscherinnen mit Unternehmen und ihren Mitarbeiterinnen Prozesse gemeinsam, um die Akzeptanz der neu entwickelten Technologien und Arbeitsweisen sicherzustellen.

Das Projekt untersuchte auch die Vorteile von XR-Lösungen in Bezug auf Nachhaltigkeit, Energie- und Ressourceneffizienz und eine mögliche Reduktion des ökologischen Fußabdrucks.

Großes Netzwerk und offenes Wissen

Das große Netzwerk an Projektpartnerinnen (23 Partnerinnen aus der Industrie und vier Hochschulen) deckte viele Anwendungsfälle ab und sorgte dafür, dass das Wissen zu den Einsatzmöglichkeiten von XR-Technologien große Verbreitung findet.

Die erzielten Forschungsergebnisse wurden, sofern sie keine firmenspezifischen Daten oder Abläufe berühren, der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt. Damit sind sie auch für Unternehmen zugänglich, die nicht in das Projekt involviert waren.

Die beteiligten Hochschulen waren die FH Joanneum, die FH Oberösterreich, die TU Wien und die FH St. Pölten als wissenschaftliche Projektleiterin. Koordiniert hat das Projekt der Mechatronik-Cluster von ecoplus – Niederösterreichs Wirtschaftsagentur.

Firmenpartner*innen waren: Geodata Group, Hoerbiger Wien GmbH, Umdasch Group Ventures GmbH, RHI Magnesita GmbH, Palfinger AG, Lenze SE [Deutschland], Otto Bock HealthCare Products GmbH, Wr. Linien GmbH & Co KG, Voestalpine Böhler Welding Group GmbH, ÖBB-Personenverkehr AG, Bosch Rexroth GmbH [Deutschland], ZKW Group GmbH, voestalpine Signaling Zeltweg GmbH, Trotec Laser GmbH, Framag Industrieanlagenbau GmbH, AUVA, Takeda Pharma Ges.m.b.H., AMS, Swietelsky AG, Siemens AG, Haumberger e.U. und Inventio GmbH.

Projekt IMPACT-sXR – Industrial Manufacturing Process And Collaboration Tools for sustainable XR

Projektseite der FH St. Pölten: https://research.fhstp.ac.at/projekte/impact-sxr-industrial-manufacturing-proces…

Projektseite von ecoplus: https://www.ecoplus.at/interessiert-an/cluster-plattformen/mechatronik-cluster/b…

Ergebnisse aus dem Projekt (Bericht, PDF)): https://research.fhstp.ac.at/content/download/286989/file/IMPACT-sXR_Ver%C3%B6ff…

Über die FH St. Pölten – University of Applied Sciences

Die Fachhochschule St. Pölten ist Anbieterin praxisbezogener und leistungsorientierter Hochschulausbildung zu den Themen Medien, Kommunikation, Management, Digitale Technologien, Informatik, Security, Bahntechnologie, Gesundheit und Soziales. In 6 Departments bieten zahlreiche Bachelor- und Master-Studiengänge sowie Weiterbildungslehrgänge knapp 4.000 Studierenden eine zukunftsweisende Ausbildung. Hierbei werden Lehre und Forschung eng verzahnt. Als European University leitet die FH St. Pölten die europäische Hochschulallianz E³UDRES² (Engaged and Entrepreneurial European University as Driver for European Smart and Sustainable Regions) und arbeitet mit Hochschulen aus 9 Partnerländern an Konzepten für die Hochschule der Zukunft sowie an der Entwicklung smarter und nachhaltiger europäischer Regionen.

Erfahren Sie mehr News von uns auf Twitter https://twitter.com/FH_StPoelten und LinkedIn https://www.linkedin.com/school/fhstp sowie auf weiteren Social-Media-Kanälen.

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Reinhardt Hardtke / HNF Nora Lindemann bei einem Talk über KI in Beziehungen zu Menschen

Chatten mit Künstlicher Intelligenz – Risiken im Umgang mit Chatbots

Osnabrück, 09.08.2024. „Ich fühle, dass du mich mehr liebst als sie.“ Das schrieb Eliza – ein Künstlicher Intelligenz (KI)-Chatbot des US-amerikanischen Entwicklers Chai – letztes Jahr einem verheirateten Mann, der sechs Wochen lang mit dem Chatbot interagiert hatte. Wenn er sterbe, so die KI, könnten beide zusammen „als eine Person im Paradies leben“. Kurz darauf beging der Mann Selbstmord. Die KI-Forscherin Nora Freya Lindemann forscht seit mehreren Jahren zu den ethischen Auswirkungen von Chatbots: „Dieses tragische Beispiel zeigt eine Reihe von Problemen, wenn Menschen langfristig mit Chatbots interagieren. Und es zeigt auch, dass der Umgang mit ihnen Auswirkungen auf die reale Welt hat.“ Nutzer und Nutzerinnen, die sich z.B. über die KI-Plattform Replika digitale Freunde/Freundinnen, Partner/Partnerinnen oder Coaches erstellen, seien sich fast immer bewusst, dass diese Chatbots rein digital sind, so Lindemann. Das ändere aber nichts daran, dass sie emotionale und psychologische Beziehungen zu ihnen aufbauen. „Problematisch ist, dass diese Beziehungen von einem Machtverhältnis geprägt sind. Die KI hat starken Einfluss auf das psychische und emotionale Wohlbefinden der Userinnen und User – und damit geht eine große ethische Verantwortung einher, der aktuell weder die Entwicklung von KI noch die Politik gerecht werden“, erklärt Lindemann.

