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Mysterium Pi - Eine Zahl erklärt
die Welt (01.08.2001)
Nicht nur die Zahl 42 verkörpert - gemäß Douglas
Adams' Kultbuch "Per Anhalter durch die Galaxis" - die
Antwort auf die ultimative Frage. Auch die Kreiszahl Pi hat, so
eine aktuelle Studie, umfassenden aufklärerischen Charakter.
Den Sinn des Lebens werden Mathematiker in ihr wohl kaum finden.
Auch das Universum lässt sich mit der Kreiszahl Pi, dem Verhältnis
zwischen Kreisumfang und Durchmesser, nur ansatzweise erklären.
Der ganze Rest allerdings könnte - zumindest aus mathematischer
Sicht - in der mysteriösen Zahl versteckt sein.
Zwei
US-Mathematiker wollen dem Geheimnis der Kreiszahl nun etwas näher
gekommen sein. Als so genannte irrationale Zahl lässt sich
Pi nicht als Bruch darstellen. Die Kommaschreibweise bricht nie
ab, was Mathematiker einerseits zu immer exakterer Berechnungen
der Zahl veranlasst hat, andererseits die Suche nach Näherungsformeln
nicht abreißen lässt.
Die unendliche Geschichte der unendlich langen Zahl ist noch
nicht zu Ende. David Bailey vom Lawrence Berkeley National Laboratory
in Kalifornien und Richard Crandall vom Reed College in Portland
wollen aber einen gewissen Sinn in der chaotisch scheinenden Ziffernfolge
erkannt haben. Wie die Forscher in der Fachzeitschrift "Experimental
Mathematics" berichten, enthält die ausgeschriebene
Variante von Pi jede erdenkliche Zahlenkombination.
Damit nicht genug: Ziffernfolgen mit gleicher Länge sollen,
so die britische Zeitschrift "Nature" in ihrer Internetausgabe,
auch gleich häufig sein. Dies hieße, dass sich 59345
genauso oft wie 78952 im Pi'schen Rattenschwanz finden lassen
müsste. Wissenschaftler bezeichnen derartige Phänomene
als Normalität.
Ob die dezimale Darstellung der Kreiszahl in der Tat zufällig
ist oder einer gewissen Ordnung folgt, gilt als eine der härtesten
Nüsse der Mathematik. Folglich sehen es viele Kollegen bereits
als "Fortschritt" an, dass Crandall und Bailey überhaupt
etwas zum Thema zu sagen haben.
Ob Pi - im mathematischen Sinn - normal ist, darauf wollen sich
die beiden US-Forscher nicht festlegen. "Zumindest haben
wir eine Möglichkeit entdeckt, dies zu überprüfen",
so Bailey gegenüber "Nature Science Update". Der
Weg sei zwar noch steinig, aber die Richtung stehe immerhin fest.
Chaos statt Zahlen
Die neue Theorie stützt sich auf eine Entdeckung, die Bailey
und seine Kollegen bereits 1996 gemacht haben. Damals gelang es
den Mathematikern, eine Formel aufzustellen, mit der sich eine
bestimmte Ziffernfolge von Pi berechnen lässt ohne die vorherigen
Ziffern zu kennen.
Fünf Jahre später stützen sich die Wissenschaftler
nicht mehr allein auf die Lehre von den Zahlen. Ihre neueste Waffe
nennt sich Chaostheorie. Dabei konstruieren die Forscher aus der
Darstellung von Pi verschiedene Zahlen zwischen 0 und 1, deren
Häufigkeit schließlich erfasst wird.
So werden aus der Kreiszahl, deren bekannteste Form 3,14159...
lautet, die einzelnen Zahlen 0,314, 0,141, 0,415, 0,159 und so
weiter betrachtet. Sollte die Zahl Pi, die mit leistungsfähigen
Computern mittlerweile bis auf 500 Milliarden Stellen berechnet
worden ist, tatsächlich rein zufällig sein, müssten
auch die auf diese Weise ermittelten Zahlen chaotisch zwischen
0 und 1 schwanken. Für ihren Beweisversuch benutzten Bailey
und Crandall allerdings nicht die bekannte Dezimaldarstellung
von Pi sondern deren binäre Variante. Die nämlich weist
praktischerweise nur Nullen und Einsen hinter dem Komma auf.
Solle Pi tatsächlich normal sein, ist die Verwandtschaft
zum großen Bruder 42 kaum mehr zu leugnen: Die von Kultautor
Douglas Adams postulierte Antwort auf die vermeintliche Frage
nach dem Leben, dem Universum und dem ganzen Rest gilt zwar als
ultimativ, die dazugehörige Frage muss allerdings noch gefunden
werden. Genauso liefert ein normales Pi auch alle möglichen
(mathematischen) Antworten. Die Fragen dazu sind allerdings mindestens
genauso kryptisch wie bei Adams' galaktischem Anhalter.

Entließ die Erde Abgase ins
All? (06.08.2001)
Ein Forscherteam der Nasa will die Urgeschichte der Erdatmosphäre
enträtselt haben. Nach ihrer Theorie konnte komplexes Leben
erst entstehen, nachdem der Planet Wasserstoff in den Weltraum
abgelassen hatte.
In
ihren ersten zwei Milliarden Jahren wäre die Erde für
hoch entwickelte Organismen ein tödlicher Ort gewesen: Die
Luft enthielt kaum Sauerstoff. Erst vor 2,4 bis 2,2 Milliarden
Jahren stieg die Konzentration des Gases in der Atmosphäre
an. Die Evolution schlug dadurch einen Kurs ein, der schließlich
zur Entwicklung der heute bekannten Lebewesen führte.
Rätselhaft ist jedoch die Verzögerung, mit der dieser
Wandel einsetzte - schließlich existierten Sauerstoff produzierende
Bakterien zu diesem Zeitpunkt schon seit mindestens 400 Millionen
Jahren. Warum das durch Photosynthese hergestellte Gas erst so
spät die Zusammensetzung der Atmosphäre veränderte,
konnte bislang nicht befriedigend erklärt werden.
Nun hat ein Forscherteam vom Ames Research Center der Nasa eine
neue Theorie entwickelt. Die Hauptrolle in diesem Szenario spielen
frühe Fäulnisbakterien, die organische Rückstände
zersetzten und dabei große Mengen Methan (CH4) produzierten.
Wie die Wissenschaftler um den Planetologen David Catling vermuten,
stieg das Gas in die oberen Schichten der Atmosphäre auf,
wo es durch ultraviolette Strahlung aufgespaltet wurde. Der freigesetzte
Wasserstoff, so glauben die Forscher, entwich als leichtestes
Produkt der Reaktion ins Weltall.
Durch diesen Prozess könnte sich dem Modell zufolge die
Balance der Erdatmosphäre langfristig zugunsten des Sauerstoffs
verschoben haben. Zunächst sei das Gas noch größtenteils,
zum Beispiel in Form von Eisenoxid, in der Erdkruste gebunden
worden, so die Wissenschaftler. Vor rund 2,3 Milliarden Jahren
schließlich sei die Sättigung erreicht worden - danach
begann die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre zu steigen.
Die neue Hypothese, die das Team in der aktuellen Ausgabe des
Fachmagazins "Science" vorstellt, hat noch einen weiteren
Vorteil. "Vor drei Milliarden Jahren schien die Sonne nur
vier Fünftel so hell wie heute", erklärt Catling,
"die Erde hätte eigentlich vollständig einfrieren
müssen." Hohe Mengen des Treibhausgases Methan hätten
die dramatische Abkühlung jedoch verhindert.

Umweltschützer: Totes Meer trocknet
bis 2050 völlig aus (06.08.2001)
Derzeit sinkt der Wasserspiegel jährlich um einen Meter.
Gäste eines Badeortes müssen schon mit dem Zug an den
Strand fahren
In 50 Jahren wird es das Tote Meer nicht mehr geben, warnen Umweltschützer
in Jordanien. "Derzeit sinkt der Wasserspiegel jährlich
um einen Meter", sagt Abdul Rahman von der Umweltorganisation
"Freunde der Erde Mittlerer Osten" in Amman. Wenn der
Seespiegel weiter in dieser alarmierenden Geschwindigkeit sinke,
wäre das Tote Meer im Jahr 2050 verschwunden.
Durch den steigenden Wasserverbrauch der Bevölkerung in Jordanien
und Israel fließt weniger Wasser ins Tote Meer - der zunehmende
Tourismus verstärkt diesen Mangel noch. Doch das größte
Problem sei die Entnahme von Wasser aus dem zuführenden Fluss
Jordan. Vor allem zu landwirtschaftlichen und industriellen Zwecken
wird derzeit bis zu 90 Prozent des Wasser aus dem Jordan abgeführt.
Für die Austrocknung des Toten Meeres gibt es viele Beweise:
Noch vor 40 Jahren erstreckte sich das Tote Meer über 80
Kilometer im Jordantal. Heute misst es gerade mal 50 Kilometer.
So lag der Badeort Ein Gedi noch vor 15 Jahren am Rande des Sees,
inzwischen nutzen die Besucher einen kleinen Zug, um das mehrere
Hundert Meter entfernte Ufer zu erreichen.
Damit das Tote Meer nicht bald seinem Namen alle Ehre macht,
möchte es die Umweltorganisation als Weltkulturerbe unter
den Schutz der Unesco stellen und einen Rettungsplan für
die Region erarbeiten. Das Tote Meer liegt 417 Meter unter dem
Meeresspiegel. Seine Ufer sind damit die am tiefsten gelegenen
Landflächen der Welt. Da das Tote Meer keinen Abfluss hat,
ist es für Salz und Mineralien, die eingeschwemmt werden,
quasi eine Sackgasse. Das Wasser ist zehn Mal salziger als Meereswasser,
so dass man mühelos auf dem Wasser treiben kann, ohne unterzugehen.

