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Verhalten: Blick ins Innenleben der Tiere

Innere Zustände wie Angst, Hunger oder Stress bestimmen das Verhalten von Lebewesen. Lange war unklar, wie und wo genau das Gehirn diese »brain states« erzeugt.
Es war im Jahr 2018, als die Neurowissen­schaftler Jennifer Li und Drew Robson plötzlich auf Neurone mit »übersinnli­chen« Fähigkeiten stießen. Sie wühlten sich gerade durch Terabytes an Daten zu einem Experiment mit Zebrafischlarven und wollten eigentlich herausfinden, wie sich die Hirn­aktivität der Tiere während der Nahrungssuche verän­dert. Mit ihrer neuen Versuchsapparatur, die sie an der Harvard University in Cambridge (Massachusetts) ge­baut hatten, konnten sie jede einzelne Nervenzelle der transparenten und wimperngroßen Tierchen betrach­ten, die in einer Wasserschale von 35 Millimeter Durch­messer umherschwammen und ihre mikroskopische Beute jagten.

Kennen Sie schon …

Spektrum der Wissenschaft – Künstliche Intelligenz: Grundlagen – Hardware – Anwendung

Künstliche Intelligenz (KI) hat sich von einem futuristischen Traum zu einer essenziellen Technologie unserer Zeit entwickelt. Ihre Ursprünge liegen in der faszinierenden Idee, Maschinen das Denken beizubringen – ein Konzept, das Wissenschaftler seit Jahrzehnten beschäftigt. Doch der Weg dorthin war keineswegs einfach: Fortschritte in Mathematik, Informatik und Neurowissenschaften ebneten den Weg für die moderne KI. Ebenso entscheidend ist die Hardware. Von leistungsstarken Prozessoren über spezialisierte Chips bis hin zu riesigen Rechenzentren – die technische Infrastruktur bildet die Grundlage für die beeindruckende Rechenleistung und Lernfähigkeit. Ohne diese technologischen Meilensteine wären Anwendungen wie Bild- und Spracherkennung oder komplexe Datenanalysen nicht denkbar. Heute ist KI allgegenwärtig: Sie unterstützt medizinische Diagnosen, erleichtert den Alltag durch smarte Assistenten und revolutioniert die Art, wie wir mit großen Datenmengen umgehen.

Spektrum Gesundheit – Die Kraft der Atmung: Wie Atmen unser Wohlbefinden beeinflusst

Erfahren Sie in »Spektrum Gesundheit«, wie Hirn und Lunge zusammenarbeiten, warum Nasenatmung wichtig ist und wie Lachen Körper und Psyche stärkt. Außerdem: Neue Wege in der Prävention von Kurzsichtigkeit + Schutz vor Krankheiten durch gute Zahnpflege.

Spektrum der Wissenschaft – KI als Kopilot

Künstliche Intelligenz ist immer öfter an mathematischen Durchbrüchen entscheidend beteiligt. Der Mathematiker Terence Tao erklärt im Interview, wie Beweisprüfer und KI-Programme die Arbeit der Fachleute ändern können. Daneben berichten wir über Waschbären, die in Deutschland und Europa weiter auf dem Vormarsch. Wir zeigen, welche Folgen diese invasive Art für Menschen und Ökosysteme hat. Im dritten Teil unserer Serie »50 Jahre Lucy« geht es um die 1925 veröffentlichte Erstbeschreibung des Australopithecus africanus: Raymond Dart führte damit eine neue Gattung für die Vorfahren des Menschen ein, die in der Fachwelt zunächst auf wenig Gegenliebe stieß. Ein weiterer Artikel widmet sich der Erzeugung von menschlichen Embryonen mit Hilfe der Stammzellenforschung und auch den daraus resultierenden ethischen Fragen.

  • Infos
Anderson, D. J., Adolphs, R.: A framework for studying emotions across species. Cell 157, 2014 Gründemann, J. et al.: Amygdala ensembles encode behavioral states. Science 364, 2019 Marques, J. et al.: Internal state dynamics shape brainwide activity and foraging behaviour. Nature 577, 2020 Stringer, C. et al.: Spontaneous behaviors drive multidimensional, brainwide activity. Science 364, 2019

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