wunderding-Letter

No. 1

Von Alexander Schlichter und Sarah Houben

Alexander Schlichter

20. Dezember 2016

Das ist die erste Ausgabe des wunderding-Letters.
Wir stellen darin die besten Geschichten und Artikel aus internationalen Wissenschafts- und Technikmagazinen der letzten Woche vor.
Unsere Empfehlungen sind subjektiv und spiegeln unseren Blick auf die Themen der Woche wider. Wir wollen Anregungen liefern, Ideen, Einblicke und Ausgangspunkte für weitere Recherchen und eigene Geschichten.

Und das sind unsere Geschichten der letzten Woche:

1. “Watch a Resting Brain Light Up With Activity”

Publisher: Wired
Autor: Chelsea Leu
Tags: Neurowissenschaften, fMRI, Gehirn, Wide-Field Optical Mapping (WFOM), Thy1-GCaMP Maus

Warum lesen?
Elizabeth Hillman konnte mit ihren Arbeiten einen Zusammenhang zwischen den “bunten” Bilder der fMRI und tatsächlicher neuronaler Aktivität nachweisen. Dieser Zusammenhang und damit die Aussagekraft einer der wichtigsten Methoden der Neurowissenschaften ist gar nicht so sicher wie man vielleicht glauben mochte angesichts der Popularität der fMRI-Methode in den Neurowissenschaften.

Was ist besonders spannend?
Die Methode, die Elizabeth Hillman dabei verwendet hat.
Ihr ist es mit gentechnisch veränderten Mäusen gelungen, einen Zusammenhang zwischen fMRI-Aufnahmen und direkt gemessener neuronaler Aktivität zu zeigen.
Anders als bei unserem menschlichem Gehirn, kann man neuronale Aktivität bei diesen sogenannten Thy1-GCaMP Mäusen direkt messen. Ihre Nervenzellen produzieren ein Molekül, das – sobald zur Weiterleitung eines Aktionspotentials in der Synapse Calcium ausgeschüttet wird – stark fluoresziert. Und diese Fluoreszenz kann man messen.

Dafür muss man der Maus allerdings die Kopfhaut entfernen und an dieser Stelle eine spezielle Apparatur installieren. Und parallel zu dieser Fluoreszenz-Aufnahme macht Elizabeth Hillman dabei ein fMRI des Mäusegehirns. Dadurch hat sie jetzt zwei Aufnahmen, die sie vergleichen kann: fMRI und Fluoreszenz-Aktivität.

Das Ergebnis: Beide Aufnahmen zeigen ähnliche Muster, ein starker Hinweis darauf, dass man mit fMRI-Aufnahmen tatsächlich auch neuronale Aktivitäten abbilden kann. Anders als beim Menschen, die meistens im fMRI Aufgaben erledigen, schaute Elizabeth Hillman den Mäusen allerdings in Ruhe ins Gehirn. Dabei zeigten sich, dass die Neuronen auch in Ruhe rhythmisch und symmetrisch feuern.

Und was bedeuten diese Muster?
Dazu findet ihr eine Aussage von Elizabeth Hillman am Ende des Artikels.

Hintergrund:
Bei den meisten Arbeiten zur unserem Gehirn, die auf fMRI basieren, schiebt man einen Menschen in einen Tomographen gibt ihm eine Aufgabe und schaut dann, was dabei im Gehirn passiert.
Auch wenn die dabei gewonnen bunten Bilder das manchmal suggerieren, kann man dem Menschen dabei aber nicht direkt beim Denken zuschauen. Alles was man misst mit dem fMRI sind magnetische Unterschiede zwischen sauerstoffreichem und sauerstoffreichem Blut. Und an der Stelle, an der man sauerstoffreiches Blut messen kann, geht man von neuronaler Aktivität aus, denn die Arbeit der Neuronen verbraucht Energie, die der Körper durch erhöhte Durchblutung dahin transportiert.
Zuletzt zweifelte eine Veröffentlichung stark den Gehalt vieler fMRI-Studien an.

Weiterführende Informationen:
a. Elizabeth Hillman´s Veröffentlichung
b. Videos in der Veröffentlichung
c. Ein Artikel, der das optische Verfahren (Wide-field optical mapping of neural activity) beschreibt.
d. Ein Nature Überblick Artikel “Genetically encoded indicators of neuronal activity”. 

Copyright: Ying Ma and Elizabeth Hillman/Columbia’s Zuckerman Institute


2. The Most Visual Science Textbook You’ve Never Seen

Publisher: National Geographic
Autor: Daniel Stone
Tags: Evolution, Fotografie, Robert Clark

Warum ansehen?
Die Evolutionstheorie, beschrieben von Charles Darwin, wird heutzutage als Allgemeinwissen betrachtet und man kann sie einfach nachlesen. Jedoch tatsächlich zu verstehen, wie die Evolution unsere Welt geformt hat und noch immer formt, kann ein wenig komplizierter sein. Zum Glück ist die Evolution um uns herum sichtbar – man muss nur wissen, wo man hinschauen muss. Photograph Robert Clarke weiß, wo man hinsehen muss und wie man das Gesehene festhält. Er hat nun ein Buch mit dem Titel “Evolution: A Visual Record” mit Bildern, welche er während Aufträgen von National Geographic gemacht hat, veröffentlicht.