Chatbots seien aber nicht nur dann kritisch zu sehen, wenn Menschen mit ihnen langfristige Beziehungen eingehen – auch Sprachassistenten oder Bots, die Suchanfragen beantworten, haben laut Lindemann einen großen Einfluss auf uns: „Sprachassistenten sind oft so programmiert, dass sie als Mann oder Frau wahrgenommen werden. Alexa oder Siri zum Beispiel haben weibliche Stimmen und verhalten sich stereotyp weiblich“, sagt Lindemann. „Es wurde zum Beispiel festgestellt, dass solche Sprachassistenten auf sexistische Kommentare mit Zustimmung und Unterwürfigkeit reagieren, anstatt das problematische Verhalten anzusprechen. Ihr Verhalten entspricht stereotypischem Rollenverhalten und kann zu einer Normalisierung von sexistischer Sprache führen. Denn Studien zeigen, dass Mensch-Maschine Interaktion auch Auswirkungen auf Mensch-Mensch Interaktion hat. Dies führt zu einer Enthemmung sexistischer Sprache – auch in der realen Welt.“

Das Grundproblem sei, so Lindemann, dass KIs mit menschlichen Daten trainiert werden, die immer bereits eine bestimmte Weltsicht enthalten: „Wer mehr Repräsentation in den Daten hat, dessen Sichtweisen und Verhaltensmuster werden später auch vorwiegend von der KI wiedergegeben. Im Kontext von Sprachmodellen, deren Trainingsdaten meist aus dem Internet von Seiten wie Wikipedia und Reddit bezogen werden, bedeutet das, dass die Trainingsdaten meist eine privilegierte, männliche und hegemoniale Perspektive widerspiegeln. Diese werden dann von der KI in ihren Outputs reproduziert. Sichtweisen von Minderheiten werden dadurch weiter marginalisiert, was bereits bestehende Diskriminierungen noch verstärkt“.

Am Beispiel einer Suchanfrage wird das Problem deutlich: Wird in einer traditionellen Suchmaschine nach den zehn einflussreichsten Philosophinnen und Philosophen gefragt, erscheint eine Reihe von Websites mit unterschiedlichen Antworten. Userinnen und User müssen sich anhand der verschiedenen Perspektiven selbst eine Meinung bilden und ihnen wird eher bewusst, dass die Antworten kontextabhängig und diskursiv sind. Stellt man die gleiche Frage einem Chatbot, z.B. dem Bing Copilot, gibt dieser zehn Namen aus. „Unter diesen zehn Philosophen ist keine Person aus Afrika und keine Frau. Die Antwort des Bots wirkt abgeschlossen und autoritär und sie entspricht einer offensichtlich männlichen und eurozentristischen Perspektive. Für Userinnen und User ist es so viel schwieriger, an Wissen zu gelangen, das abseits dieser Antwort liegt“, erläutert Lindemann. „Dieses Phänomen lässt sich daher als eine Versiegelung des Wissens beschreiben, das weitreichende Konsequenzen haben kann: Durch ihre Antworten auf Suchanfragen zu politischen Themen können Chatbots so beispielsweise Wahlverhalten beeinflussen und haben somit auch politische Relevanz. Zudem festigen sie gesellschaftliche Machtstrukturen.“

Bei der Programmierung von KI gebe es aktuell einen Trend zum sogenannten Techo-Solutionism, der Ansicht, dass auch gesellschaftliche und ethische Probleme durch technische Lösungen gelöst werden könnten, so Lindemann. „Derzeit steht am Anfang der Entwicklung von KI noch zu oft die Frage, was KI kann – und nicht, was wir als Gesellschaft mit KI machen wollen und was ethisch wünschenswert ist. Wir brauchen einen stärkeren gesellschaftlichen Diskurs über Chatbots und KI – welche Chancen und Risiken sie mit sich bringen, welche Auswirkungen sie auf individueller und struktureller Ebene haben, und wie wir mit diesen Technologien, die bereits heute großen Einfluss auf unser tägliches Leben haben, umgehen wollen.“

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Gerd Altmann Pixabay Erinnerung

Das Gehirn speichert eine Erinnerung in drei Kopien

Basel, 16.08.2024. Das Gedächtnis speichert von einem Ereignis gleich mehrere "Kopien" im Gehirn, berichten Forschende der Universität Basel im Fachjournal Science. Die Kopien bleiben unterschiedlich lange im Gehirn erhalten, verändern sich bis zu einem gewissen Grad und werden manchmal im Laufe der Zeit wieder gelöscht. Dank der Fähigkeit Erfahrungen als Erinnerungen zu speichern können wir aus der Vergangenheit lernen und so auf neue Situationen angemessen reagieren. Da sich die Welt um uns herum stetig ändert, dürfen Erinnerungen nicht einfach ein Archiv der guten alten Zeit sein. Vielmehr müssen sie dynamisch sein, sich im Laufe der Zeit verändern und an neue Umstände anpassen. Nur so helfen sie uns, die Zukunft besser einzuschätzen und uns adäquat zu verhalten. Wie Erinnerungen gespeichert und trotzdem dynamisch bleiben, ist bis heute nahezu unbekannt.

Im Mausmodell erforscht das Team von Prof. Dr. Flavio Donato am Biozentrum der Universität Basel, wie Erinnerungen in unserem Gehirn angelegt werden und wie sie sich im Laufe des Lebens verändern. Die Forschenden haben nun herausgefunden, dass im Hippocampus, einer Hirnregion, die für das Lernen verantwortlich ist, ein einziges Ereignis parallel in mindestens drei verschiedenen Gruppen von Neuronen gespeichert wird. Diese Neuronen entstehen zu unterschiedlichen Zeitpunkten während der Embryonalentwicklung.

