Spektrum der Wissenschaft Februar 2011

Die Optogenetik erlaubt es, einzelne Gehirnzellen gezielt mit Licht zu beeinflussen. Obwohl die Technik noch in den Kinderschuhen steckt, befl�gelt sie bereits ganze Fachgebiete. Und schon jetzt liefert sie Erkenntnisse zu Krankheiten wie Schizophrenie und Autismus. Autor der Titelgeschichte im Februar - Lichtschalter im Gehirn - ist Stanford-Professor und Optogenetik-Pionier Karl Deisseroth.

Immer wieder rasen im Karakorum und im Himalaja Millionen Tonnen von Gestein zu Tal. Solche Bergst�rze der Megaklasse sind N�tzliche Katastrophen, so schreibt der kanadische Geografieprofessor Kenneth Hewitt. In vielen F�llen haben sie die Besiedlung der Hocht�ler erst m�glich gemacht.

Au�erdem im Heft:
Die vertagte Revolution: Hat das Humangenomprojekt zu viel versprochen?; Die Geburt der Sterne: Wissen wir wirklich, was dabei geschieht?; Die Zukunft der Mikrochips: Welche Strategien existieren jenseits der Miniaturisierung?; und vieles mehr

Editorial

Editorial (kostenfrei)
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Inhaltsverzeichnis

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4

Leserbriefe

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6

Spektrogramm

Weshalb Diamant Diamant ritzt (kostenfrei)
8
Einzigartige Fossilien � vom Winde bewahrt (kostenfrei)
8
Saturnringe: Eis von Exmonden (kostenfrei)
9
Tumoren produzieren eigene Blutgef��e (kostenfrei)
9
Kleine Sehzentren lassen sich leichter t�uschen (kostenfrei)
10
Riesenstorch �berragte Floresmenschen (kostenfrei)
10

Bild des Monats

Fedriges Farbenfeuer (kostenfrei)
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Forschung Aktuell

Kollision zweier Kleinplaneten

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Sto�en Asteroiden manchmal zusammen? Bisher gab es nur f�r die ferne Vergangenheit Hinweise auf derartige Kollisionen. K�rzlich aber entdeckten Astronomen die Tr�mmer eines Asteroiden-Crashs, der erst Anfang 2009 stattfand.

M�de H�rschnecke

14

Eine bislang r�tselhafte Form erblicher Schwerh�rigkeit k�nnen Wissenschaftler nun erkl�ren: Die �bertragung der Schallsignale von der Cochlea an den H�rnerv ist gest�rt, weil der Nachschub an den n�tigen Botenstoffen stockt.

Blick durch die Wand

16

Franz�sischen Forschern ist es erstmals gelungen, ein Bild durch ein lichtstreuendes Material hindurch zu �bertragen.

Radikale Therapie von Schlaganf�llen

19

Nach einem Schlaganfall sterben in gro�em Umfang Nervenzellen im Gehirn ab. Nun haben Forscher ein Enzym identifiziert, das daf�r verantwortlich ist. Wird es ausgeschaltet, bleibt das Gehirn weit gehend unversehrt.

Springers EINW�RFE

Wie frei bleibt das Internet?
21

Themen

Lichtschalter im Gehirn

22

Per Optogenetik k�nnen Wissenschaftler in ungeahnter Detailgenauigkeit untersuchen, wie unser Denkorgan funktioniert. Die neue Technik befl�gelt ganze Forschungsgebiete - bis hin zur Psychiatrie.

Maulwurf-Alarm � la Darwin

30

Warum fliehen Regenw�rmer manchmal massenhaft an die Erdoberfl�che? Schon Charles Darwin vermutete, dass Maulw�rfe das seltsame Ph�nomen verursachen. Doch erst jetzt best�tigte ein Forscher diese Hypothese.