Weihrauch enthält Krebs erregende
Stoffe (07.08.2001)
Viele Religionen vertrauen bei Meditationen oder Gottesdiensten
auf die belebende Wirkung des Weihrauchs. Doch der religiöse
Qualm könnte, so eine aktuelle Untersuchung, alles andere
als gesund sein.
Gläubige Buddhisten zünden für die Seelen ihrer
Toten Räucherstäbchen an, Hindus greifen bei ihren Meditationen
auf den betörenden Geruch zurück, und auch ein katholischer
Gottesdienst ist ohne Weihrauch nicht denkbar. Doch dabei schwingt,
so zumindest Ta Chang Lin von der National Cheng Kung University
in Taiwan, das Risiko immer mit.
Wie
das britische Wissenschaftsmagazin "New Scientist" in
seiner aktuellen Ausgabe berichtet, ist der Wissenschaftler auf
gefährlich hohe Konzentrationen von Krebs erregenden Chemikalien
im Weihrauch gestoßen. So waren die Messwerte einer Substanz,
die im Verdacht steht, Lungenkrebs hervorzurufen, in einem schlecht
belüfteten taiwanischen Tempel mehr als 40-Mal so hoch wie
im Haus eines Rauchers. Auch erzeuge brennender Weihrauch eine
stärkere Luftverschmutzung als der Straßenverkehr einer
viel befahrenen Kreuzung.
Im Zuge seiner Studien untersuchte Lin die Luft im Tempel und
auf der Straße nach Spuren so genannter polyzyklischer aromatischer
Kohlenwasserstoffe (PAH) ab. Die entstehen nach Angaben des Berliner
Umweltbundesamtes bei unvollständiger Verbrennung praktisch
aller organischen Stoffe, zum Beispiel beim Rauchen, beim Grillen
oder auch bei Waldbränden.
Die PAH-Werte im rauchgeschwängerten Tempel waren dabei
um das 19-Fache höher als an der frischen Luft. Besonders
stark vertreten war dabei Benzpyren, ein auch im Tabakteer enthaltener
Kohlenwasserstoff, der Lungenkrebs auslösen kann. Verglichen
mit den Wohnungen von Rauchern konnte im Tempel 45-mal mehr Benzpyren
gemessen werden.
Allerdings hänge die Konzentration, so Lin, stark von der
religiösen Nutzung des Tempels ab. Es gebe Tage, da würden
mehr als tausend Räucherstäbchen angezündet.
"Manchmal ist die Sicht so schlecht, dass nicht einmal die
andere Wand des Tempels zu sehen ist", sagt der Forscher.
Daher sorge er sich besonders um die Gesundheit von Arbeitern
und Tempelaufsehern.
"Wir hoffen wirklich, dass brennender Weihrauch nur geistige
Annehmlichkeiten bringt, ohne dem Körper zu schaden",
zitiert "New Scientist" den Wissenschaftler. Allerdings
bestehe ein potenzielles Krebsrisiko. Lin: "Wir können
nur noch nicht sagen, wie hoch es ist."

Das Auge ist einzigartig (08.08.2001)
Zugangskarten oder Geheimzahlen könnten bald der Vergangenheit
angehören. Der Schlüssel zur perfekten Sicherheit liegt,
da sind sich britische Forscher sicher, im menschlichen Auge.
John Daugman hat seinen Mitmenschen tief in die Augen geschaut.
Mehr als tief. Über 2000 Abbildungen der menschlichen Iris
hat der Forscher der britischen University of Cambridge untersucht
und dabei gravierende Unterschiede festgestellt - selbst zwischen
Zwillingen.
Wie der Mathematiker zusammen mit seiner Kollegin Cathryn Downing
in der Fachzeitschrift "Proceedings of the Royal Society
B" berichtet, stellt die Iriserkennung einen beinahe perfekten
Sicherheitsmechanismus dar. Die Chance einer Übereinstimmung
bei zwei verschiedenen Personen liege demnach, so die Fachzeitschrift
"Nature" in ihrer Onlineausgabe, rein rechnerisch bei
eins zu sieben Milliarden.
Mit Hilfe eines Algorithmus hat Daugman die Furchen und Rillen
der farbenfrohen Iris in eine eher nüchterne, 2048 Bit starke
digitale Unterschrift verwandelt. Dabei musste der so gewonnene
Schlüssel in gewissem Maße variabel bleiben, da das
Auge unter verschiedenen Bedingungen auch unterschiedlich registriert
wird. Die Folge sind verschiedenartige digitale Schlüssel.
Doch selbst mit diesen Beschränkungen erweist sich die Iriserkennung
als weitgehend narrensicher. Selbst auf Bildern, auf denen der
Augenring nur zu drei Vierteln mit den gespeicherten Daten übereinstimmt,
konnte die Person noch sicher identifiziert werden. Auch eineiige
Zwillinge stellten für das System kein Problem dar: Die Unterschiede
der Augen waren beinahe so groß wie bei völlig verschiedenen
Testpersonen. Ein ähnliches Phänomen konnte bei rechtem
und linkem Auge derselben Person registriert werden.
Auch eine mögliche Veränderung der Iris über die
Zeit macht den Forschern keine Sorgen. "Der Glaube ist weit
verbreitet, dass die Iris Aufschlüsse über die Persönlichkeit
oder die Gesundheit gibt", schreibt Daugman. "Doch derartige
Behauptungen haben sich als medizinischer Schwindel erwiesen."
Zwar hätten zwei Irisbilder, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten
aufgenommen wurden, Unterschiede bis zu einem Wert von elf Prozent
offenbart. Dies liege allerdings weit unter der Grenze, die Probleme
bereiten könnte.
Unterstützung bekommt Daugman von Kollegen, die sein System
bereits in der Praxis gestestet haben. Wie "Nature Science
Update" berichtet, haben Tony Mansfield und seine Kollegen
vom National Physical Laboratory in Großbritannien jüngst
bestätigt, dass Daugmans Apparatur das genaueste biometrische
System ist. Bei zwei Millionen Vergleichen sei kein einziges Mal
falscher Alarm geschlagen worden.
Allerdings: Welches System letztlich zum Einsatz komme, hänge
oftmals von den Anwendungsmöglichkeiten ab. Neben Genauigkeit
spiele auch Geschwindigkeit eine entscheidende Rolle. Mansfield:
"Wenn Sie eine lange Schlange von Menschen haben, wollen
Sie keine halbe Stunde warten."

Kritik kann italienischen Klon-Arzt
nicht stoppen (09.08.2001)
Noch in diesem Jahr soll es die erste Menschen-Kopie geben: Befürworter
des Verfahrens wehren sich in US-Anhörung gegen Panikmache
Die Atmosphäre war aufgeheizt, die Stimmung gereizt und
selbst in der Mittagspause der Internationalen Experten-Konferenz
zum Thema Klonen wurde heftigst argumentiert und kontrovers diskutiert.
Chaos und Verbitterung bei Befürwortern und Gegnern, bei
dem Treffen von Wissenschaftlern und Forschern in Washington,
das von der Nationalen Wissenschaftsakademie der USA organisiert
worden war.
Bei der mit Spannung erwarteten Expertenrunde erklärten
der italienische Frauenarzt Severino Antinori und sein US-Partner
Panos Zavos, sie würden sich nicht davon abbringen lassen,
noch in diesem Jahr den ersten Menschen zu klonen. Sie wehrten
sich gegen den Vorwurf, von ethischen Bedenken abgesehen, würden
sie nach den Erfahrungen mit Tierversuchen beim Klonen von Menschen
fast nur Krüppel produzieren.
Antinori, Zavos und die der kanadischen Sekte der Raelianer angehörende
Chemikerin Brigitte Boisselier hatten am Dienstag von vermeintlichen
Fortschritten und optimistisch stimmenden Ergebnissen berichtet.
Vor einem Aufgebot von Medienvertretern, wie sie auf wissenschaftlichen
Tagungen selten ist, ließ sich das Triumvirat der Klon-Avantgardisten
jedoch keine Einzelheiten zu Zeitpunkt oder Verfahren entlocken.
Fast unisono verkündeten Antinori, Zavos und Boisselier,
dass ausschließlich das Verlangen kinderloser Paare nach
Nachwuchs und somit Glück, Zufriedenheit und Gesundheit der
Patienten das Motiv für ihre Forschungen seien und stellten
das Klonen als eine zuverlässige Methode zur Erzielung einer
Schwangerschaft dar. Nach bisherigem Stand der Erkenntnisse führe
in rund 40 Prozent der Fälle die Implantation einer geklonten
Eizelle zur Schwangerschaft.
Die drei Klon-Pioniere kündigten an, dass erste Klonbaby
werde nicht nur gesund, sondern geradezu perfekt sein. Sorgen
bereite ihnen allenfalls der geistige Zustand der wissenschaftlichen
Welt, die Angst und Panik unter den Menschen verbreite und eine
ungeheure Arroganz an den Tag lege, indem sie den Menschen vorschreiben
wolle, was sie mit ihren eigenen Genen anfangen dürfen.
Vor allem Antinori, der weltweit Schlagzeilen machte, als er
einer 63-jährigen Italienerin zu einer Schwangerschaft verhalf,
machte sich bei der Expertenanhörung in Washington lächerlich.
Er ereiferte sich in kaum verständlichem Englisch, verdammte
erst den renommiertesten Kritiker der Methode, den in Boston wirkenden
Professor Rudolf Jaenisch, dann den Papst und monologisierte immer
wieder mit heftiger Gebärdensprache ohne erkennbaren Zusammenhang,
so dass im Auditorium immer wieder Gelächter ausbrach. Vor
allem der Auftritt von Frau Boisselier vermittelte den Eindruck,
dass dieser so ernste und folgenschwere Bereich der modernen Biowissenschaft
von recht unseriösen Vertretern in Mißkredit gebracht
wird.
Den amerikanischen Zuschauern - das Meeting wurde vom Informationssender
C-SPAN ausgestrahlt - bot sich denn auch streckenweise ein peinliches
Bild von moderner Biotechnologie und wissenschaftlichem Ethos.
Trauriger Höhepunkt war der offensichtlich selektive, an
Manipulation erinnernde Gebrauch wissenschaftlicher Daten, um
das Klonen von Menschen zu rechtfertigen.