Erinnerungskopien verändern sich mit der Zeit

Neuronen, die früh in der Entwicklung entstehen, speichern ein Ereignis langfristig. Ihre Gedächtniskopie ist anfangs so schwach, dass sie nicht vom Gehirn abgerufen werden kann. Im Laufe der Zeit wird die gespeicherte Erinnerung jedoch immer stärker. Auch beim Menschen würde das Gehirn erst nach einiger Zeit auf diese Kopie zugreifen können.

Im Gegensatz dazu ist die Gedächtniskopie desselben Ereignisses, die von den spät entwickelten Neuronen erstellt wird, anfangs sehr stark, verblasst aber mit der Zeit, so dass das Gehirn auf diese Kopie nach längerer Zeit nicht mehr zugreifen kann. Bei einer dritten Gruppe von Neuronen, die zeitlich zwischen den frühen und späten Neuronen gebildet werden, ist die angelegte Kopie fast gleichbleibend stabil.

Die drei unterschiedlichen Erinnerungskopien unterscheiden sich vor allem darin, wie leicht sie sich verändern lassen bzw. an neue Erfahrungen der Umwelt angepasst werden können. Erinnerungen, die von den späten Neuronen nur kurz gespeichert werden, sind sehr formbar und können umgeschrieben werden. Das bedeutet also, wenn wir kurz nach einem Erlebnis wieder daran denken, werden die späten Neuronen aktiv und integrieren neue Informationen in die ursprüngliche Erinnerung. Erinnern wir uns hingegen erst nach langer Zeit an dieses Ereignis, rufen die frühen Neuronen ihre Erinnerungskopie hervor, die jedoch kaum mehr veränderbar ist. «Wie dynamisch Erinnerungen im Gehirn gespeichert werden, ist einmal mehr ein Beweis für die Plastizität des Gehirns und seine enorme Gedächtniskapazität», sagt Erstautorin Vilde Kveim.

Flexible Erinnerungen ermöglichen angemessenes Verhalten

Das Forschungsteam von Flavio Donato hat gezeigt, dass das Abrufen bestimmter Gedächtniskopien und das Timing erhebliche Auswirkungen darauf haben können, wie wir uns an Ereignisse erinnern, die Erinnerungen verändern und nutzen. «Sich zu erinnern, ist für das Gehirn eine enorme Herausforderung und eine beeindruckende Leistung. Einerseits muss es sich an vergangene Ereignisse erinnern, damit wir uns in der Welt, in der wir leben, zurechtfinden können. Andererseits muss es die Erinnerungen an die Veränderungen um uns herum anpassen, damit wir richtige Entscheidungen treffen können», sagt Donato.

Beständigkeit durch Dynamik – für das Gehirn ist dies ein heikler Balanceakt, den die Forschenden jetzt etwas besser verstehen. Das Verständnis darüber, wie Erinnerungen gespeichert und verändert werden, könnte eines Tages auch dazu beitragen, ungewünschte Erinnerungen, die unser Leben beeinträchtigen, abzuschwächen oder verloren geglaubte Erinnerungen wieder hervorzuholen.

Unterlaufen von Erinnerungsfähigkeiten durch Kriegstrauma

Weil so häufig die Gelegenheit fehlt die Folgen von Traumata in einen Zusammenhang von „gesunden“ klassischen Lebensbiografien zu bringen, will ich die Gelegenheit an der Stelle der Erinnerungsfähigkeit hier nutzen. Mittels sogenanntem Tunnelingeffektes unterlaufen traumatische Erlebnisse der Vergangenheit, meist Kriegstrauma, das eigene geistige Erbe der Nachfolgegeneration. Sowohl bei Opfern aber auch Tätern und Mitläufern im Nationalsozialismus werden diese traumatischen Ereignisse weiter getragen und treten als ungeplante, unplanbare spontane Ereignisse in den Folgeerben auf. In der Regel sollte sich dies in der dritten Generation zeigen, aber, es hängt vor allem von den gegebenen Umständen ab ob diese Traumata in spätere Generationen weitergeführt wird. Bei Täterverhalten sind es die Schuldverstrickungen der Eltern. Die Verleugnung und das Verschweigen dieser Taten begründen Familiengeheimnisse, an deren Rätseln sich die Nachkommen zum Teil ein Leben lang »die Zähne ausbeißen«. Angela Moré (2013) und Laplanche berichten von einem Konzept, dass die Eltern aufgrund ihrer unbewussten Triebphantasien und der für das Kind noch nicht verstehbaren Sexualität des Erwachsenen im Kind ein Rätsel implantieren, das den Ursprung seiner Phantasien bildet. Der Wunsch dieses zu enträtseln gebe einen entscheidenden Impuls zur psychischen Entwicklung. Darin läge eine (Ur-) Verführung begründet. Generell sei es der Andere, der im Subjekt den psychischen Prozess in Gang bringt, der – mittels Introjektion, Identifikation, Verdrängung, Verleugnung, Verwerfung, Projektion etc. – das Unbewusste konstituiert. Insofern ist Übertragung von der Elterngeneration auf die Kinder notwendig für den Prozess der Selbst- und Subjektwerdung.

