Ist es zum Abnehmen besser, häufig zu gehen und anzuhalten, als ständig zu gehen?丨Technology Weekly

Zusammengestellt von Zhou Shuyi und Wang Xiang

Zehn Jahre nach der Veröffentlichung ihrer ersten Arbeit ist fast die Hälfte der Wissenschaftler im Ruhestand

Eine Längsschnittstudie mit fast 400.000 Wissenschaftlern in 38 Ländern ergab, dass sich etwa ein Drittel der Wissenschaftler fünf Jahre nach der Veröffentlichung ihrer ersten Arbeit aus der akademischen Welt zurückzog und nicht mehr in der wissenschaftlichen Forschung tätig war. Zehn Jahre später stieg dieser Anteil auf fast 50 %. Darüber hinaus stellte die Studie fest, dass Frauen eher dazu neigen, den Zirkel zu verlassen als Männer, das Ausmaß dieses Unterschieds variiert jedoch je nach Thema. Das zugehörige Papier wurde kürzlich in Higher Education veröffentlicht.

In der neuen Studie nutzten die Forscher Daten der Zitationsdatenbank Scopus, um die Veröffentlichung von Artikeln von fast 400.000 Wissenschaftlern aus den USA, Japan, Südkorea und europäischen Ländern aus 16 STEMM-Disziplinen (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik, Medizin) zu verfolgen. Die Forschungsteilnehmer wurden in zwei Gruppen aufgeteilt. Eine Gruppe veröffentlichte ihre erste Arbeit im Jahr 2000 und umfasste 142.776 Personen, davon 52.115 Frauen. Die andere Gruppe veröffentlichte ihre erste Arbeit im Jahr 2010 und umfasste 232.843 Personen, davon 97.145 Frauen.

Die Analyse zeigt, dass in der „2000“-Gruppe etwa ein Drittel der Forscher fünf Jahre nach ihrer ersten Veröffentlichung keine weiteren Veröffentlichungen mehr veröffentlichten. Nach zehn Jahren stieg dieser Anteil auf fast 50 % und nach 19 Jahren auf fast zwei Drittel. Die Wahrscheinlichkeit, dass Frauen im Alter von 5, 10 und 19 Jahren die wissenschaftliche Forschung aufgeben, ist um 12,54 %, 11,52 % bzw. 6,33 % höher als bei Männern. Im Jahr 2019 veröffentlichten nur noch 29,4 % der Wissenschaftlerinnen Arbeiten, verglichen mit 33,6 % der Wissenschaftler im gleichen Zeitraum.

Von den 140.000 Forschern, die Anfang der 2000er Jahre ihr Debüt gaben, waren 15 Jahre später weniger als die Hälfte noch aktiv. | Naturnachrichten

Daten aus der Gruppe „2010“ zeigen, dass sich die Kluft zwischen den Geschlechtern in den letzten zehn Jahren verringert hat. Neun Jahre nach der Veröffentlichung ihrer ersten Arbeit waren etwa 41 % der weiblichen und 42 % der männlichen Wissenschaftler noch immer in der Wissenschaft tätig. Darüber hinaus gibt es Unterschiede in der Situation zwischen verschiedenen Fächern. In „mathematikintensiven“ Fächern wie Physik, Mathematik, Ingenieurwissenschaften und Informatik ist der Gender Gap geringer. Im Fach Physik beispielsweise liegt die Abbruchquote bei Wissenschaftlerinnen nach zehn Jahren bei etwa 48 %, was fast genauso hoch ist wie bei den Wissenschaftlern, die bei 47 % liegen. Die Autoren des Papiers wiesen darauf hin, dass Frauen in diesen Disziplinen unterrepräsentiert seien und ein offensichtlicher Geschlechterselektionseffekt vorliege. Frauen, die erfolgreich Artikel veröffentlichen, haben tendenziell eine größere Chance zu „überleben“. Doch in anderen Bereichen, insbesondere in den Biowissenschaften, ist die Kluft zwischen den Geschlechtern deutlich: So beträgt die 10-Jahres-Abbruchquote für Biologiestudentinnen 58 %, während sie bei den Männern bei 49 % liegt.

Stop-and-go-Gehen ist effektiver zum Abnehmen als ständiges Gehen

Ausdauer ist eine gute Sache, allerdings müssen Sie beim Training nicht unbedingt eine konstante Laufgeschwindigkeit beibehalten. Eine am 16. Oktober in Proceedings of the Royal Society B veröffentlichte Studie zeigte, dass man beim Treppensteigen oder Spazierengehen durch Anhalten und Wiederanfahren 20 bis 60 Prozent mehr Kalorien verbrennen kann als bei kontinuierlicher Ausführung derselben Aktivität und dass der Trainingseffekt besser ist.