Schütteln macht Schafe stabiler
(09.08.2001)
"Good Vibrations" könnten Raumfahrer und ältere
Menschen künftig vom Knochenschwund heilen. Bei Schafen,
das zeigen neue Experimente, festigt schon sanftes Schütteln
das Skelett.
Fast unmerkliche Vibrationen lassen bei den Tieren neue Knochenzellen
wachsen, haben amerikanische Forscher um Clinton Rubin von der
State University of New York herausgefunden. Die von ihnen erprobte
Methode "könnte auch Potenzial für die Behandlung
von Knochenkrankheiten wie Osteoporose haben", schreiben
die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins
"Nature".
Rubin und seine Kollegen hatten Schafe ein Jahr lang einer schonenden
Schüttelkur ausgesetzt. Die Tiere wurden fünf Tage in
der Woche für jeweils 20 Minuten auf eine Plattform geführt,
die schwach, aber mit hoher Frequenz vibrierte. Nach der Therapie
wurden die Hinterbeine der Schafe per Computertomografie untersucht:
Im Vergleich zu unbehandelten Artgenossen war die Knochendichte
bei ihnen um rund 34 Prozent gestiegen.
Offenbar reagieren die Knochen bereits auf äußerst
schwache Signale mit dem Aufbau neuer Zellen. Bisher hatte man
angenommen, dass vor allem aktive Bewegung wie Gehen oder Laufen
das Skelett festigt. Die sanfte Schüttelmethode könnte,
so hoffen Rubin und seine Kollegen, bei der Behandlung von Patienten
mit Osteoporose von Vorteil sein.
Beim Menschen verlieren die Knochen mit zunehmenden Alter mehr
Zellen, als nachproduziert werden können. Vom Knochenschwund
sind vor allem ältere Frauen nach der Menopause betroffen.
Doch auch Raumfahrer könnten Rubin zufolge von einer Vibrationstherapie
profitieren: In der Schwerelosigkeit bildet sich ihr Skelett deutlich
schneller zurück als das von Osteoporose-Patienten auf der
Erde.
Dennoch warnte der Forscher vor zu hohen Erwartungen: Bevor die
Methode gegen Osteoporose eingesetzt werden könne, sei "noch
ein langer Weg" zurückzulegen, sagte Rubin gegenüber
der Online-Ausgabe von "Nature". Auch manche seiner
Kollegen sind vorsichtig: "Es ist durchaus denkbar, dass
eine ältere Frau nach ihrer Menopause anders darauf reagiert
als ein Schaf", gab der Zellbiologe Timothy Skerry von der
britischen University of York zu bedenken.

Im Gehirn liegt der kleinste gemeinsame
Nenner der Liebe (10.08.2001)
Angst und Depressionen sind bei Verliebten selten - Ein Zuviel
an Treuehormonen drosselt die Libido
Zu blumiger Sprache neigen Naturwissenschaftler bei ihrer Arbeit
eher selten. Doch als Andreas Bartels Teilnehmer für seine
letzte Studie suchte, formulierte er auf dem Plakat einen romantischen
Text: "Wahrhaft, von ganzem Herzen und wahnsinnig verliebt"
sollten die Menschen sein, um bei der Untersuchung mitmachen zu
können.
Auf einer Skala der leidenschaftlichen Liebe mussten die Probanden
ihre Gefühle einordnen. War der Wert nur hoch genug, taugten
die Freiwilligen für sein Experiment. In die Röhre wollte
der Neurologe sie schieben, ihr Gehirn mit einem funktionellen
Magnetresonanz-Spektrometer durchleuchten. Denn als einer von
wenigen Neurologen auf der Welt untersucht Bartels, wo die Liebe
im Gehirn sitzt.
"Wir haben in der neurologischen Untersuchung den kleinsten
gemeinsamen Nenner der Liebe gefunden", sagt Bartels. Und
der ist in der Tat klein: Nur vier nussgroße Bereiche leuchteten
bei allen Probanden auf, wenn die Verliebten Bilder der oder des
Angebeteten sahen, während sie unter dem Spektrometer lagen.
"Dass es so wenige sind hat uns überrascht", sagt
Bartels. Zwei der Bereiche verstecken sich zudem in Teilen des
Zentralorgans, die die Evolution schon früh geschaffen hat.
Putamen und Nucleus caudatus nennen Neuro-Anatomen diese Winkel
des Gehirns, die tief im Inneren des Endhirns vergraben sind.
Die beiden Areale mischen sich nicht nur beim Verlieben ein.
Sie steuern auch Freude, Trauer und Verzweiflung. Allerdings sind
für die unterschiedlichen Gefühle auch verschiedene
Nerven in den Hirnregionen zuständig. Und auch die beiden
anderen Liebeszentren liegen in Arealen, die ganz allgemein als
Prozessoren für Emotionen arbeiten. Als vordere Assoziationsfasern,
die von den Stirnlappen des Gehirns ausgehen, weist eine Karte
des Gehirns das eine aus. Das vierte Liebesgebiet, die Insula,
findet sich an den Schläfen. "Individuell können
an der Liebe aber auch noch andere Areale mitarbeiten", so
Bartels. Bei allen Verliebten waren aber auch einige Regionen
abgeschaltet. Solche, von denen Neurologen wissen, dass sie Angst
und Depression vermitteln. "Wir könnten psychiatrischen
Patienten vielleicht helfen, indem wir die Liebeszentren biochemisch
reizen", sagt Bartels.
Dass die neurologische Karte dieser Zentren vielleicht anders
aussieht, als Bartels sie zeichnet, vermutet die Professorin Helen
Fisher. Die Anthropologin untersucht die Liebe an der Rutgers-Universität
im amerikanischen Brunswick und will demnächst Ergebnisse
einer eigenen fMRI-Studie veröffentlichen. "Die Probanden
in der Studie von Bartels und seinen Kollegen führten ihre
Beziehung im Schnitt schon länger als zwei Jahre", bemängelt
sie. Da könne von dem brennenden, leidenschaftlichen Gefühl
einer jungen Liebe nicht mehr die Rede sein. Daher hat sie für
ihre eigene fMRI-Studie auch frisch Verliebte ausgesucht.
"Wertvoll ist die Studie von Bartels trotzdem", sagt
sie. Könnte sie doch einen Aspekt der Liebe sichtbar gemacht
haben - die Zuneigung. Sie ist für die romantische Liebe
wichtig, reicht alleine aber nicht. Anziehung und sexuelle Erregung
müssen da noch mitspielen. Zwischen den drei Gefühlen,
die sich zu dem einen großen vereinigen können, unterscheidet
Fisher, weil sie auf unterschiedlichen Vorgängen im Gehirn
beruhen und wir sie auch separat empfinden können.
Tiere können ebenfalls miteinander Sex haben, ohne tiefe
Zuneigung füreinander zu spüren. Dann trennen sich die
Partner nach dem Zeugungsakt wieder. Ohne Anziehung läuft
aber auch da nichts. Männliche Buntspechte locken Weibchen
etwa mit ihren Schwanzfedern an und signalisieren: "Komm,
paar dich mit mir." Wenn sie Glück haben, springt die
Buntspechtdame drauf an, wenn die männlichen Schwanzfedern
Hormone ins weibliche Gehirn treiben. Bei weiblichen Präriemäusen
genügt sogar schon ein Tropfen männlichen Urins: "Vor
allem Dopamin und Norepinephrin schüttet das Gehirn dann
aus", sagt Fisher.
Wenn die Anziehung auf Gegenseitigkeit beruht und sie die Balz
übersteht, finden sich die Partner geeignet, miteinander
Kinder zu zeugen: Sex kommt ins Spiel und mit ihm andere Hormone.
Beim männlichen Geschlecht, egal ob Tier oder Mensch, steigt
der Testosteronspiegel, während dann bei den Partnerinnen
mehr Östrogen im Blut fließt. Für diese Hormone
fanden sich Rezeptoren vor allem im Zwischenhirn - das aber identifizierte
Bartels in seiner Studie nicht als Liebeszentrum. Vielleicht auch
ein Indiz dafür, dass die Leidenschaft in der Liebe seiner
Probanden schon abgeklungen war.
Ein Aus für die Beziehung bedeutet das noch lange nicht,
das Abklingen der hormonellen Wallung ist sogar biologisch sinnvoll.
Denn nach zwei Jahren haben die meisten Paare der Tierwelt schon
längst Kinder. Und die brauchen Zuneigung, Geborgenheit und
Sicherheit - Gefühle, die eine glückliche Familie charakterisieren.
Denn deren Ziel ist vor allem, rein evolutionär betrachtet,
dem Nachwuchs ein warmes Nest zu bieten.
Der Körper unterstützt dies mit Chemikalien. Vasopressin
und Oxytocin heißen die Stoffe, die den Zusammenhalt fördern.
Einen kräftigen Schub dieser Treuehormone produziert das
Gehirn nach einem Orgasmus. "Deshalb überkommt uns nach
dem Sex ein Gefühl der Geborgenheit", sagt Fisher. Und
Männer, bei denen Wissenschaftler die Rezeptoren für
Oxytocin blockierten, hatten zwar noch einen Orgasmus, aber sie
durchrieselte dabei kein wohliger Schauer mehr. Umgekehrt sinkt
die Libido, wenn zu viel Oxytocin und Vasopressin an Treue mahnen.
In welchen Konzentrationen die Botenstoffe im Blut schwimmen,
ist von Art zu Art verschieden. Der Hormonspiegel entscheidet
aber über die Sorgfalt bei der Aufzucht der Jungen, wie Forscher
aus Atlanta beweisen konnten, als sie Wühlmäuse untersuchten.
Die einen leben in den Bergen und trennen sich, sobald sie Nachwuchs
gezeugt haben. Die anderen krabbeln durch die Prärie und
bleiben bei dem Partner, mit dem sie zum ersten Mal Sex hatten.
Äußerlich sind die beiden Arten kaum zu unterscheiden,
doch den Präriemäusen strömen viel mehr Oxytocin
und Vasopressin durch den Körper. Die Wissenschaftler konnten
in Versuchen sogar die Treue der Mäusepaare steuern, indem
sie bei den Männchen der Bergwühlmäuse das Gen
verlängerten, das den Rezeptor für Vasopressin verschlüsselt.
Im Gehirn der Männchen bildeten sich dann mehr Empfangsmoleküle,
die der Botenstoff Vasopressin aktivieren konnte: Die Tiere wurden
anhänglich, halfen, die Babys großzuziehen, und verteidigten
das Nest gegen Eindringlinge.
Ob Kinder mit oder ohne Vater aufwachsen, hängt davon ab,
was die Evolution für den Erhalt der Art für nötig
hält. Unter Säugetieren gibt es die Liebe fürs
Leben selten, höchstens eine Lebensabschnittsfamilie. Oft
endet eine Beziehung, sobald der Nachwuchs aus dem Kleinkindalter
kommt. Deshalb trennen sich die meisten Menschenpaare nach vier
Jahren, wie Fisher herausfand, als sie die Scheidungsdaten aus
62 Ländern analysierte. Ob die Hormone das Eheglück
stören, hat bislang noch niemand untersucht. "Aber ich
wäre nicht überrascht, wenn wir so etwas feststellten:
Entweder der Pegel der Glückshormone sinkt, oder die Rezeptoren
stumpfen gegen die Stoffe ab."