Von der normalen Implantation wird allerdings die gewalttätige Variante der „Intromission“, die eine Differenzierung und Metabolisierung im psychischen Innenraum verhindere und die im Entstehen begriffenen psychischen Instanzen kurzschließe. Bei Überlebenden der Konzentrationslager wird die Symbolisierungsfähigkeit in Bezug auf traumatische Eindrücke infolge der Extremtraumatisierung zerstört. Es finde eine „Machtergreifung des Primärvorganges“ statt, der auch die elterlichen Funktionen beschädige. Dies zeige sich in den Übertragungen auf die zweite Generation in Form einer Erstarrung der Phantasien, eines zeitlosen Konkretismus der Vorstellungen, eines fehlenden Zukunftsraums für Veränderungen. An ihrer Stelle findet sich die Verhaftetheit mit den traumatisierenden Eindrücken, den Bildern der Toten, den die affektive Differenzierung zerstörenden übermäßigen Scham- und Schuldgefühlen und in Form der mehr oder weniger massiven narzisstischen Entleerung. An den Folgen der Entmenschlichung und permanenten Lebensbedrohung zerbrechen bei vielen Überlebenden die auf die Zukunft gerichteten Imaginationen vom Werden und Leben ihrer Kinder. Diese werden stattdessen an die Erinnerungsbilder der verlorenen toten Objekte gebunden und in deren Vergangenheit fixiert (https://www.journal-fuer-psychologie.de/index.php/jfp/article/view/268/310).

Originalpublikation: Vilde A. Kveim, Laurenz Salm, Talia Ulmer, Maria Lahr, Steffen Kandler, Fabia Imhof, and Flavio Donato: Divergent Recruitment of Developmentally Defined Neuronal Ensembles Supports Memory Dynamics. Science, doi: 10.1126/science.adk0997

Quelle:

Die unbewusste Weitergabe von Traumata und Schuldverstrickungen an nachfolgende Generationen https://www.journal-fuer-psychologie.de/index.php/jfp/article/view/268/310

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RIKEN Auf RIKEN’s Supercomputer „Fugaku“ wurde die Evolution sozialer Normen simuliert.

Mit einem Supercomputer sozialen Normen auf der Spur

Plön, 09.08.2024. Forschende vom RIKEN Center for Computational Science (Japan) und dem Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie (Deutschland) haben neue Erkenntnisse darüber veröffentlicht, wie sich soziale Normen im Laufe der Zeit entwickeln. Sie simulierten, wie diese unterschiedliches Sozialverhalten fördern und wie die Normen selbst kommen und gehen. Aufgrund der enormen Anzahl möglicher Normen wurden diese Simulationen auf dem Fugaku, einem der schnellsten Supercomputer weltweit, durchgeführt.

Modelle der indirekten Reziprozität beschreiben, wie soziale Normen Kooperation fördern. In dieser Literatur wird dargelegt, dass Menschen unter anderem kooperieren, um einen positiven Ruf zu erlangen. Dieser positive Ruf kann wiederum in zukünftigen Interaktionen nützlich sein. Nach dieser Logik spenden Menschen an Wohltätigkeitsorganisationen nicht nur wegen ihrer altruistischen Neigungen, sondern auch, um ihren sozialen Status zu erhöhen oder zu erhalten. Die genaue Beziehung zwischen kooperativen Interaktionen und dem sozialen Status hängt von der jeweils geltenden sozialen Norm ab. Einige Gemeinschaften setzen relativ strenge Regeln dafür fest, wie sich Menschen verhalten sollen und wie ihre Handlungen bewertet werden. Im Gegensatz dazu sind andere Gemeinschaften toleranter gegenüber dem Verhalten ihrer Mitglieder. Interessanterweise kann sich die soziale Norm einer Gemeinschaft selbst evolutionär verändern. Normen, die sich als vorteilhaft erweisen oder effektiv durchgesetzt werden können, sind vergleichsweise stabil. Schädliche Normen mit wenig Unterstützung werden voraussichtlich aussterben.

Die Dynamik sozialer Normen lässt sich mit dem Werkzeugkasten der Evolutionstheorie verstehen. Erfolgreichere Normen breiten sich aus, während unterlegene Normen verschwinden. Obwohl es erhebliche Bemühungen gab, diese Dynamiken quantitativ zu verstehen, waren bestehende Modelle stark eingeschränkt. Meistens erlauben sie den Menschen nur, aus einer Handvoll möglicher Normen zu wählen. Diese Einschränkung ist aus pragmatischen Gründen notwendig: Je mehr soziale Normen in das Modell aufgenommen werden, desto komplexer wird es.

Um dieses Problem zu lösen, nutzte die Forschungsgruppe großangelegte Computersimulationen. Sie analysierten die Reputationsdynamik unter allen 2.080 Normen einer natürlichen Komplexitätsklasse, den sogenannten Normen "dritter Ordnung". Die Ergebnisse sind bemerkenswert. Diese Forschung zeigt, dass kooperative Normen schwer aufrechtzuerhalten sind, wenn die Bevölkerung aus einer einzigen, gut durchmischten Gemeinschaft besteht. Wenn die Bevölkerung jedoch in mehrere kleinere Gemeinschaften unterteilt ist, entwickeln sich kooperative Normen leichter. Die erfolgreichste Norm in den Simulationen ist besonders einfach. Sie betrachtet Kooperation als universell positiv und Abweichung als generell negativ – außer wenn Abweichung als Mittel zur Disziplinierung anderer Abweichler genutzt wird. Diese Forschung bietet neue Einblicke in das komplexe Zusammenspiel zwischen sozialen Normen, deren induzierten Reputationsdynamiken und der Bevölkerungsstruktur. Sie legt nahe, dass die Struktur einer Bevölkerung erheblichen Einfluss darauf hat, welche sozialen Normen vorherrschen und wie dauerhaft Kooperation ist.