Bildnachweis: Pixabay/CC0 Public Domain

Die Forscher rekrutierten 10 Freiwillige und baten sie, für eine Dauer von 10 Sekunden bis 4 Minuten mit unterschiedlicher Geschwindigkeit zu gehen (1,39 m/s) oder Treppen zu steigen (0,20 m/s, 0,25 m/s, 0,36 m/s). Die Forscher ließen die Freiwilligen Atemmasken tragen, um während des Vorgangs ihre Sauerstoffaufnahme zu überwachen und auf dieser Grundlage den Kalorienverbrauch abzuschätzen.

Die Ergebnisse zeigten, dass beim Gehen und mehrmaligen Anhalten 20 bis 60 % mehr Kalorien verbraucht werden als beim kontinuierlichen Gehen über die gleiche Distanz. Zu Beginn jedes Spaziergangs werden mehr Kalorien zum Aufwärmen und „Starten“ benötigt, und nach einer gewissen Gehzeit tritt der Körper in eine metabolische Homöostase ein, in der die Herzfrequenz stabil ist, die Produktion und der Verbrauch von Energie im Körper im Gleichgewicht sind und die Trainingseffizienz höher ist. „Wenn wir anhalten und weiterfahren, verbrauchen wir mehr Kalorien und Sauerstoff, um die gleiche Strecke zurückzulegen“, sagte Francesco Luciano, Forscher an der Universität Mailand und Autor des Artikels. „Das ist wie bei einem Auto, das beim ‚Starten‘ mehr Sprit verbraucht als beim ‚Fahren‘.“

Diese Forschung untermauert die Ansicht, dass kurze Spaziergänge und Treppensteigen gut für die Gesundheit sind. Dies könnte insbesondere erklären, warum fragmentiertes Kurzzeittraining auch dann eine gute Wirkung haben kann, wenn Sie lange Zeit sitzend tätig waren. Die neue Forschung wird auch dazu beitragen, Rehabilitationsprogramme für Menschen zu entwickeln, die in ihrer Mobilität eingeschränkt sind und denen es schwerfällt, über längere Zeiträume Sport zu treiben, wie etwa übergewichtige Menschen oder Schlaganfallpatienten.

Zahlreiche neue RNA-Viren wurden mithilfe von KI entdeckt

Eine am 9. Oktober in Cell veröffentlichte Studie berichtete über die Entdeckung von 180 Supergruppen und mehr als 160.000 Arten von RNA-Viren weltweit, wodurch die Vielfalt der globalen RNA-Viren erheblich zunimmt. Im Rahmen dieser Studie wurde künstliche Intelligenz zur Virenidentifizierung eingesetzt, virale „Dunkle Materie“ entdeckt, die mit herkömmlichen Forschungsmethoden nicht gefunden werden konnte, und neue Wege für die Virologieforschung erkundet.

Zunächst bestätigten die Menschen die Existenz von Viren, indem sie diese isolierten, kultivierten und unter dem Mikroskop beobachteten. Mit der Entwicklung der Biogenomik können Wissenschaftler mithilfe der Sequenzierungstechnologie die Ähnlichkeiten zwischen Nukleinsäuresequenzen unbekannter und bekannter Viren vergleichen und so neue Viren identifizieren und charakterisieren. Dieser Ansatz stützt sich in hohem Maße auf vorhandenes Wissen über das Virus. Allerdings sind RNA-Viren hochdifferenziert, vielfältig und mutieren leicht. Diese Methode des Sequenzhomologievergleichs kann leicht fehlschlagen, insbesondere bei „Dunkle-Materie-Viren“, denen die Homologie fehlt oder die eine extrem geringe Homologie aufweisen.

In dieser Studie ist der vom Team verwendete Kernalgorithmus LucaProt ein Transformer-Modell, das Deep Learning ermöglicht. Nach dem Erlernen einer großen Anzahl viraler und nicht-viraler Genomsequenzen kann es unabhängig einen Satz von Beurteilungskriterien für Viren bilden und so virale Sequenzen aus großen RNA-Sequenzierungsdatensätzen extrahieren. In Tests zeigte LucaProt eine extrem hohe Genauigkeit und Spezifität mit einer Falsch-Positiv-Rate von 0,014 % und einer Falsch-Negativ-Rate von 1,72 %. Im Vergleich zu anderen Viren-Mining-Tools zeigt es auch Vorteile bei der Verarbeitung längerer Sequenzen. Das LucaProt-Modell wurde in dem Dokument als Open Source zur Verfügung gestellt.