Die vertagte Revolution

34

Vor zehn Jahren lieferte das Humangenomprojekt die erste Arbeitsversion der menschlichen DNA. Doch die versprochenen Fortschritte bei der Behandlung von Krankheiten stehen noch aus. Die Funktionsweise des Erbguts ist �berraschend komplex - wie soll man sie ergr�nden?

Die Geburt der Sterne

46

Wenn interstellare Wolken kollabieren, erhitzen sie sich und lassen Sterne entstehen. Doch woher kommen die kosmischen Gasmassen �berhaupt - und was l�st ihren Kollaps aus?

Schlichting!

Virtuelle Welten unter dem Fu�boden
54

Physikalische Unterhaltungen

Bezaubernde Bildnisse

56

Kann man ohne Spiegel f�nf Seiten eines undurchsichtigen W�rfels gleichzeitig sehen? Allgemeiner: Welche Arten von Bildern kann man fotografieren, sehen oder auf einer Mattscheibe auffangen?

Themen

Der pr�historische Kode

60

Mysteri�se Zeichen in mehr als 30 000 Jahre alten H�hlenmalereien besch�ftigen Urgeschichtler und Arch�ologen. Offenbar benutzten unsere Vorfahren damals schon Symbolsysteme, um Informationen zu �bermitteln. M�glicherweise entfaltete sich menschliche Kreativit�t fr�her als bisher geglaubt!

Essay

Werte in der Wissenschaft

66

Wissenschaft soll objektiv und frei von subjektiven Werten sein. Tats�chlich bewegt sich aber alle Forschung im Spannungsfeld zahlreicher Werte. Doch die Beeinflussung muss den Erkenntnisprozess keineswegs st�ren!

Themen

N�tzliche Katastrophen

72

Immer wieder rasen im Karakorum und im Himalaja Millionen Tonnen von Gestein zu Tal, begraben D�rfer unter sich und stauen Fl�sse auf. Doch erst seit Kurzem wissen Geologen, dass die gigantischen Bergst�rze vielfach die Voraussetzung f�r eine Besiedlung der Hocht�ler geschaffen haben.

Ozeane in Gefahr

(kostenfrei)

82

Durch die Zunahme von Kohlendioxid in der Atmosph�re wird das Meerwasser saurer. Das gef�hrdet Wachstum und Vermehrung der unterschiedlichsten Organismen, vom Plankton bis zu Kalmaren.

Die Zukunft der Mikrochips

90

Man mache alle Bauteile immer kleiner: Dieses Rezept, das der Computerindustrie 40 Jahre beispiellosen Fortschritts bescherte, st��t heute an elementare physikalische Grenzen. Um die Erfolgsgeschichte dennoch fortzuschreiben, verfolgen Ingenieure aktuell eine Vielzahl neuer Ideen.

Rezensionen

Wann ist ein Mann ein Mann?

98

Gabi Warnke �ber "Das m�nnliche Gehirn" von Louann Brizendine

Extreme Orte - Eine Reise zu den 50 ausgefallensten Pl�tzen unseres Sonnensystems

2010 - Odyssee im Sonnensystem

99

Oliver Dreissigacker �ber "Extreme Orte - Eine Reise zu den 50 ausgefallensten Pl�tzen unseres Sonnensystems" von David Baker und Todd Ratcliff

Schere, Stein, Papier - Spieltheorie im Alltag

Kooperation ist machbar

102

G�de Thomas �ber "Schere, Stein, Papier - Spieltheorie im Alltag" von Len Fisher

Wissenschaft im R�ckblick

1911 und 1961
104

Vorschau

Vorschau (kostenfrei)
106

Weitere Rubriken

T�dliche Reserve

PLUS

Stammzellen bilden den Ursprung s�mtlicher Gewebe des K�rpers, tragen aber auch ein gef�hrliches Potenzial in sich: Laut neuen Erkenntnissen k�nnen bestimmte Wucherungen - darunter auch Hirntumoren - aus Krebsstammzellen entstehen.