Stammzellenforschung wird nur begrenzt
gefördert (10.08.2001)
Forscher und Patienten sind enttäuscht. US-Präsident
George W. Bush möchte die Forschung an menschlichen Stammzellen
nur in eingeschränktem Umfang staatlich unterstützen.
Bush gab dies in einer Fernsehrede auf seiner Ranch in Texas
bekannt. Der Kompromiss war erwartet worden, bedeutet aber einen
Rückschlag für die Wissenschaftler. Die Forschung an
neuen Stammzellen soll nicht gefördert werden, jedoch Experimente
mit bereits bestehenden Linien. "Ich habe entschieden, dass
wir mit großer Sorgfalt vorgehen müssen", sagte
der Präsident. Bush kündigte die Einberufung eines wissenschaftlichen
Beratergremiums an, das die Entwicklung verfolgen soll.
Die Entscheidung des Präsidenten gilt nach Auffassung enger
Berater und prominenter Parteifreunde als eine der politisch schwerwiegendsten
des Republikaners, der während des Wahlkampfs im Jahr 2000
eine Finanzierung noch klar abgelehnt hatte.
"Superman" Reeve will großzügige Regelung
Der Kompromiss stößt bei vielen Forschern und Patienten
auf Ablehnung. Der querschnittsgelähmte US-Schauspieler Christopher
Reeve ("Superman") gab im Gespräch mit dem CNN-Moderator
Larry King zu, auf eine weitaus großzügigere Regelung
gehofft zu haben. Reeve ist überzeugt davon, dass embryonale
Stammzellen ihm eines Tages wieder zum Laufen verhelfen könnten.
Bush-Entscheidung: "Ein Desaster"?
Der Biologe und Nobelpreisträger der Chemie von 1980, Paul
Berg von der Stanford Universität im kalifornischen Palo
Alto, betrachtet den von Bush gewählten Weg gar als "Desaster".
Berg erläuterte, dass die viel versprechendsten Stammzellenprojekte
mit Bushs Regelung "in Privathand" blieben. Das Gros
der Forscher an den Universitäten und anderen öffentlichen
Einrichtungen müssten sich mit "Nischen" begnügen,
die nicht schon durch Patente und Rechte vergeben sind.
Berg und Reeve hatten dafür plädiert, alle jene Embryos
zur Gewinnung von Stammzellen zu nutzen, die von Behandlungen
in Fruchtbarkeitskliniken übrig geblieben und für Forschungszwecke
gespendet worden waren. Für Studien mit neu gewonnenen Stammzellen
schließt der US-Präsident jedoch die Förderung
mit Steuergeldern aus und erlaubt stattdessen nur die wenigen
Zelllinien, die in den vergangenen Jahren bereits gewonnen wurden
und sich seitdem immer weiter vermehren.
Ethische Minenfelder
Die Stammzellenforschung bewege sich auf "ethischen Minenfeldern",
sagte Bush. Auf der einen Seite seien mit ihr große Hoffnungen
verbunden, auf der anderen berge sie möglicherweise große
Gefahren. Der nächste Schritt könne das Klonen von Menschen
sein. Er lehne das strikt ab. "Selbst das nobelste Ziel rechtfertigt
nicht jedes Mittel", sagte der Präsident. Er habe daher
entschieden, nur die Forschung mit den bereits vorhandenen Stammzelllinien
zu fördern, wo die "Entscheidung über Leben und
Tod bereits gefallen ist".
Bush bezifferte die bereits existierenden Zelllinien in seiner
Ansprache auf "etwa 60" und rief mit dieser Zahl weithin
Erstaunen hervor. Reeve sagte bei CNN offen, noch nie von eine
so hohen Zahl gehört zu haben. Auch seine Schauspielkollegin
Mary Tyler Moore, die wegen ihrer Diabetes-Krankheit ebenfalls
zu den Stammzellen-Aktivisten gehört, war überrascht.
Nach Auskunft des Chemie-Nobelpreisträgers Berg stammen
alle in den USA entwickelten Stammzelllinien vom Forschungsinstitut
WiCell in Madison im Bundesstaat Wisconsin. WiCell liefert seine
Stammzellen auch ins Ausland, laut Berg aber aus weitaus weniger
als 60 Zelllinien. Der Gründer und wissenschaftliche Direktor
des Instituts, James Thomson, hatte 1995 als erster Forscher weltweit
embryonale Stammzellen von Primaten isoliert und 1998 - ebenfalls
als Erster - embryonale Stammzellen des Menschen.
Konservative gegen Stammzellenforschung
Konservative Kreise in den USA, vor allem aber die katholische
Kirche und andere religiöse Gruppen, lehnen jede Stammzellenforschung
ab, da die Zellen unter anderem abgetriebenen Embryos entnommen
werden. Bei einem Bush-Besuch in der päpstlichen Sommerresidenz
Castel Gandolfo während seiner Italienreise im Juli hatte
Papst Johannes Paul II. seinen Gast dazu aufgerufen, die embryonale
Stammzellenforschung nicht zu unterstützen. Eine "freie
und tugendhafte Gesellschaft" wie die amerikanische müsse
"Praktiken ablehnen, die menschliches Leben in jeder Stufe
von der Empfängnis bis zum natürlichen Tod entwerten
und verletzen".
Zahlreiche Wissenschaftler und nicht zuletzt die ehemalige First
Lady Nancy Reagan hatten sich aber in jüngster Zeit für
die Forschung ausgesprochen. Ex-Präsident Ronald Reagan ist
seit Jahren an Alzheimer erkrankt. Wissenschaftler erhoffen sich
Linderung oder sogar Heilung verschiedener Krankheiten wie Parkinson,
Alzheimer, Diabetes und Krebs sowie Rückgratverletzungen
von neuen Stammzellentherapien. Auch der Mehrheitsführer
der Demokratischen Partei im Senat, Tom Daschle, hatte eine staatliche
Unterstützung gefordert, um Millionen von kranken Amerikanern
Hoffnung zu geben. In Meinungsumfragen vor der Bekanntgabe der
Entscheidung hatten 55 Prozent der Amerikaner eine staatliche
Förderung befürwortet. In einer CNN-Blitzumfrage kurz
vor Bushs Rede waren 67 Prozent dafür.