Die Studie, durchgeführt von Dr. Yohsuke Murase vom RIKEN Center for Computational Science in Japan und Dr. Christian Hilbe vom Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön, wurde kürzlich in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht. Die Ergebnisse tragen zu einem tieferen Verständnis der Evolution sozialer Normen und ihrer Rolle bei der Förderung kooperativen Verhaltens bei.

Originalpublikation: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2406885121

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Gerd Altmann Pixabay

Dem kognitiven Abbau vorbeugen Das soziale Netzwerk ist entscheidend

Erlangen-Nürnberg, 13.08.2024. FAU-Studie untersucht den Einfluss von sozialer Isolation auf die kognitiven Fähigkeiten

Neben Hörverlust, Bluthochdruck und Diabetes gehört soziale Isolation bei älteren Menschen zu den veränderbaren Risikofaktoren, die die Entwicklung einer Demenz begünstigen können. Ein interdisziplinäres Forschungsteam der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) hat nun den Zusammenhang zwischen sozialer Isolation und kognitiven Beeinträchtigungen erforscht. Die Ergebnisse zeigen: Menschen mit kognitiven Beeinträchtigungen haben ein hohes Risiko, sozial isoliert von Freunden und Familienangehörigen zu sein. Dies berichten die Forschenden des Digitalen Demenzregisters Bayern (digiDEM Bayern) in der renommierten Fachzeitschrift PlosOne*.

Ob das gemeinsame Kaffeekränzchen oder die Senioren-Sportgruppe: Soziale Interaktionen sind ein wichtiger Eckpfeiler des Lebens. Mangelt es an diesen oder fehlen soziale Bindungen, gelten Menschen als sozial isoliert. „Aktuelle internationale Studien zeigen, dass auch bei kognitiv gesunden älteren Menschen die geistige Leistungsfähigkeit abnimmt, sobald sich die Betroffenen vom gesellschaftlichen Leben zurückziehen“, sagt Lisa Laininger, Erstautorin der Studie und wissenschaftliche Mitarbeiterin bei dem Versorgungsforschungsprojekt digiDEM Bayern.

Risikofaktor für Demenz

Besonders unter älteren Menschen ist das Phänomen der sozialen Isolation weit verbreitet und kann mit gravierenden gesundheitlichen Problemen verbunden sein. Soziale Isolation kann darüber hinaus den Rückgang kognitiver Funktionen begünstigen. „Sind die sozialen Bindungen beeinträchtigt, kann dies zu einem erhöhten Risiko für körperliche sowie psychische Erkrankungen wie zum Beispiel Demenz, aber auch zu einer erhöhten Sterblichkeit führen“, berichtet der Neurologe Prof. Dr. Peter Kolominsky-Rabas, Co-Autor und digiDEM Bayern-Projektleiter.

Daten von Menschen mit kognitiven Beeinträchtigungen

In ihrer Studie haben die FAU-Forschenden über eine Verlaufszeit von 12 Monaten die Daten von 106 Personen ausgewertet. Erhoben wurden deren Daten im Rahmen des Versorgungsforschungsprojektes digiDEM Bayern, einer Langzeituntersuchung mit Teilnehmenden aus allen Regierungsbezirken Bayerns. Eine weitere Besonderheit der Studie ist es, dass alle Befragten bereits Anzeichen kognitiver Beeinträchtigungen aufzeigten und darüber hinaus nicht auf die Unterstützung von pflegenden An- und Zugehörigen angewiesen waren.

„In den Netzwerken älterer Menschen sind Familie und Freunde die beiden wichtigsten Komponenten“, erläutert Lisa Laininger. „Wir wissen auch aus anderen Studien, dass die Zusammensetzung des persönlichen Netzwerks, also ob es sich um Freunde oder Familienmitglieder handelt, eine weitaus größere Rolle zu spielen scheint als die Größe des Netzwerkes oder die Häufigkeit der Kontakte.“

Dabei gibt es vielfältige Gründe, weshalb das Risiko der sozialen Isolation mit dem Alter zunimmt. „Ältere Menschen neigen einerseits eher dazu, sich zurückzuziehen, andererseits wird der Freundeskreis oft kleiner, wenn Altersgenossen pflegebedürftig werden oder versterben.“

Ausmaß der sozialen Isolation

Ein zentrales Interesse der Wissenschaftler um Lisa Laininger galt der Frage nach dem Ausmaß der sozialen Isolation – ein bislang noch wenig untersuchter Aspekt. So zeigte sich, dass 42,5 Prozent der Teilnehmenden ein erhöhtes Risiko für ein inadäquates Netzwerk aus Freunden aufwiesen. Zu ähnlichen Ergebnissen kamen auch andere Forschende. Im Unterschied dazu lag das Risiko der sozialen Isolation gegenüber Familienmitgliedern bei nur 17 Prozent.