Einsatz künstlicher Intelligenz zur gründlichen Erforschung und Klassifizierung des globalen Virenkreislaufs | Sun Yat-sen-Universität

Mithilfe dieses Algorithmus führte das Forschungsteam ein Virus-Mining anhand von 10.487 RNA-Sequenzierungsdaten aus biologischen Umweltproben weltweit durch und entdeckte mehr als 510.000 virale Genome, die mehr als 160.000 potenzielle Virusarten und 180 RNA-Virus-Supergruppen (entsprechend der Klassifizierungsebene von Phylum oder Klasse) repräsentieren, wodurch sich die Anzahl der RNA-Virus-Supergruppen um etwa das Neunfache erhöhte. Unter ihnen konnten 23 Supergruppen nicht durch Sequenzhomologiemethoden identifiziert werden.

Professor Shi Mang von der Medizinischen Fakultät der Sun Yat-sen-Universität, der Autor des Artikels, sagte: „KI-Algorithmusmodelle können Viren entdecken, die wir bisher übersehen haben oder von denen wir nichts wussten. Diese Fähigkeit ist besonders wichtig für die Prävention und Kontrolle von Krankheiten sowie für die schnelle Identifizierung neuer Krankheitserreger. Insbesondere während eines Epidemieausbruchs können die Geschwindigkeit und Genauigkeit der KI Wissenschaftlern helfen, potenzielle Krankheitserreger schneller zu identifizieren.“

Durch weitere Analysen berichtete das Team über das bislang längste RNA-Virusgenom mit einer Länge von 47.250 Nukleotiden und entdeckte eine Genomstruktur, die über das bisherige Wissen hinausgeht und die Flexibilität der Evolution des RNA-Virusgenoms demonstriert. Gleichzeitig identifizierte das Team auch eine Reihe viraler Funktionsproteine, insbesondere solche, die mit Bakterien in Zusammenhang stehen, was ein weiterer Hinweis darauf ist, dass es noch weitere Arten von RNA-Bakteriophagen gibt, die darauf warten, erforscht zu werden.

Shi Mang sagte, die Forschung habe die Tiefe der viralen Vielfalt aufgezeigt, die Breite müsse jedoch noch durch weitere Proben ergänzt werden. Die Vielfalt der Viren übersteigt die menschliche Vorstellungskraft bei weitem und was wir bisher gesehen haben, ist immer noch nur die Spitze des Eisbergs. Wir hoffen, auch in Zukunft die Vorteile des Cloud Computing und der künstlichen Intelligenz durch fachübergreifende wissenschaftliche Forschungszusammenarbeit nutzen zu können, um wichtige Probleme im Bereich der Biowissenschaften zu lösen.

Stehen gleicht die Risiken des Sitzens nicht aus, ist aber schädlich für das Kreislaufsystem

„Langes Sitzen schadet der Gesundheit“ wird durch immer mehr Studien untermauert und hat sich zu einer populären Vorstellung entwickelt. Das „Stehbüro“ entstand und gilt als wirksames Mittel gegen die Schäden, die durch langes Sitzen entstehen, und wird von vielen Menschen bevorzugt. Doch eine neue Studie deutet darauf hin, dass derartige Bemühungen vergeblich sein könnten: Auf lange Sicht verbessert das Ersetzen von „langem Sitzen“ durch „langes Stehen“ nicht die Herz-Kreislauf-Gesundheit, sondern kann zu Kreislaufproblemen wie Krampfadern und tiefer Venenthrombose führen. Der zugehörige Artikel wurde am 16. Oktober im International Journal of Epidemiology veröffentlicht.

Die Forscher nutzten Daten der UK Biobank, die 83.013 Erwachsene (Durchschnittsalter 61,3 Jahre, 55,6 % Frauen) umfasste, und ermittelten ihre Sitz- und Stehzeit über einen Zeitraum von sieben Tagen mithilfe tragbarer Beschleunigungsmesser. Sie verfolgten außerdem den Gesundheitszustand der Teilnehmer über einen durchschnittlichen Beobachtungszeitraum von 6,9 Jahren. ERGEBNISSE: Während des Nachbeobachtungszeitraums traten 6.829 Fälle von Herz-Kreislauf-Erkrankungen (koronare Herzkrankheit, Herzinsuffizienz und Schlaganfall) und 2.042 Fälle von orthostatischen Kreislauferkrankungen (orthostatische Hypotonie, Krampfadern, chronische Veneninsuffizienz und venöse Ulzera) auf. Zur Schätzung der Hazard Ratios (HRs) wurden Cox-Regressionsmodelle mit eingeschränkten kubischen Splines (RCS) verwendet und konkurrierende Risiken wurden durch den Fine-Gray-Test berücksichtigt.