Geklonte Stimmen für den Computer
(13.08.2001)
Dank einer neuen Technik können Computer die Stimme jedes
beliebigen Menschen imitieren. In wenigen Jahren sollen die Automaten
sogar große Gefühle beherrschen.
Nicht erschrecken, wenn eines Tages der Bundeskanzler am Telefon
ist und den Knusperfaktor gewisser Semmelbrösel anpreisen
will. Das ist nur ein Trick. Hier spricht ein Computer.
Der US-Telefonkonzern AT&T hat eine Technik entwickelt,
die jedes Menschen Stimme klont. Einzige Bedingung: Es gibt Aufnahmen
davon. Die werden säuberlich in winzige Lautschnipsel zerlegt
und dann nach Belieben neu verkettet. Es genügt, dem Computer
einen Text einzugeben, und er liest ihn fließend vom Blatt
- korrekt betont und mit sicherer, quasi lebenswarmer Stimme.
Der Zauber gelingt noch nicht makellos, aber viel besser als
das blecherne Gequargel, mit dem sich bislang die Automaten zu
Wort melden.
Die hergebrachten Methoden waren zu grob. Meist behalfen die
Forscher sich mit einem begrenzten Vorrat ganzer Wörter,
möglichst monoton aufgenommen ("Jetzt. Bitte. Rechts.
Abbiegen."). Wenn das nicht reichte, gaben sie dem Computer
ein paar hundert einfacher Doppellaute ("fl", "ug")
ein, die er dann zusammenstückelte. Oder der Computer brachte
seine Sprache gleich selber hervor: Das ging mit Hilfe von Sägezahngeneratoren
und ausgetüftelten Filterprogrammen, und so klang es auch.
Sortiment von Redeklötzchen
Mit der neuen Technik, genannt "Natural Voices", hört
die Maschine sich hie und da schon täuschend echt an. Der
Aufwand ist aber noch groß (siehe Grafik). Der Mensch, der
seine Stimme hergibt, muss im Labor von AT&T erscheinen und
dort bis zu 40 Stunden lang reden.
Der Computer zerschnipselt die Aufnahmen in die kleinsten unterscheidbaren
Laute. Von jedem "a" oder "ng" (wie in "Hunger")
verstaut er tausenderlei Varianten in seiner Datenbank. Alle Lauteinheiten,
Phoneme genannt, werden dann noch einmal in der Mitte zerteilt.
Am Ende hat der Rechner ein Sortiment von Atomen der Rede, mit
denen er alles sagen kann.
Das Englische kommt mit rund hundert solcher Halbphoneme aus.
Aber nur wenn jedes Redeklötzchen in vielen tausend Exemplaren
vorliegt, findet der Computer zu jeder Satzmelodie die passende
Lautfolge. Dazu kalkuliert er von jedem Halbphonem aus ein paar
Millionen möglicher Verkettungen. Passen Tonhöhe und
Länge? Fügt das Stimmpartikel sich nahtlos und ohne
Knacken zwischen die Nachbarlaute?
Das menschliche Ohr hört fast jeden Defekt, und kein Laut
klingt zweimal gleich. Es kommt darauf an, welcher Laut ihm vorausgeht,
welcher folgt und wo im Satz das ganze Wort steht. Auch die Grammatik
der Rede muss der Rechner wenigstens grob erraten, sonst pfuscht
er beim Betonen. Wenn alles gut geht, hat er am Ende eine Art
Partitur des gewünschten Satzes beisammen und kann die benötigten
Stimmschnipsel zusammenklauben.
Fertigstimmen von der Stange
Die Firma AT&T verspricht sich vielerlei Anwendungen für
den künstlichen Bauchredner: von telefonischen Auskunftdiensten
bis hin zu Navigationssystemen im Auto. Die Software kann E-Mails
am Telefon vorlesen oder Nachrichten aus dem Internet. Wird sie
am PC eingesetzt, stehen bald animierte Köpfe zur Verfügung,
die der Telefonkonzern ebenfalls in Entwicklung hat. Sie bewegen
zur Rede den Mund und schneiden die passenden Gesichter.
Mehrere tausend Dollar kostet eine Kunststimme. Der Kunde bringt
entweder einen eigenen Sprecher mit ins Labor und lässt sich
dessen Stimme klonen. Oder er nimmt eine der bislang drei Fertigstimmen,
die AT&T von der Stange verkauft.
Drei Schauspieler - zwei Männer, eine Frau - dienten als
Stimmspender für das Klonprojekt. Nun können sie zusehen,
wie die eigene Stimme in alle Welt multipliziert wird. Fremde
Menschen werden sie besitzen. Wo wird sie überall zu reden
beginnen? Was wird sie sagen?
Prominente haben Grund zur Sorge vor den Ideen der Werbeleute.
Verstorbene Berühmtheiten können sich ohnehin nicht
mehr wehren. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis jemand Aufnahmen
von Marilyn Monroe in die digitale Klonfabrik einspeist.
Säuseln auf Kommando
Die Techniker von AT&T wollen unterdessen zügig ihr
eigenes Sortiment von Klonen erweitern. "Eine ganze Stimmenfamilie"
sei gerade in Gründung, sagt der deutsche Forscher Juergen
Schroeter, der bei AT&T das Labor für Sprachsynthese
leitet. Als Nächstes auf dem Programm: ein Kind und eine
alte Frau vom Großmuttertyp.
Damit werden Hörbücher möglich, die sich selber
vorlesen mit verteilten Rollen. "In zwei, drei Jahren",
schätzt Schroeter, "ist die Kunststimme dafür gut
genug." Er peilt schon die nächste Stufe an: das Sprechen
mit Gefühl.
Der Computer soll nicht nur ungerührt wie ein Nachrichtensprecher
seinen Text aufsagen. Es wäre aber viel zu mühsam, ihn
zu füttern mit jeweils 40 Stunden zorniger, fröhlicher
oder furchtsamer Rede.
Die Forscher suchen deshalb nach akustischen Übersetzungsregeln,
mit denen sich ruhige Klangfolgen automatisch in erregte verwandeln
lassen. Dann genügt ein Kommando, und der Computer fängt
an zu schimpfen oder wahlweise huldreich zu säuseln.

Warum Frauen tratschen und Männer
jagen (14.08.2001)
Forscher kommen den Geheimnissen der Geschlechter auf die
Spur
Der Mann jagt, die Frau sammelt. Seit Urzeiten bringen sie so
Fleisch und Gemüse auf den Teller. Das Zusammenspiel männlicher
Jagdgier und weiblicher Sammelwut haben Anthropologen bislang
als lebenserhaltende Arbeitsteilung interpretiert. Doch nun zeigt
sich: Nicht aus Hunger bläst der Mann zur Jagd. Er will seine
Geschlechtsgenossen treffen, und das ganz ohne seine Frau. Jagen,
so haben die Amerikaner John C. Mitani und David P. Watts jetzt
bei Schimpansen in Uganda beobachtet, dient vor allem der Kontaktpflege
unter Kerlen.
Bevorzugte Beute der Schimpansen sind Rote Stummelaffen. Doch
fast jede zweite Begegnung der Jäger mit den potenziellen
Opfern verläuft friedlich. Schimpansen jagen nur, wenn ihnen
der Erfolg sicher scheint. Die Aussicht auf Beute aber ist umso
größer, je größer die Jagdgesellschaft ist.
Immer dann, wenn der Wald voller Früchte hängt, sind
die Männchen satt genug, um in großer Zahl auf die
Pirsch zu gehen. Die erlegte Beute teilen und verspeisen sie gemeinsam.
Diese Rituale, so die Forscher, festigen die freundschaftlichen
Beziehungen - bei Schimpansen wie bei Menschen.
In solchen Männerbünden ist kein Platz für Frauen.
Wenn er zur Flinte greift, geht sie daher zum Kaffeeklatsch. Ihre
Waffe sind Worte, die sie zu scharfen Spitzen formt. Tratsch ist
das, was die Frauen verbindet, meint die amerikanische Anthropologin
Nicole Hess. Sie festigen ihre freundschaftlichen Beziehungen
durch lange Gespräche über andere, entlarven ihre Feindinnen
und bauen so eigene Netzwerke von Verbündeten auf. Informationen
über die Mitglieder solcher Frauenzirkel seien ein bewährtes
Machtmittel, so die Forscherin. Geschickt gestreut, lassen sich
Ansehen und sozialer Status einer unliebsamen Konkurrentin vernichten.
Kaum etwas fürchten Frauen daher mehr als üble Nachrede.
Der Mensch habe sogar nur reden gelernt, um zu tratschen, meint
der britische Anthropologe Robin Dunbar. Die Koordination während
der Jagd habe eigentlich keine verbale Kommunikation erfordert.
Was erklären würde, warum Männer im Vergleich zu
Frauen so schweigsam sind. Das Gespräch über andere
habe einst die gegenseitige Fellpflege ersetzt. Sie diente ursprünglich
der sozialen Bindung, war aber irgendwann zu zeitaufwendig geworden.
Beim Tratschen konnten die Frauen nebenbei noch andere Arbeiten
erledigen. Sammeln zum Beispiel. Und das macht hungrig - wie das
Jagen.

Weltrekord - Solarflugzeug segelt
in himmlische Höhen (14.08.2001)
Als "Triumph der Technologie" feiert die US-Weltraumbehörde
ihren neuesten Coup: Den Amerikanern ist es gelungen, den Höhenweltrekord
für Solarflugzeuge zu brechen - offensichtlich ohne Probleme.
Die
Nasa hat es geschafft: Das unbemannte solarbetriebene Testflugzeug
"Helios" konnte am Montagabend einen neuen Höhenflug-Rekord
aufstellen. Nach Angaben der US-Raumfahrtbehörde erreichte
die Maschine eine Höhe von 28.950 Metern. Der bisherige,
mehr als 20 Jahre alte Rekord für unbemannte Maschinen ohne
Raketenantrieb lag bei 25.520 Metern Höhe.
"Helios" war um 20.49 Uhr MESZ von der US-Marine-Basis
auf der Hawaii-Insel Kauai zu einem, so die ursprünglichen
Planungen, bis zu 16-stündigen Höhenflug gestartet.
Mit 82 Metern Spannweite ist das solare Flugzeug breiter als eine
Boeing 747, jedoch sehr viel langsamer: Seine Startgeschwindigkeit
liegt bei der eines Fahrrads, im Flug erreicht das Gerät
30 bis 50 Kilometer pro Stunde. Gesteuert wird der lediglich 700
Kilogramm schwere Flieger von zwei Piloten, die allerdings am
Boden bleiben müssen.
Bei einem ersten Testflug Mitte Juli hatte "Helios"
eine Höhe von 23.183 Metern erreicht. Der Flugroboter wird
von 14 Propellern angetrieben, deren Elektromotoren durch Solarkraft
gespeist werden. Das Flugzeug wurde gemeinsam von der Nasa und
der US-Firma AeroVironment entwickelt.
Die Weltraumbehörde betrachtet "Helios" als Prototyp
einer neuen Generation von Flugzeugen, die monatelang in großer
Höhe über der Erde schweben können. Sie könnten
als "Satelliten des armen Mannes" unter anderem der
Kommunikation dienen oder zur Erdbeobachtung eingesetzt werden.

Wie der Roboter langsam lernt, im
Büro den Kaffee zu servieren (15.08.2001)
Als Vorstufe gibt es einen Gabelstapler, der selbstständig
in die Fabrikhalle fährt, bestimmte Transportkisten oder
Teile erkennt und sie gezielt herausgreift
In einem mit öffentlichen Mitteln geförderten Projekt
untersucht der Automobilkonzern Daimler-Chrysler in Berlin, wie
Roboter konstruiert werden müssen, damit sie reibungslos
mit Menschen kooperieren können. Als Vorstufe gibt es einen
Gabelstapler, der selbstständig in die Fabrikhalle fährt,
bestimmte Transportkisten oder Teile erkennt und sie gezielt herausgreift.
Dabei helfen ihm Sensoren, die durch Infrarotlicht die Umgebung
abtasten. Eine intelligente Informationsverarbeitung hilft dem
Gabelstapler, Objekte auch zu erkennen, wenn sie teilweise verdeckt
sind. Erkennt er einen Gegenstand trotzdem nicht oder weiß
nicht, wie er weiter vorgehen soll, fordert er Hilfe beim Menschen
an - und lernt aus dieser Hilfe.
Während ein solcher intelligenter Gabelstapler bereits probeweise
eingesetzt wird, sind die nächsten Stufen des interaktiven
Roboters noch in der Entwicklung. Sie sollen dem Menschen monotone
Arbeiten abnehmen und ihn bei seiner Tätigkeit unterstützen,
ohne ihn zu ersetzen. So soll ein Produktionsassistent dem Arbeiter
helfen, indem er ihm ein Werkstück aus einem Behälter
holt, es zur Bearbeitungsstation transportiert und bei der Montage
mithilft. Anschließend bringt er das Teil zu einem Inspektions-
oder Messplatz.
Für solche Aufgaben muss der Roboter äußerst
flexibel sein, da sich die Umgebung in den Fabrikhallen laufend
ändert, Transportkisten an anderen Stellen stehen und die
Werkstücke ungeordnet in Behältern liegen. Nur wenn
der Mensch dem Roboter die Umgebung oder bestimmte, sich bisweilen
ändernde Objekte zeigt, ihm das Greifen von Teilen beibringt
und die Maschine das alles auch lernen kann, wird sie diese Aufgaben
bewältigen.
Sobald der "Clever" genannte Roboter erst einmal im
Einsatz ist, kann er auch die Kaffeemaschine im Büro anstellen
und einer Person eine Tasse Kaffee bringen. Denn dafür benötigt
er ähnliche Prozesse wie in der Fabrikhalle. Er muss sich
in einer sich ständig ändernden Umgebung zurechtfinden
und die Kaffeemaschine wiederfinden, die eine Putzfrau umgeräumt
hat. Er muss die Tasse so fest greifen, dass sie nicht herunterfällt,
darf das Porzellan aber auch nicht zerbrechen. Neu auftauchende
Hindernisse im Raum wie eine offene Schublade müssen erkannt
und umgangen werden.