Freund/-innen wichtiger als Familie

Des Weiteren untersuchten die Forschenden, inwiefern sich das Risiko der sozialen Isolation auf den Verlauf der kognitiven Fähigkeiten auswirkt. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Freundschaften einen größeren Einfluss auf den Verlauf der kognitiven Fähigkeiten zu haben scheinen als familiäre Bindungen“, sagt die digiDEM Bayern-Wissenschaftlerin Lisa Laininger. Dafür kann es eine Vielzahl an Gründen geben. In Freundschaften neige man eher dazu, gemeinsam an sozialen Aktivitäten teilzunehmen oder sich zwanglos auszutauschen. Co-Autor Prof. Dr. Peter Kolominsky-Rabas ergänzt: „Dies fördert die kognitive Leistungsfähigkeit. Zudem können gleichaltrige Freund/-innen hinsichtlich des Gesundheitsbewusstseins auch als Vorbild dienen und zum Beispiel zur Teilnahme an sportlichen Aktivitäten motivieren.“

In ihrer Studie haben die Forschenden aber nicht nur den Zusammenhang zwischen dem Grad der Zurückgezogenheit und der Kognition untersucht. Werden andere klassische Risikofaktoren für Demenz wie zum Beispiel Alter, Geschlecht oder Bildungsgrad in der Auswertung berücksichtigt, sind die Einflüsse der Netzwerke von Freund/-innen auf die Kognition nicht mehr eindeutig nachweisbar. „In diesem Fall scheinen diese Faktoren einen größeren Einfluss auf die kognitiven Fähigkeiten zu haben“, sagt Lisa Laininger.

Aufmerksamkeit schenken

Dennoch erfordere das Thema „Freundschaften im Alter“ speziell für Menschen mit kognitiven Beeinträchtigungen eine besondere Aufmerksamkeit. „Das Risiko, enge und vertrauensvolle Beziehungen zu Menschen außerhalb ihres familiären Umfelds nicht mehr aufrechterhalten zu können, scheint für diese Personengruppe besonders hoch zu sein“, sagt Prof. Dr. Peter Kolominsky-Rabas. Schwierigkeiten, sozial zu interagieren oder erste Anzeichen von Gedächtnisverlust – wenn man sich etwa nicht mehr an Termine zu erinnern vermag – können das Sozialverhalten beeinträchtigen und den individuellen Rückzug fördern.

Zielgruppenspezifische Angebote schaffen

Für die Forschenden ist es daher ein entscheidender Faktor, dass zukünftig gerade für diese Personengruppe entsprechende Angebote ins Leben gerufen werden. „Um Menschen, die bereits von kognitiven Beeinträchtigungen betroffen sind, dabei zu unterstützen, bestehende Freundschaften aufrechtzuerhalten oder sogar neue, nicht verwandtschaftliche Beziehungen aufzubauen, ist es notwendig, zielgruppenspezifische Angebote wie Kunst- oder Bewegungsaktivitätsgruppen für Menschen mit und ohne Demenz oder kognitive Beeinträchtigung zu schaffen“, fasst Lisa Laininger zusammen. Soziale Isolation gehört – wie auch Rauchen, Bewegungsmangel oder Diabetes – zu den Risikofaktoren für Demenz, die veränderbar sind.

Direkt zur Studie: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0306447 Mehr über digiDEM Bayern

digiDEM Bayern baut ein digitales Demenzregister für Bayern auf, um den Langzeitverlauf der Erkrankung besser zu verstehen und die Versorgungssituation von Menschen mit Demenz und deren An- und Zugehörigen in ganz Bayern zu verbessern. Dafür werden Menschen mit leichten kognitiven Beeinträchtigungen oder Demenz und ihre pflegenden An- und Zugehörigen zu ihrer Situation systematisch befragt.

Mit 2.000 Studienteilnehmenden aus ganz Bayern hat das Digitale Demenzregister Bayern (digiDEM Bayern) mittlerweile einen Rekordstand erreicht. Damit ist digiDEM Bayern das größte Demenzregister in Deutschland und gehört im Bereich Demenzforschung zu einem der umfangreichsten Projekte zur Erfassung von Langzeitdaten in der Europäischen Union (EU).

digiDEM Bayern ist ein interdisziplinäres Forschungsprojekt der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, des Universitätsklinikums Erlangen und des Innovationsclusters Medical Valley Europäische Metropolregion Nürnberg. Gefördert wird das Projekt vom Bayerischen Staatsministerium für Gesundheit, Pflege und Prävention (StMGP) im Rahmen des Masterplans „BAYERN DIGITAL II“.

Originalpublikation:

Weitere Informationen:

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Mahir Dzambegovic, Paul Scherrer Institut PSI

Die Oberfläche eine Siliziums-Wafers ist so blank, dass sie ein nahezu perfektes Spiegelbild abbildet, wie hier Iason Giannopoulos (links) und Dimitrios Kazazis demonstrieren.

Forschende zeigen, dass Computerchips noch kleiner werden könnten

Villingen/Schweiz, 13.08.2024. Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI haben die Auflösung der sogenannten Fotolithografie weiterentwickelt. Mit ihren Erkenntnissen wollen sie helfen, die Miniaturisierung von Computerchips weiter voranzutreiben.