Clarks Arbeit visualisiert mit der Hilfe von Texten bei Wissenschaftsautor Joseph Wallace verschiedene Aspekte von Evolution. Warum existieren einige Arten heutzutage noch, während ihre Verwandten ausgestorben sind? Wie passen sich Arten an? Welchen Einfluss hat die Menschheit auf die Evolution?

Unter anderen illustriert Clark “The survival of the fittest” mit dem klassischen Beispiel der kurz-hälsigen Giraffen. Diese verschwanden, während die lang-hälsigen Giraffen überlebten, da sie die an die Nahrung in den Baumkronen herankamen. Gleichzeitig weißt Clark darauf hin, dass die Evolution sich dank menschlichen Einflusses für manche Arten, z.B. Hundearten, zum “survival of the cutest” verändert hat – warum sollten die eher fragilen Chihuahuas heutzutage noch existieren, währen die zähen Bullenbeisser ausgestorben sind?

Diese und viele andere Beispiele können mit Clarks wunderbaren Photos illustriert und im “bildlichsten wissenschaftlichen Lehrbuch, dass du je gesehen hast” – wie National Geographic es zurecht nennt – gefunden werden.

Und hier kann man das Buch bei Amazon bestellen.

3. MEET JOHN KNOLL, THE CREATIVE GENIUS WHO BROUGHT ROGUE ONE TO LIFE

Publisher: Wired
Autor: Rob Capps
Tags: Star Wars, Photoshop, VFX, John Knoll

Warum lesen?
Natürlich für jeden Star Wars Fan ein Muss: die Lebensgeschichte des John Knolls, der Special Effects Legende bei ILM, der auch die Story zu Rogue One geschrieben hat und der zusätzlich den Arbeiten an Filmen wie “Star Wars”, “Star Trek” und “Fluch der Karibik” ganz nebenbei zusammen mit seinem Bruder Thomas Photoshop erfand (kann man immer noch lesen, wenn Photoshop startet).
Und zwischen den Zeilen erfährt man auch, warum Georg Lucas so grandios mit den “neuen” ersten drei Teilen von Star Wars scheitern musste.

Und für alle, die nochmal den Trailer von Rogue One sehen wollen:

4. The Best Books About Science of 2016

Publisher: Smithsonian Magazine
Autor: Rachel E. Gross
Tags: Wissenschaftsbücher

Warum lesen?
Wer neben dem Fotobuch von Robert Clarke noch ein Weihnachtsgeschenk sucht oder etwas zum lesen für die “Zeit zwischen den Jahren”, kann sich hier bei der Liste des Smithsonians Magazine inspirieren lassen.

Und zum Abschluss des ersten wunderding-Letters noch unsere Rubrik “Was liest der Wissenschaftler, die Wissenschaftlerin”, in der wir jede Woche einen Wissenschaftler, eine Wissenschaftlerin nach ihrem Lese-Tipp befragen. Diese Woche haben wir Andreas Houben gefragt. Er ist Leiter der Arbeitsgruppe “Chromosomenstruktur und -funktion” am IPK Gatersleben (Leibniz Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung).

5. Er empfiehlt den Artikel “Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein” aus Nature.

“Bärtierchen sind kleine Lebewesen mit einer extrem hohen Toleranz gegen allen möglichen abiotischen Stressfaktoren – z.B. extreme Temperaturen (−273 °C bis fast 100 °C), Trockenheit, Strahlung.
Dieses Paper klärt auf, woher Bärtierchen ihre ungemein hohe Resistenz gegenüber Strahlung haben und wie man diese Eigenschaft später für die menschliche Gesundheit nutzen könnte.” Andreas Houben

Wir publizieren diesen wunderding-Letter als Teil von RiffReporter, einem Zusammenschluss von freien Journalisten aus den Bereichen Wissenschaft, Gesellschaft, Umwelt und Technologie, die in einem kooperativen “medialen Korallenriff” neue Wege und Chancen ausloten.
Bis März werden wir diesen Letter kostenfrei herausgeben und danach unter dem Dach des Riffs Möglichkeiten der Monetarisierung ausprobieren.

Alexander Schlichter ist Entrepreneur und Wissenschaftsjournalist. Seit mehr als 15 Jahren gestaltet er Filme zu Kunst, Naturwissenschaft und den bahnbrechenden Entwicklungen unserer Zeit.

Sarah Houben ist Biologin und Übersetzerin und wagt sich nun in die Welt des Wissenschaftsjournalismus. Nach einem BSc-Studium der Biowissenschaften hat sie nun ihren MSc in Biologischer Photographie und Film abgeschlossen.