Menschen sind einfacher zu klonen
(15.08.2001)
Vergrößerte Herzen, Immunschwäche und Atemnot:
Geklonte Schafe leben oft nicht lang. Ein kleiner Unterschied
macht die Vervielfältigung von Menschen jedoch weniger riskant,
glauben US-Forscher.
Beim
Klonen von Menschen könnten weniger Probleme auftreten als
von vielen Experten befürchtet. Das glaubt zumindest ein
Forscherteam von der amerikanischen Duke University. Die Wissenschaftler
um Keith Killian wollen einen kleinen genetischen Unterschied
entdeckt haben, der geklonte Menschen weniger anfällig für
die in Tierversuchen beobachteten fatalen Nebenwirkungen der Technik
macht.
Erst in der vergangenen Woche hatten Forscher um den italienischen
Fortpflanzungsmediziner Severino Antinori angekündigt, bald
mit dem Klonen von Menschen beginnen zu wollen. Die umstrittenen
Pläne von Antinori und seinen Kollegen stoßen bei vielen
Spezialisten auf Ablehnung. Sie melden nicht nur grundlegende
ethische Bedenken an, auch die hohe Sterblichkeit geklonter Tiere
lässt die Kritiker beim Gedanken an Menschenversuche erschaudern.
Denn die bisherigen Klon-Experimente, die unter anderem das berühmte
Schaf Dolly hervorbrachten, forderten zahllose Opfer. Von 300
Tierembryonen entwickelt sich bestenfalls einer normal. Viele
der geklonten Schafe kommen mit einem zu großen Körpergewicht
zur Welt. Wenn sie die Geburt überleben, sterben sie oft
wenig später an schweren Missbildungen wie fehlerhaft entwickelten
Lungen, einem vergrößerten Herz oder einem geschwächten
Immunsystem.
Viele der Komplikationen lassen sich, so die Forscher, auf ein
fehlerhaftes Gen mit der Bezeichnung IGF2R zurückführen.
Schafe, Schweine und Mäuse erhalten von ihren beiden Elternteilen
nur eine funktionierende Kopie des Gens, die andere ist durch
eine so genannte genomische Prägung blockiert. Diese Besonderheit
macht die Tiere anfälliger für Krebs und das beim Klonen
auftretende Problem des zu großen Fötuswachstums.
Bislang glaubten viele Forscher, dass auch bei etwa jedem zweiten
Menschen eine der IGF2R-Kopien von Geburt an geprägt ist.
Bei dieser Gruppe wäre das Klonen also riskant. Diese Ansicht
wollen Killian und seine Kollegen mit ihren Genanalysen nun widerlegt
haben: Wie das Team in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift
"Human Molecular Genetics" berichtet, bekommen Menschen
und Primaten von ihren Eltern zwei intakte Kopien. Killian: "Da
das IGF2R-Gen beim Menschen nicht geprägt ist, sollte das
übermäßige Wachstum der Föten beim Klonen
von Menschen nicht auftreten."
Zwar kann das IGF2R auch beim Menschen noch mutieren, doch das
liegt den Forschern zufolge nicht an einer genomischen Prägung.
Die beim Klonen von Schafen und Schweinen so verhängnisvolle
Gen-Blockade hätten die Urahnen der heutigen Menschen und
Primaten vor rund 70 Millionen Jahren abgelegt, vermuten die Wissenschaftler.

Das Kilo ist kein Kilo mehr
(20.08.2001)
Wissenschaftler arbeiten an einer Neudefinition der Basiseinheit
Die Frage, wie schwer eigentlich ein Kilogramm sei, erscheint
nur auf den ersten Blick banal. Nicht nur, dass ein Kilogramm
beispielsweise auf dem Mond ganz sicher ein anderes Gewicht hat
als auf der Erde. Viel schlimmer: Tatsächlich weiß
heute kein Physiker, wie viel Masse genau ein Kilogramm ist.
Gewiss, in einem gut gesicherten Stahlschrank in Sèvres
bei Paris wird seit 1889 ein Metallzylinder aufbewahrt - das so
genannte Ur-Kilogramm. Das ist per definitionem ein Kilogramm.
Doch die Wissenschaftler beäugen diesen Prototypen mit wachsendem
Misstrauen. Obwohl das Ur-Kilogramm aus Platin und Iridium unter
drei übereinander gestülpten Käseglocken gut vor
äußeren Einflüssen geschützt sein sollte,
scheint sich dessen Masse gleichwohl stetig zu verändern.
Jedenfalls zeigt ein Vergleich mit weiteren, seinerzeit parallel
angefertigten Prototypen, dass deren Massenwerte auseinander laufen.
Deshalb arbeiten Wissenschaftler an einer Neudefinition des Kilogramms,
die die mehr als 100 Jahre alte Festlegung reformieren soll. Dann
heißt es Abschied nehmen vom anschaulichen Ur-Kilogramm.
Mit anderen Basiseinheiten ist dies übrigens längst
geschehen. Wurde etwa früher auch der Meter durch einen dinglichen
Ur-Meter definiert, so galt schon ab 1960: Ein Meter ist das 16
507 63,73fache der Wellenlänge der von Krypton-86-Atomen
bei einem bestimmten Elektronenübergang ausgesandten Strahlung.
Und seit 1983 ist der Meter festgelegt als die Länge jener
Strecke, die Licht im Vakuum während des Intervalls von 1/299
792 458 Sekunden durchläuft.
Ähnlich abstrakt wird es nun leider bald auch beim Kilogramm
zugehen. Doch noch streiten sich die Gelehrten darüber, wie
man dem Kilo zu Leibe rücken will. Vier verschiedene Verfahren
konkurrieren darum, als Massestandard anerkannt zu werden. Die
einen wollen Goldatome bis zu einer wägbaren Masse sammeln,
andere die Zahl der Atome in einer Kugel aus Silizium zählen.
Vielleicht ist aber auch das Schweben von Massen im Magnetfeld
oder ein Vergleich von Gewichtskraft mit elektromagnetischen Kräften
ein guter Ansatz für die Neudefinition. Ganz gleich, wie
man hier entscheiden wird, bleibt doch eines sicher. Auch künftig
wird ein Kilo Federn genauso schwer sein wie ein Kilo Blei.