Die Miniaturisierung von Computer-Chips ist ein wesentlicher Faktor für die digitale Revolution. Sie macht Rechner immer kleiner und gleichzeitig leistungsfähiger – was Entwicklungen wie Autonomes Fahren, Künstliche Intelligenz und 5G-Standard für den Mobilfunk überhaupt erst ermöglicht. Nun hat eine Arbeitsgruppe um Iason Giannopoulos, Yasin Ekinci und Dimitrios Kazazis am Labor für Röntgen­-Nanowissenschaften und Technologien am Paul Scherrer Institut PSI eine neuartigen Technik entwickelt, mit der sich noch dichtere Schaltkreismuster erstellen lassen. Die derzeit modernsten Mikrochips haben Leiterbahnen, die nur zwölf Nanometer voneinander entfernt sind, d.h. etwa 6000 Mal dünner als ein menschliches Haar. Die Forschenden erzeugten jedoch Leiterbahnen, die nur noch fünf Nanometer auseinander liegen. Damit lassen sich Schaltkreise weitaus kompakter anordnen als bislang. «Unsere Arbeit veranschaulicht das Potenzial von Licht, um Muster herzustellen. Das bedeutet einen wichtigen Schritt sowohl für die Industrie als auch für die Forschung», erklärt Giannopoulos.

Chips entstehen wie früher das Bild im Kino

Noch im Jahr 1970 fanden auf einem Mikrochip nur etwa 1000 Transistoren Platz. Heute sind es etwa 60 Milliarden Bauelemente auf einer Fläche, die kaum grösser ist als eine Fingerkuppe. Die Produktion der Bauteile erfolgt mit einer Art der Belichtung, der sogenannten Fotolithografie: Auf einer dünnen Scheibe aus Silizium, dem Wafer, wird eine lichtempfindliche Schicht aufgetragen, der Fotolack oder englisch Photoresist. Es folgt eine Belichtung, die dem Bauplan-Muster des Chips entspricht und dabei die chemischen Eigenschaften des Fotolacks verändert. Dieser wird dadurch löslich oder unlöslich in bestimmten Lösungsmitteln. Anschliessende Prozesse entfernen entweder die belichteten (Positivverfahren) oder die unbelichteten (Negativverfahren) Stellen. Am Ende bleibt das erwünschte Verschaltungsmuster mit den Leiterbahnen auf dem Wafer übrig.

Entscheidend für die Verkleinerung und immer kompaktere Chips ist das verwendete Licht. Physikalische Gesetze besagen, dass die abgebildeten Strukturen umso dichter gepackt werden können, umso kleiner die Wellenlänge des verwendeten Lichts ist. In der Industrie war lange „deep ultraviolet light“ (DUV) üblich. Dabei handelt es sich um Laserlicht mit einer Wellenlänge von um 193 Nanometern. Zum Vergleich: Der für den Menschen sichtbare Bereich blauen Lichts endet bei etwa 400 Nanometern.

Seit dem Jahr 2019 nutzen die Hersteller zur Massenproduktion „extreme ultraviolet light“ (EUV) mit einer um mehr als den Faktor zehn verkürzten Wellenlänge von 13,5 Nanometern. Dies erlaubt das Drucken noch feinerer Strukturen bis zehn Nanometern und darunter. Am PSI setzen die Forschenden für ihre Untersuchungen Strahlung aus der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS ein, die auf den Industriestandard von 13,5 Nanometer abgestimmt ist.

Photonenbasierte Lithografie erlaubt höchste Auflösungen

Die PSI-Forschenden haben jedoch die konventionelle EUV-Lithografie erweitert, indem sie die Probe nicht direkt bestrahlten, sondern indirekt. Bei der EUV-Spiegelinterferenzlithografie (MIL) werden zwei zueinander kohärente Strahlen von zwei identischen Spiegeln auf den Wafer reflektiert. Die Strahlen erzeugen daraufhin ein Interferenzmuster mit einem Muster, das sowohl von dem Winkel des einfallenden Lichts als auch dessen Wellenlänge abhängt. Die Gruppe erreichte damit Auflösungen, also Abstände zwischen den Leiterbahnen, von fünf Nanometern – und zwar mit einer einzigen Belichtung. Die Leiterbahnen offenbarten im Elektronenmikroskop jeweils gute Kontraste mit scharfen Kanten.

«Unsere Ergebnisse zeigen, dass die EUV-Photonenlithografie extrem hohe Auflösungen erzeugen kann, was darauf hindeutet, dass es noch keine grundlegenden Grenzen gibt», stellt Kazazis fest. «Das ist wirklich aufregend, denn es erweitert den Horizont dessen, was wir für möglich halten, und kann auch neue Wege für die Forschung auf dem Gebiet der EUV-Lithografie und der Fotolackmaterialien eröffnen», sagt Kazazis.

Ab Ende 2025 in neuer EUVL-Kammer

Derzeit ist dieser Ansatz für die industrielle Chipproduktion uninteressant, da er im Vergleich zu industriellen Standards sehr langsam ist und nur einfache und periodische Strukturen statt eines Chipdesigns erzeugen kann. Er bietet jedoch eine Methode für die frühzeitige Entwicklung von Fotolacken, die für die künftige Chip-Produktion benötigt werden, mit einer Auflösung, die in der Industrie nicht möglich ist. Das Team plant, seine Forschungen mit einem neuen EUV-Werkzeug an der SLS fortzusetzen, das für Ende 2025 erwartet wird. Das neue Gerät wird in Verbindung mit der SLS 2.0, die derzeit aufgerüstet wird, deutlich mehr Leistung und Möglichkeiten bieten.

Text: Werner Siefer

Über das PSI

Das Paul Scherrer Institut PSI entwickelt, baut und betreibt grosse und komplexe Forschungsanlagen und stellt sie der nationalen und internationalen Forschungsgemeinde zur Verfügung. Eigene Forschungsschwerpunkte sind Zukunftstechnologien, Energie und Klima, Health Innovation und Grundlagen der Natur. Die Ausbildung von jungen Menschen ist ein zentrales Anliegen des PSI. Deshalb sind etwa ein Viertel unserer Mitarbeitenden Postdoktorierende, Doktorierende oder Lernende. Insgesamt beschäftigt das PSI 2300 Mitarbeitende, das damit das grösste Forschungsinstitut der Schweiz ist. Das Jahresbudget beträgt rund CHF 460 Mio. Das PSI ist Teil des ETH-Bereichs, dem auch die ETH Zürich und die ETH Lausanne angehören sowie die Forschungsinstitute Eawag, Empa und WSL.

