Neuronennester

Neuronencluster

aus: wissenschaft.de

Schon im Mutterleib bilden sich so die Anfänge der komplexen Netzwerkarchitektur unseres Gehirns aus. In dieser sind die Nervenzellen nicht zufällig angeordnet – sie bilden komplexe funktionelle Einheiten.

In einer Computersimulation haben Forscher nun nachvollzogen, wie sich diese Struktur während der Hirnentwicklung des Fötus ausbildet. Dabei zeigte sich, dass sich die Hirnzellen zunächst selbstorganisiert zu Gruppen stark vernetzter Neurone zusammenfinden. Diese Cluster wiederum sind über schwächere Verbindungen sowohl mit ihren Nachbarn als auch mit weiter entfernten Clustern vernetzt. Die Simulation ergab, dass dabei das Zusammenspiel des aktivitätsabhängigen Wachstums von Zellfortsätzen und der Wanderung von Nervenzellen in hohem Maß den späteren Grad an Modularität beeinflusst. Gemeinsam bilden diese Prozesse die Grundlage für die späteren Funktionseinheiten unseres Gehirns.

Diese Grafik zeigt im unteren Teil die in der Computersimulation entstandenen Netzwerkcluster, im oberen Teil sind solche Cluster in der Großhirnrinde einer jungen Ratte zu sehen. Die Forscher bildeten sie mithilfe von Fluoreszenzmarkern in einer Mikroskop-Aufnahme ab.

Kinderklinik zwischen Ethik und Ökonomie

Die Besonderheiten des Kindesalters machen die klinische Pädiatrie finanziell  schwer berechenbar. Kinderkliniken leiden seit vielen Jahren an knappen Finanzmitteln und werden in vielen Großkliniken als „lästiger Appendix“ betrachtet. Vielen kleinen Spezialbereichen droht daher der Rotstift. Die Zahl der pädiatrischen Fachabteilungen und der Kinderklinik-Betten ist in den letzten zwei Jahrzehnten erheblich gesunken.

Einsparungen werden vornehmlich beim Personal gemacht und damit dem wichtigsten Part einer kindgerechten Medizin. Chronische Überlastung ist die Folge, ebenso wie das steigende Risiko von Fehlentscheidungen. Neben der schwierigen ökonomischen Situation ist die ethische Anforderung einer kindgerechten Medizin unbestritten.

Eine Grafik, die jetzt im Deutschen Ärzteblatt veröffentlicht wurde, verdeutlicht die Situation: die Verweildauer der Kinder im Krankenhaus ist drastisch gesunken, die Fallzahl hingegen gestiegen.

Künstliche Intelligenz für Babys und Schulkinder

Das Weinens eines Babys löst oft Verunsicherung über die Ursache aus. Eltern beim zweiten oder dritten Kind jedoch, wie auch erfahrene Großeltern und Pflegepersonen, können zwischen dem Weinen als Äußerung von Langeweile, Unwohlsein und Krankheit unterscheiden. Das kann jetzt auch dank eines komplexen Algorhythmus (Compressed Sensing) künstliche Intelligenz. Was genau „abnormes Weinen“ ist, ist der Arbeit nicht zu entnehmen. Das rechnende neuronale Netzwerk kann zumindest die individuelle Lautgebung des Säugling differenzieren. Und die praktische Anwendung ist sogleich verfügbar: Griechische Software-Entwickler bieten jungen Eltern eine passende App namens iCry2Talk an, die angeblich mehrere Gründe für Geschrei, einschließlich Schmerzen und Hunger erkennt . Sie weiß sogar, wenn das Baby ein Bäuerchen machen will oder wann die Windel gewechselt werden muss.

Für Schüler ist ein Stift in Arbeit, der dank KI dabei hilft, Schreibfehler während des Schreibens zu erkennen und dabei zu helfen, die Rechtschreibung zu erlernen. Während das Kind auf Papier schreibt, wird die Schrift in Echtzeit auf ein Tablet übertragen und von der KI-basierten Signalverarbeitung ausgewertet. Beispielsweise diktiere eine Tablet-App einen Text und erkenne im Zusammenspiel mit dem Stift die Schrift und Rechtschreibfehler, heißt es in der Projektbeschreibung. Der Stift soll dabei Informationen zu eventuellen motorischen Defiziten liefern. Tablet oder Stift bieten sofortige Rückmeldung oder Hilfestellung und passen das Diktat „intelligent“ an. Schüler können so während des Schreibens Schriftbild und Rechtschreibung trainieren.