Eifersucht ist ein nützliches
Erbe der Evolution (20.08.2001)
Sie bewahrt Väter vor Kuckuckskindern und Mütter
vor dem Hungertod
Er ist auf Dienstreise. Sie wartet auf seinen Anruf. Es wird
spät. Sie ruft ihn auf dem Handy an - nur der Anrufbeantworter.
"Das hat nichts zu bedeuten", redet sie still gegen
das flaue Gefühl im Magen an. Derweil entwirft ihre Fantasie
schon Horrorszenarien von ihm mit einer anderen. War da nicht
neulich dieses blonde Haar in seinem Wagen? Dabei sind sie beide
doch brünett. Ganz klar, ihre Nebenbuhlerin ist blond . .
.
Wer schon mal verliebt war, kennt auch die Eifersucht, diese Mischung
aus Angst, Trauer, Wut und Selbstzweifeln. Sie quält Menschen
auf der ganzen Welt, nur wie die Geplagten damit umgehen, ist
kulturabhängig. Sie beschränkt sich auch keineswegs
auf die Beziehung zwischen Sexualpartnern. Schon Kinder kennen
das nagende Gefühl, wenn das jüngere Geschwisterchen
alle Aufmerksamkeit der Eltern auf sich zieht. Wir brauchen nicht
einmal ein lebendes Wesen als Auslöser. Das Auto, das der
Partner jedes Wochenende hätschelt, oder das Computerspiel,
dem er jede freie Minute widmet, eignen sich ebenfalls.
"Jeder Mensch will in seinem Leben Ziele erreichen. Das
kann langfristig eine feste Bindung zu einem Menschen sein oder
kurzfristig die Aufmerksamkeit des Partners", erklärt
Manfred Schmitt, Psychologe an der Universität Trier. "Wenn
wir vermuten, dass andere Menschen oder auch Objekte mit uns um
diese Ziele konkurrieren, geraten wir in Alarmbereitschaft."
Eifersucht ist also ein Warnsignal wie Angst oder Schmerz, das
uns wachrüttelt, Energie freisetzt, damit wir den Kampf aufnehmen
und unsere Ziele doch noch erreichen können. In einer Liebesbeziehung
verfolgen wir das Ziel, den auserwählten Partner emotional
und sexuell ausschließlich an uns zu binden.
Wohl unter keinen anderen Umständen ist Eifersucht intensiver,
quälender und zerstörerischer. Studien haben gezeigt,
dass Männer und Frauen gleichermaßen eifersüchtig
sind. Der amerikanische Eifersuchtsforscher David Buss hat nun
herausgefunden, worin sich eifersüchtige Frauen und Männer
trotzdem unterscheiden und warum Liebe ohne Eifersucht nicht auskommt.
In seinem Buch "Wo warst du? Vom richtigen und vom falschen
Umgang mit der Eifersucht", das ab Montag im Buchhandel erhältlich
ist, hat er seine Forschungsergebnisse zusammengefasst.
Buss befragte Menschen in Deutschland, den Niederlanden, den
USA, Korea und Simbabwe, welche Handlung sie leichter vergeben
könnten: wenn ihr Partner Sex mit einem ehemaligen Partner
hätte oder eine tiefe emotionale Bindung zu diesem aufbauen
würde. Für 67 Prozent der Männer war der sexuelle
Fehltritt tragischer. Dagegen war dies nur für 44 Prozent
der Frauen schlimmer. Die Versuchspersonen sollten sich beide
Formen der Untreue ihres Partners auch in einem Experiment vorstellen.
Währenddessen registrierten die Wissenschaftler Puls, Stirnrunzeln
und Schweißabsonderung an der Hand. Die physiologischen
Messungen bestätigte das Ergebnis der Befragung.
Die Ursache für diesen Unterschied sieht Buss darin, dass
sich die Frau immer sicher sein kann, die Mutter ihres Kindes
zu sein. Diese Gewissheit hat ein Mann dagegen nicht. "Ein
betrogener Mann läuft Gefahr, jahre- oder sogar jahrzehntelang
in die Kinder eines anderen Mannes zu investieren", erklärt
Buss.
Die wachsamen, also eifersüchtigen Männer wurden belohnt,
weil sie ihre Gene häufiger an die nächste Generation
weitergeben konnten. Auch für unsere weiblichen Vorfahren
zahlte sich Eifersucht aus. Wenn der Partner emotionale Bindungen
zu einer anderen Frau entwickelte, mussten sie und ihre Kinder
auch die materiellen Zuwendungen mit der anderen teilen. Womöglich
verließ er sie ganz. In früheren Zeiten konnte aber
ein größerer oder kleinerer Anteil an der Jagdbeute
durchaus über Leben und Tod entscheiden.
Eifersucht ist eine biologische Strategie gegen Untreue, die
sich für beide Geschlechter auszahlt. Dieses archaische Gefühl
steckt noch heute in uns und wird beim Verdacht der Untreue aktiviert,
ganz gleich, ob wir unsere Gene tatsächlich weitergeben wollen.
Nicht nur unsere Ahnen profitierten von der emotionalen Warnglocke.
Auch heute noch hilft uns Eifersucht, unsere Interessen zu schützen.
Doch die Dosis macht das Gift. Heftige und sehr häufige Anfälle
von Eifersucht können dem Betroffenen und ihrem Partner das
Leben zur Hölle machen und Beziehungen zerstören. Schuld
an diesem Überschuss ist häufig mangelndes Selbstwertgefühl.
Unabhängig davon, wie eifersüchtig ein Mensch auch
sein mag, entscheidend ist, wie er damit umgeht. "Wer auch
sonst dazu neigt, auf Probleme mit Gewalt zu reagieren, wird das
leider auch im Falle der Eifersucht tun", erläutert
Müller. In vielen Kulturen werden Männer, die ihre untreue
Frau töten, nachsichtig behandelt. In einigen Staaten der
USA galt es bis Anfang der siebziger Jahre nicht einmal als Straftat,
denn es wurde als die "Handlung eines vernünftigen Menschen"
angesehen.
Wer stark von Eifersucht geplagt ist, leidet nicht nur psychisch,
auch der Körper reagiert mit Stresssymptomen. Sergio Chimenti,
Chef der Hautklinik an der römischen Universität Tor
Vergata, ist sogar überzeugt, Eifersucht könne sich
in Form von Nesselsucht auf der Haut niederschlagen. Von der Bezeichnung
"krankhafte Eifersucht" will der Psychologe Müller
allerdings nichts wissen: "Es gibt beliebig viele Abstufungen,
wie kann man da eine sinnvolle Grenze ziehen. Wer aber wiederholt
massiv unter seiner Eifersucht leidet, sollte professionelle Hilfe
suchen", rät er.

Insassenschutz: Sicher durch Sensoren
(21.08.2001)
Wenn eine Katze aus großer Höhe springt, streckt sie
instinktiv alle Gelenke, um den Sprung abzufedern. Nach dem Vorbild
der Natur hat Mercedes nun ein Sicherheitskonzept entwickelt,
das eine drohende Kollision erkennen und die Passagiere schützen
soll.
Ein Unfall droht. Noch bevor Rainer Justen reaktionsschnell
auf die Bremse tritt, wird es in seinem Auto lebendig: Auf der
Beifahrerseite und im Fond neigen sich die Sitzkissen nach hinten,
die Türverkleidungen bewegen sich in Richtung Innenraum und
legen sich an die Hüften. Gleichzeitig spannen sich die Sicherheitsgurte
und halten seinen Oberkörper zurück, und die Stoßfänger
fahren automatisch aus. Sekundenbruchteile zuvor hatte die Sensorik
seines Wagens ein anderes Auto erkannt, das sich auf Kollisionskurs
befindet. Deshalb hat der Computer eine Reihe von Schutzsystemen
aktiviert, durch die die Passagiere von den Deformationszonen
fern gehalten werden sollen.
"Vorausschauender Insassenschutz" - kurz "Pre-Safe"
- nennt Mercedes-Benz seine Vision eines neuen Insassenschutzes,
der auf der IAA in Frankfurt präsentiert werden soll. Rainer
Justen ist Ingenieur im Mercedes Technologie Center und beschäftigt
sich seit einigen Monaten intensiv mit diesem Konzept. In einem
Versuchswagen haben Justen und seine Kollegen bereits einige denkbare
Möglichkeiten eingebaut. Das Pre-Safe-System basiert auf
der Erkenntnis, wonach zwischen dem Erkennen eines Unfalls und
dem eigentlichen Crash eine relativ lange Zeitspanne liegt.
Unfallanalysen der Sindelfinger Ingenieure zeigten, dass bei
zwei Drittel aller Kollisionen vor dem Aufprall genügend
Zeit vergeht, um Schutzsysteme zu aktivieren. Bei rund 60 Prozent
der über 1000 rekonstruierten Verkehrsunfälle zeigten
die Fahrzeuge einen fahrkritischen Grenzbereich, der den bevorstehenden
Aufprall ankündigt. "Warum sollen wir in solchen Situationen
warten, bis es tatsächlich kracht?", fragt Rodolfo Schöneburg,
Chef der Mercedes-Benz-Sicherheitsentwicklung. Nach Meinung des
Fachmanns ist das Potenzial der passiven Sicherheitstechnik mit
mehrstufigen Airbags, Side- und Windowbags, Gurtstraffern, Gurtkraftbegrenzern
sowie crashoptimierten Karosseriestrukturen größtenteils
ausgeschöpft. Um weitere Fortschritte zu erzielen, braucht
es nun Systeme, die Fahrer, Fahrzeug und Fahrbahn mit Hilfe von
Sensoren kontinuierlich überwachen und bei Gefahr selbsttätig
aktiv werden. "Künftig werden wir auch die Zeit vom
Erkennen einer Gefahrensituation bis zum tatsächlichen Aufprall
nutzen, um das Auto auf den drohenden Crash vorzubereiten und
die Insassen bestmöglich zu schützen", erklärt
Rodolfo Schöneburg.
Voraussetzung für das Pre-Safe-System ist eine aufwendige
Sensorentechnik, die nicht nur einen kritischen Fahrzustand erkennt,
sondern auch Daten liefert, aus denen der Computer einen Unfall
mit großer Wahrscheinlichkeit voraussagen kann. Dazu gehören
neben Fahrzustandssensoren, die den eigenen Fahrzustand beurteilen
und kritische Abweichungen von den Sollwerten erkennen, elektronische
Fühler, die zum Beispiel mit Ultraschall-, Infrarot- oder
Radartechnik oder Bilderkennung das Umfeld des Autos beobachten
und den Abstand zu einem möglichen Hindernis, die relative
Geschwindigkeit dazu und den möglichen Aufprallwinkel erfassen.
Daraus lassen sich Informationen über die Unfallart und die
Unfallschwere ableiten.
Eine Innenraumsensorik schließlich stellt fest, welche
Plätze im Auto besetzt sind, misst das Gewicht der Passagiere,
überwacht die Gurtschlösser und soll in fernerer Zukunft
per Infrarotsignal oder Bildverarbeitung auch die Position der
Insassen erfassen. Auf Basis dieser Sensordaten bereitet ein Computer
dann die Fahrzeugkomponenten und Fahrzeugstruktur wie oben beschrieben
auf einen bevorstehenden Unfall vor. Kann dieser in allerletzter
Sekunde verhindert werden, sollen sich alle Systeme wieder in
ihre Ausgangspositionen zurückstellen.
Doch während Ingenieur Justen und seine Kollegen in Sindelfingen
Sensoren und Schutzeinrichtungen des Pre-Safe-Konzepts simulieren,
spielt Mercedes-Benz bereits die nächsten Akkorde der Zukunftsmusik:
Das "denkende" Auto, das seine Umgebung erkennt, steht
auf dem Plan: Es registriert nicht nur die Fahrspur oder andere
Fahrzeuge, sondern auch Ampeln, Verkehrszeichen und Fußgänger.
Am Ende sollen die Autos der Zukunft Verkehrsszenen selbst interpretieren
und notfalls automatisch reagieren, um Unfälle zu vermeiden.