Originalpublikation: Extreme ultraviolet lithography reaches 5 nm resolution I. Giannopoulos, I. Mochi, M. Vockenhuber, Y. Ekinci & D. Kazazis Nanoscale, 12.08.2024 DOI: 10.1039/D4NR01332H

Weitere Informationen: https://i.psi.ch/4XE – Medienmitteilung auf der Webseite des Paul Scherrer Instituts PSI

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S. Lippke Vor etwa zwei Jahren entschlossen sich Prof. Dr. Sonia Lippke (links) und Christiane Smidt (rechts), das wichtige Thema Einsamkeit in Buchform zu behandeln.

Professorin der Constructor University veröffentlicht neues Buch über Einsamkeit

Bremen, 13.08.2024. Am 15. August 2024 erscheint das neue Buch „Verbunden statt einsam: Wege zu mehr Resonanz mit sich und anderen“, das Prof. Dr. Sonia Lippke, Professorin an der Constructor University, zusammen mit Coach und Mediatorin Christiane Smidt geschrieben hat. Bei der Lesung am 06. September 2024 in der renommierten Buchhandlung Otto und Sohn in Bremen werden die Inhalte ab 19:30 Uhr präsentiert. Staatssekretärin im Bundesministerium für Familie, Senioren, Frauen und Jugend Anja Stahmann wird als Ehrengast anwesend sein und einige Grußworte sprechen. Vor etwa zwei Jahren entschlossen sich Prof. Dr. Sonia Lippke und Christiane Smidt, das wichtige Thema Einsamkeit in Buchform zu behandeln. Ziel war es, Einsamkeitwissenschaftlich fundiert zu betrachten und praxisnah den Lesenden Maßnahmen gegen Einsamkeit an die Hand zu geben. Ursprünglich als Sachbuch geplant, hat sich das Werk zu einem umfassenden Ratgeber entwickelt, der praktische Hinweise und Unterstützungsmöglichkeiten für Betroffene und Fachleute bietet. Mit konkreten Fallbeispielen veranschaulichen die Autorinnen die verschiedenen Erscheinungsformen von Einsamkeit. Praktische, evidenzbasierte Tipps und Übungen zeigen kleinschrittig den Weg aus der Isolation auf und fördern so die Lebensqualität von Menschen, die von Einsamkeit betroffen sind. Auch Angehörige und Fachkräfte im (psycho-)sozialen Bereich finden hier hilfreiche Impulse zur Unterstützung der Betroffenen.

Einsamkeit kann als Folge von psychischen Störungsbildern oder als Begleiterscheinung von verschiedenen Lebensereignissen auftreten. Auch wenn Einsamkeit selbst nicht gefährlich ist, kann sie vielfältige negative Auswirkungen auf die psychische und physische Gesundheit von Menschen haben. Das Buch soll präventiv gegen Einsamkeit vorgehen und gleichzeitig einen wertvollen Umgang mit Einsamkeit ermöglichen. „Einsamkeit sollte keine Angst machen. Sie hat, ähnlich wie Durst, eine Funktion. Sie ist nämlich eine Aufforderung, etwas zu optimieren – sei es die Pflege des eigenen Netzwerks oder die Gestaltung der Zeit mit sich selbst, sodass diese als Gewinn erlebt wird“, so erklärt Lippke.

Lippke ist seit 2011 Professorin an der Constructor University Bremen. In ihrer Forschung beschäftigt sie sich vor allem mit den diversen Aspekten des Alterns. Zuletzt war sie auch als Beirätin für die Erstellung des 9. Altersbericht mitverantwortlich.

Christiane Smidt arbeitet selbständig als systemischer Coach und Heilpraktikerin für Psychotherapie mit Menschen in unterschiedlichen Zusammenhängen an ungewollten oder gewollten Veränderungsprozessen. Das Thema Einsamkeit als Folge von sozialen Ängsten, Erwerbslosigkeit oder Trennungen nimmt in ihrer Beratung zunehmend Raum ein. „Wenn gelernt wird, wie Verbindungen zu anderen aufgebaut und gut gehalten werden können, hat Einsamkeit keine Chance”, sagt Christiane Smidt hinsichtlich der Schutzfaktoren gegen Einsamkeit.

Das Buch wird sowohl in gedruckter Form als auch als E-Book erhältlich sein. Zudem beinhaltet es Arbeitsmaterialien, damit der eigene Zugang zum Thema berücksichtigt und ein persönlicher Werkzeugkasten erstellt werden kann.

Für weitere Einblicke sind alle Interessierte herzlich zur Buchpräsentation eingeladen. Hier werden die wichtigen Erkenntnisse und Empfehlungen der Autorinnen besprochen und es gibt Möglichkeiten für direkten Austausch und gemeinsame Aktivitäten. Eintrittskarten zu 5 Euro können bei den Autorinnen erworben werden.

Bestellt werden kann das Buch in jeder gut sortierten Buchhandlung und direkt beim Verlag.

Weitere Informationen: https://www.junfermann.de/titel/verbunden-statt-einsam/1752