Insulin durch intelligente Pumpe, Stammzellen oder aus dem Containertier?

Chimäre

Diabetiker, die auf Insulin-Injektionen angewiesen sind, wissen meist, dass solche Spritzen die differenzierten Regelkreise des Stoffwechsels nur sehr grob imitieren. Da bietet eine eingepflanzte künstliche Bauchspeicheldrüse mit einem Blutzuckersensor schon ein wesentlich sensiblere Reaktion auf natürliche Zuckerschwankungen im Blut. Im Juni 2019 wurde ein solches System, das auch bei Kindern funktioniert, auf einer  Tagung der American Diabetes Association vorgestellt. Noch höher fliegen die Medizinerträume, mit Hilfe von Stammzellen die kaputten Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) einfach zu ersetzen und so dem Patienten die lebenslange Insulin-Ersatztherapie und die mehrmals täglich notwendigen Messungen des Blutzuckerspiegel zu ersparen. Einer Forschungsgruppe in München ist es gelungen, die Differenzierung von menschlichen Stammzellen zu induzieren, zumindest im Labor und erfolgreich bei Mäusen. Solch ein körpereigener Zellersatz könnte dem Menschen in seine Bauchspeicheldrüse transplantiert werden, ohne dass eine Abstoßungsreaktion befürchtet werden muss. Und was wäre, wenn es gelänge, menschliche Stammzellen in einem Tierembryo wachsen zu lassen?

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Schwache Nerven bei Legasthenie

Dyslexie

Strukturelle Untersuchungen bei Menschen mit Lese-Rechtschreib-Schwierigkeiten (LRS) gibt es in großer Zahl. Eine wesentliche Ursache für eine LRS ist u.a. eine Störung der auditiven Verarbeitung und Wahrnehmung. Den bisher schon publizierten Belegen ist nun eine neue hinzugefügt worden. ForscherInnen aus Leipzig, München, Hamburg und Barcelona haben mittels Traktographie, einer speziellen Kernspintechnik, die neuronale Verbindungen darstellen kann, gezeigt, wie eingeschränkt von LRS Betroffene Gehörtes  an die Hirnrinde weiterleiten.

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Nutri Score: die Ampel für Lebensmittel

Nutri

Nun kommt sie doch: die Ampel für eine gesunde Ernährung. Nach zehnjähriger Diskussion, heftiger Lobby-Arbeit und erheblichen Widerständen wird ab Oktober der Nutri Score beim Lebensmittelkauf sichtbar werden, sagte Bundesernährungsministerin Julia Klöckner (CDU). Eine gute Nährwertkennzeichnung kann dabei helfen, eine bessere Ernährung umzusetzen und Krankheiten wie Adipositas, Diabetes oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen vorzubeugen.

Der Nutri-Score informiert im fünfstufigen Ampelsystem mit Farben und Buchstaben über die Qualität eines Lebensmittels. Er berücksichtigt, wie viel Zucker, Fette, Salz und andere Nährstoffe enthalten sind. Ein Nahrungsmittel mit einem A auf dunkelgrünem Grund bietet eine hohe Qualität, eines mit einem E auf rotem Grund einen schlechten Nährwert. Die Kennzeichnung ist das Ergebnis einer Umfrage unter 1.600 Verbrauchern: Sie haben aus vier Modellen den Nutri-Score mit 57 Prozent zum Favoriten gewählt.

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Robotics education in STEM helps for life

robotics-education

Vor einiger Zeit hatte ich schon einmal über STEM Fächer (entspricht bei uns den MINT Fächern) berichtet, damals aus Australien (http://entwicklungkinder.blogspot.com/2019/03/australien-als-vorreiter-bei-der.html). Warum nun auch Robotics in STEM? In eSchool News sagt Laura Ascione (University of Maryland’s Philip Merrill College of Journalism), Robotics sei mehr als nur Vorbereitung auf das 21. Jahrhundert: Robotics hilft auch, aus Fehlern zu lernen, beim problemlösenden Denken und bei der Förderung von Neugier.