Meteorologen - Chaos verbessert die
Prognosen (21.08.2001)
Mit neuen Prognosemodellen wollen Meteorologen die Trefferquote
ihrer Vorhersagen um 25 Prozent steigern. Die Grundlage für
die angestrebte Verbesserung soll ausgerechnet im Chaos liegen.
US-Forscher
haben wandernden Zonen entdeckt, in denen das Wetter besonders
häufig von den Vorhersagen abweicht. Die intensive Wetterbeobachtung
in diesen "Chaos-Hotspots" soll die Genauigkeit der
Prognosen jetzt deutlich steigern, wie das Hamburger Magazin "Geo"
in seiner September-Ausgabe berichtet. Die Chaos-Zonen bleiben
nicht an einem festen Ort, sondern wandern von West nach Ost um
den Globus.
Ein Team von Chaos-, Klima- und Computerexperten an der University
of Maryland hat demnach verschiedene, sich aus den aktuellen Methoden
ergebende Wetterprognosen miteinander verglichen. Dazu wurde eine
Weltkarte in jeweils 1100 mal 1100 Kilometer große Planquadrate
unterteilt, in denen schließlich die Übereinstimmung
der Prognosen in puncto Windstärke und Windrichtung mit dem
tatsächlichen Wetter registriert wurde.
Während sich in den meisten Fällen die Vorhersagen
erfüllten, kristallisierten sich Regionen heraus, in denen
die Prognosen versagten. Dabei nahmen die Chaos-Zonen jeweils
durchschnittlich rund 20 Prozent der Erdoberfläche ein und
wanderten von West nach Ost. Mittlerweile habe sich die Hotspot-Theorie,
so das Magazin, auch bei Klimafaktoren wie Temperatur, Niederschlag
und Luftdruck bestätigt.
Jetzt wollen die Forschern der Wetterentwicklung in den wandernden
Zonen genauer auf die Spur kommen. Die Meteorologin Eugenia Kalnay
ist zuversichtlich, in einigen Jahren bessere Prognosemodelle
zu haben. "Wir glauben, dass sich die Trefferquote von Wettervorhersagen
um rund 25 Prozent verbessern lässt."
Andere Meteorologen sehen die Chaosforschung, nach der bereits
der Flügelschlag eines Schmetterlings ein Unwetter auslösen
kann, allerdings mit immer mehr Skepsis. Wie das britische Wissenschaftsmagazin
"New Scientist" in einer seiner letzten Ausgaben berichtete,
könnten die kurzfristigen Auswirkungen der chaotischen Klimaeffekte
deutlich überschätzt werden.
Berechnungen von Forschern zufolge wirken sich derartige Effekte
allenfalls auf einer längeren Zeitskala aus. Für den
täglichen Wetterbericht ist dagegen eine andere Fehlerquelle
maßgebend: die Ungenauigkeiten in den heutigen Wettermodellen.
Wenn diese weitgehend beseitigt werden könnten, so die These
der Forscher, würde auch die Qualität der Vorhersage
steigen - weit ab vom Chaos.

Kleid mit eingescanntem Foto
(26.08.2001)
Digitale Druckverfahren ermöglichen neue, überraschende
Effekte bei der Textilgestaltung
Die
BASF hat spezielle Stofftinten entwickelt, mit denen Individualisten
ein eigenes Stoffdesign kreieren können. Basis ist eine neue
Technologie des digitalen Textildrucks: Am Computer lässt
sich das ausgewählte Muster entwerfen und über einen
Tintenstrahldrucker (Inkjet) direkt auf die Textilbahn aufbringen.
Das Motiv ist zuvor - zum Beispiel durch das Foto einer Digitalkamera
- einzuscannen, so auch der Familienhund für das Abendkleid.
"Noch ist der Markt klein, aber er wächst um fast 50
Prozent pro Jahr", sagt Dr. Jürgen Weiser, Marketingleiter
für Inkjet-Tinten bei BASF. Die Chemie-Manager rechnen damit,
dass in zehn Jahren etwa zehn Prozent der gesamten bedruckten
Textilproduktion per Inkjet verarbeitet wird.
Das Digital-Verfahren ist einfacher als die konventionelle Methode,
bei der noch eine Schablone anzufertigen ist, um das Muster auf
den Stoff zu drucken. Dagegen ist das Inkjet-Verfahren schneller,
flexibler und - insbesondere bei kleinen Kollektionen - preiswerter.
Entscheidend für die Qualität ist die richtige Tinte.
Herkömmliche Druckfarben lassen sich dabei im Inkjet nicht
verwenden. Benötigt wird eine umfangreiche Palette verschiedener
Spezialtinten, um jedes der Muster auf unterschiedliche Stoffe
wie Baumwolle und Synthetikfasern drucken zu können. BASF
hat dazu drei Sortimente mit jeweils mindestens sechs Grundfarben
für alle gängigen Stoffarten entwickelt.
Während Papierdrucker mit vier Patronen - Schwarz, Blau,
Magenta und Gelb - auskommen, braucht man für Textilien mindestens
sechs, besser noch acht Grundfarben. Die unterschiedlichen Stoffarten
verlangen nach unterschiedlicher Chemie. Für jedes Gewebe
haben die BASF-Forscher die passende Tintenfamilie entwickelt,
die mit ihren sechs bis zehn Grundfarben den gesamten Farbraum
der Textilbranche erschließt.
"Mit den Pigment-, Dispersions- und Reaktivtinten decken
wir rund 96 Prozent des Textildruckmarkts ab", sagt Weiser.
Reaktivfarbstoffe "glänzen" durch fotorealistische
Drucke. Ein weiterer Vorteil: Fasst man das Gewebe an, ist der
Farbdruck nicht zu spüren. Tinten auf Pigmentbasis (Helizarin)
können auf Baumwolle, Viskose und Mischgewebe gedruckt werden.
Anders als mit Reaktivtinten entsteht kein Abwasser. Dispersionsfarben
wie Bafixan sind gut für Polyester geeignet und damit interessant
für den wachsenden Markt an Mikrofaser- und Sportbekleidung.
Beim Inkjet-Textildruck werden Baumwollbahnen oder Polyestermischgewebe
berührungslos durch den Drucker gezogen. Der Druckkopf sprüht
zwischen 10 000 und 150 000 Tröpfchen pro Sekunde auf den
Stoff. Die mit Wasserrückhalte- und Fließmitteln versetzte
Spezialtinte trocknet dabei nicht ein und verstopft keine der
von einem hundertstel bis zu einem zehntel Millimeter kleinen
Düsen. Sollte eine Düse ausfallen, wären auf der
Kleidung Schlieren oder weiße Stellen zu sehen. Entscheidend
für die richtige Tröpfchenbildung sind zudem Viskosität
und Oberflächenspannung, die gesondert eingestellt werden
müssen.
Demnächst lassen sich also Designs und Schnitte für
Kleid und T-Shirt selbst am heimischen PC entwerfen oder aus einer
Digital-Bibliothek Muster auswählen. Für die virtuelle
Anprobe müssen nur noch die Körpermaße des Kunden
durch einen Body-Scanner eingegeben werden.
Das Ergebnis ist ein "digitaler Zwilling des Kunden im Computer",
sagt Martin Rupp von den Hohensteiner Instituten, einer privaten
Forschungseinrichtung der Textilbranche. Die Kunden können
dann per Knopfdruck Design und Schnitt an einen Bekleidungsproduzenten
über das Internet senden. Ein Tintenstrahldrucker bringt
dort das Design auf Baumwolle oder Mikrofaser. Im nächsten
Schritt schneiden Laser-Cutter den Stoff zu. Das "druckfrische"
Kleid ist zur Auslieferung bereit.
Die Textil-Experten arbeiten unterdessen an weiteren Feinheiten
für das individuelle Stoffdesign: Mit Effekttinten lassen
sich Aufdrucke anfertigen, die - je nach Betrachtungswinkel -
farblich verschieden schimmern. Um einen weiteren Sinn zu befriedigen,
können über eine Mikroverkapselung auch noch selbst
ausgewählte Duftnoten beigegeben werden - für die Mode
zum Riechen.

Forscher bringen Viren zum Klingen
(31.08.2001)
Auch Viren machen Geräusche - nur hört man sie normalerweise
nicht. Britische Forscher haben nun ein Lauschverfahren entwickelt,
mit dem Erreger schnell und genau aufgespürt werden können.
Wenn Viren von einer Oberfläche abfallen, tun sie das mit
einem - in mikrobiologischen Maßstäben - lauten Knall.
Das haben sich Wissenschaftler von der University of Cambridge
zu Nutze gemacht: Ihre Lauschmethode soll in Zukunft die verschiedensten
Erreger anhand typischer Geräusche nachweisen können.
In einer Flüssigkeitsprobe lässt sich so noch ein einzelnes
Virus entdecken, berichten die Forscher um Matthew Cooper in der
Fachzeitschrift "Nature Biotechnology".
Kernstück ihrer Viren-Abhöranlage ist ein rund ein
Zentimeter breiter und ein Millimeter hoher Quarzkristall. Seine
Oberfläche beschichteten die Forscher mit Antikörpern,
so dass Viren daran haften blieben. Anschließend wurde der
Kristall durch ein elektrisches Feld zum Schwingen gebracht. Cooper
und seine Kollegen verstärkten die Vibrationen so lange,
bis die Bindung zwischen den Viren und den Antikörpern riss.
Praktischerweise ließ sich der Quarz zugleich als Mikrofon
verwenden - er wandelte das Geräusch in ein elektrisches
Signal um, das die Wissenschaftler aufzeichnen konnten.
Bisherige Verfahren zum Virennachweis sind oft wenig präzise,
langwierig oder teuer. Die neue Technik soll eines Tages - etwa
in Form eines portablen Virendetektors - schnellere und billigere
Diagnosen für Krankheiten wie Aids beim Menschen oder der
Maul- und Klauenseuche bei Tieren ermöglichen. "In unseren
Tests verwendeten wir ein Herpes-simplex-Virus", erklärt
Cooper, "das ist ein gutes Modell für weit bedrohlichere
Viren wie HIV oder Hepatitis B." Die Ergebnisse liefert die
Methode schon jetzt in weniger als zwei Stunden, so der Wissenschaftler.
Bis das Lauschverfahren - von den Forschern "Rupture Event
Scanning" genannt - in die Arztpraxen Einzug hält, dürfte
allerdings noch einige Zeit vergehen. "Wir müssen noch
hart arbeiten, bis wir richtige Proben etwa im Krankenhaus oder
auf Bauernhöfen analysieren können", räumt
Cooper ein. Um die Methode zu verbessern und kommerziell zu verwerten,
ist jedoch bereits eine Firma mit dem Namen Akubio gegründet
worden. Ziel der Wissenschaftler ist ein handliches Gerät,
das in Zukunft neben Viren auch Bakterien, Proteine und Erbmaterial
am Klang erkennen soll.