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Schwerelosigkeit: Leichter denken

An der Deutschen Sporthochschule Köln untersuchen Forscher nicht nur die Leistung von Fußballern oder Leichtathleten. Auch Neurowissenschaft wird hier betrieben – gar mit extraterrestrischem Fokus: Stefan Schneider und sein Team interessiert, was in Astronautenhirnen vor sich geht. Ein Gespräch über Schwerelosigkeit, Experimente im All und was sie uns über das Leben auf der Erde lehren.
Hirnströme beim Parabelflug

Herr Professor Schneider, die Informationsver­arbeitung im Gehirn beruht auf elektrischen und chemischen Prozessen – hat die Schwerkraft darauf überhaupt einen Einfluss?

Das Blut im Körper verteilt sich mit dem Eintritt in die Schwerelosigkeit um – normalerweise zieht die Schwerkraft es ja in die Beine. Deshalb bekommen Astronauten "puffy faces", diese dicken, geschwollenen Gesichter. Mit dem Blutvolumen im Kopf ändert sich eventuell auch der Hirninnendruck. Das könnte sich auf neuronale Prozesse auswirken – ob oder wie es das tatsächlich tut, wissen wir allerdings nicht, die Forschung steht noch am Anfang.

Gilt denn nicht: mehr Blut im Gehirn gleich bessere Leistung?

So einfach ist es wohl nicht. Sonst müssten wir in der Schule nur noch im Liegen unterrichten, denn in liegender Position haben Sie natürlich ebenfalls mehr Blut im Kopf. Und von Astronauten gibt es Berichte, aus denen man schließen könnte, dass der erhöhte Blutdruck im Kopf langfristig wohl auch Schwierigkeiten macht, etwa zu Sehproblemen führt. Leider haben wir aber nur Einzelfallberichte und keine Daten mit echter Beweiskraft – letztlich wissen wir es also nicht. Hinzu kommt: Ein Leben in Isolation – wie auf der ISS oder, noch etwas weiter in die Zukunft geschaut, während einer mehrjährigen Reise zum Mars – geht natürlich mit diversen anderen, dauerhaften Stressoren einher. Das fängt beim Essen an, hier werden Abwechslung und Menge zu wünschen übrig lassen. Es geht weiter über fehlende Kontakte zu Freunden und Familie bis hin zu den unausweichlichen Spannungen in multinationalen und multikulturellen Teams. Da ist kaum zu unterscheiden, welche Effekte von der Schwerelosigkeit herrühren und welche von den sonstigen Lebensumständen in einer, salopp gesagt, Blechbüchse irgendwo im Weltall. ...

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Gehirn&Geist – Wer entscheidet? Wie das Gehirn unseren freien Willen beeinflusst

Was bedeutet es, ein Bewusstsein zu haben? Haben wir einen freien Willen? Diese Fragen beschäftigen Neurowissenschaft, Philosophie und Theologie gleichermaßen. Der erste Artikel zum Titelthema zeichnet die Entwicklung der neurowissenschaftlichen Forschung nach und zeigt, wie das Gehirn das subjektive Erleben formt. Anschließend geht es im Interview mit dem Neurophilosophen Michael Pauen um die Frage, ob wir frei und selbstbestimmt handeln oder nur Marionetten unseres Gehirns sind. Die Antwort hat Konsequenzen für unser Selbstbild, die Rechtsprechung und unseren Umgang mit KI. Daneben berichten wir, wie virtuelle Szenarien die traditionelle Psychotherapie erfolgreich ergänzen und vor allem Angststörungen und Posttraumatische Belastungsstörungen lindern können. Ein weiterer Artikel beleuchtet neue Therapieansätze bei Suchterkrankungen, die die Traumata, die viele Suchterkrankte in ihrer Kindheit und Jugend erfahren haben, berücksichtigen. Zudem beschäftigen wir uns mit der Theorienkrise in der Psychologie: Der Risikoforscher Gerd Gigerenzer erklärt, warum die Psychologie dringend wieder lernen muss, ihre Theorien zu präzisieren.

Sterne und Weltraum – Raumzeit: Experimente zur Quantennatur

Die Relativitätstheorie Albert Einsteins ist das Meisterwerk zur Beschreibung der Schwerkraft. Seit Jahrzehnten steht aber die Frage im Raum, ob die Gravitation auf submikroskopischen Längenskalen modifiziert werden muss. Gibt es quantenhafte Austauschteilchen, die Gravitonen? In unserem Titelbeitrag stellen wir Überlegungen vor, wie man experimentell eine Quantennatur der Raumzeit testen könnte. Im zweiten Teil unseres Artikels zur Urknalltheorie beleuchten wir alternative Ansätze zur Dunklen Energie: das Local-Void- und das Timescape-Modell. Außerdem: Teil zwei unserer Praxistipps für die Astrofotografie mit dem Smartphone – Mond und Planeten im Fokus, die Ordnung im Chaos des Dreikörperproblems und woher stammen erdnahe Asteroiden?

Spektrum der Wissenschaft – Eine Theorie von allem: Lassen sich Quantenphysik und Schwerkraft vereinen?

Lassen sich Quantenphysik und Schwerkraft vereinen? In der aktuellen Ausgabe der PMT haben wir Beiträge für Sie zusammengestellt, in denen Forscherinnen und Forscher über die Ergebnisse ihrer Suche nach einer fundamentalen Theorie unserer Welt berichten. Entstanden ist eine erkenntnisreiche Sammlung an Beiträgen über die Quantennatur der Raumzeit, denkbaren Experimenten zum Nachweis von Gravitonen, Schwarzen Löchern, der Theorie der Quantengravitation, teleparalleler Gravitation und vielem mehr. Lesen Sie, welche Fortschritte es in den letzten Jahren gab, die Gesetze der Quantenwelt mit den geometrischen Konzepten von Raum und Zeit zu vereinigen, und welche Hürden dabei noch zu überwinden sind.

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