Desinfektionsmittel schaden, Wasser nützt

Händewaschen

Immer mehr Menschen tragen ihr Fläschchen mit Hand-Desinfektionsmitteln mit sich. Sagrotan, dereinst in allen französischen Haushalten geruchsdominant und reräsentativ für gesunde Sauberkeit, feiert fröhliche Urständ. An Klinken und fremder Leute Sanitäreinrichtungen rasch mal aufgetragen, schützt es vermeintlich vor Erkrankungen. Dabei ist seit Jahren erwiesen, dass diese Mittel uneffektiv sind und dasss es in der Hygiene um Minderung der Keimzahl und nicht um deren Reduktion per Abtötung geht. Also wird weiterhin die Umwelt unnötig mit toxischen Stoffen belastet und der Schutzfilm der Haut geschädigt und für Keime erst durchlässig gemacht.

Da kommt diese Arbeit zur rechten Zeit: Hirose und Kollegen finden, dass Wasser allein bei der Händereinigung (sogar ohne Seife) den meisten Desinfektionsmitteln überlegen ist („Plain Water Better Than Hand Sanitizer for Influenza A“ titelt Medscape. Als Testkandidaten dienten die Grippe Erreger der Gruppe Influenza A Viren. Also: lasst bitte die Haut der Hände in Ruhe. Sie produziert eine Oberflächenschutzschicht, die sich in der Evolution bewährt hat. Und zeigt allen besorgten und ängstlichen Menschen diese Veröffentlichung!

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Die Kleinen lernen nicht vom Bildschirm

Toddler brains resist learning from screens, even video chat

Als ob wir es nicht schon x-mal gehört hätten: Kleinkinder lernen nicht von der Glotze (Toddler brains resist learning from screens, even video chat), sagt auch die Psychologin Georgene Troseth vom Vanderbilt Peabody College of Education and Human Development. Kinder im Alter von 24 und 30 Monaten sollten ein Kunstwort und eine damit verbundene Tätigkeit lernen. Hier ist die Zusammenfassung im Hechinger Report: „The team found that children in both age groups were able to learn the name of the object and complete the task if someone was in-person and actively responding to the child. The 30 month olds were also able to learn the name even if the in-person adult did not engage with them. But all of the toddlers failed to learn the name or complete the task when, you guessed it, even the most engaging of speakers interacted with them in real time—but from behind a screen. They were also unable to learn from a video chat where the speaker did not engage with them.“

Aber: übereinstimmend weisen Professor Troseth und die American Academy of Pediatrics auf einen emotionalen und kommunikativen Effekt hin, durch den auch kleine Kinder durchaus „vom Bildschirm“ lernen können, nämlich wenn sie damit nicht allein gelassen werden, wenn eine Begleitperson dabei ist und kommentiert.

But in order for a child that age to learn from a screen, they need someone in the room “making that connection for them”. That means sitting with the child, talking about what they see on the screen and reinforcing the idea in person by relating it to their own life. “That’s when we see a bump up in learning,” Troseth said.

Mental Health

Mental HealthIntense fear, anxiety, and trauma as a result of violence and exploitation have long-lasting and debilitating effects on children’s psychological and physical health and development. On Sept 10, ahead of the UN General Assembly and a mental health in emergencies summit in the Netherlands (Oct 7–8), Save the Children released Road to Recovery: Responding to children’s mental health in conflict. The report states that 142 million children are living in high-intensity conflict zones, with many more millions forced to abscond as refugees. More than 24 million children exposed to conflict today are likely to encounter mild to moderate mental health problems yet, as Save the Children rightly contends, the global response to mental health support continues to be regrettably inadequate.
Shekhar Saxena, Professor of the Practice of Global Mental Health, Harvard TH Chan School of Public Health, told The Lancet that 10% of humanitarian aid should be allocated to mental health and psychosocial support services, with half directed to children. He added, “If the world does not pay due attention to mental health and the psychosocial support needs of children, we will compromise on the human capital for the future generations. The cost, even the economic cost, will be huge.”
Not only in poor and developing countries children need help in mental health problems: As millions of U.S. children deal with anxiety or depression, schools are trying to help. More than 6 million children in the U.S. have a diagnosis of anxiety or depression, according to the most recent data by the Centers for Disease Control and Prevention. Suicide is now the second-leading cause of death among 15- to 19-year-olds, the agency said. In a TODAY analysis more states in the U.S. are requiring mental health education by law. New York Bill A3887B, signed into law in 2016, requires mental health education to be a part of health education across all grade levels. One of its goals was to enhance understanding and promote human dignity, supporters wrote. „When the law was passed, people were woken up,“ said Dominick Palma, superintendent of the Merrick Union Free School District.