Die Analyse zeigt, dass die Dauer des Stehens nicht mit dem Risiko einer Herz-Kreislauf-Erkrankung zusammenhängt, jedoch ist Stehen von durchschnittlich mehr als zwei Stunden pro Tag mit einem erhöhten Risiko einer orthostatischen Kreislauferkrankung verbunden; Wenn man durchschnittlich mehr als 10 Stunden am Tag sitzt, erhöht sich das Risiko sowohl für orthostatische Durchblutungsstörungen als auch für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Das Verharren in einem statischen Zustand (einschließlich langem Sitzen und Stehen) über einen längeren Zeitraum ist gesundheitsschädlich und wird hauptsächlich durch langes Sitzen verursacht.

„Der Schlüssel liegt darin, dass langes Stehen die Schäden, die durch langes Sitzen entstehen, nicht ausgleicht, sondern die Gesundheit des Kreislaufsystems schädigt.“ Matthew Ahmadi, der Autor des Artikels, sagte: „Für Menschen, die lange sitzen, kann regelmäßiges Training und gelegentliche Bewegung ein besserer Weg sein, das Risiko einer Herz-Kreislauf-Erkrankung zu senken.“ Ahmadis vorherige Studie zeigte, dass selbst bei Menschen, die mehr als 11 Stunden am Tag sitzen, 6 Minuten intensives Training oder 30 Minuten Training mittlerer Intensität am Tag das Risiko einer Herz-Kreislauf-Erkrankung deutlich senken können.

Fußballspielen kann Gefangenen bei der Besserung helfen

Fußballspielen kann Häftlingen helfen, ihr Verhalten im Gefängnis zu verbessern und sich nach ihrer Entlassung wieder in die Gesellschaft zu integrieren. Dies geht aus einem am 14. Oktober in Nature Human Behavior veröffentlichten Artikel hervor. Die Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse zur Senkung der Rückfallquoten.

Im Rahmen eines als „Twinning-Projekt“ bekannten Programms werden fußballbasierte Aktivitäten für Häftlinge organisiert, die der Verbesserung ihrer körperlichen und geistigen Gesundheit dienen sollen. Das Programm wurde in Großbritannien initiiert und wird auch in den USA, Italien, Australien und Südafrika umgesetzt. Das Twinning-Projekt zielt darauf ab, Häftlingen dabei zu helfen, Fähigkeiten wie Beziehungsaufbau und Selbstkontrolle zu erwerben, die ihnen nach ihrer Entlassung den Wiedereinstieg in die Gesellschaft erleichtern. Das Programm bringt Gefängnisse mit lokalen Fußballvereinen zusammen, darunter in Großbritannien der FC Liverpool, Manchester United und der FC Chelsea. Es ist jedoch unklar, ob das Programm das Verhalten der Häftlinge im Gefängnis verbessern, die Kriminalitätsrate nach der Entlassung senken oder die Beschäftigungsmöglichkeiten ehemaliger Straftäter verbessern wird.

Um die Wirksamkeit von Paarungsprogrammen zu untersuchen, analysierten Martha Newson von der britischen Universität Oxford und ihre Kollegen das Verhalten von Insassen in 45 britischen Gefängnissen. Sie verglichen die Leistung von 676 Programmteilnehmern mit der von 1.874 Nichtteilnehmern und stellten fest, dass die Teilnahme am Programm im Allgemeinen zu weniger Verstößen und insgesamt besseren Leistungen der Gefangenen führte. Die Forscher befragten außerdem 1.797 Arbeitgeber, um herauszufinden, welche Faktoren ihre Bereitschaft beeinflussen, jemanden mit Vorstrafen einzustellen. Die Forscher stellten fest, dass die Bereitschaft, ehemalige Straftäter einzustellen, die ein Bildungsprogramm wie etwa ein „Partnerschaftsprogramm“ absolviert hatten, größer war.

Diese Ergebnisse legen nahe, dass Fußball die Möglichkeit bietet, soziale Kontakte zu knüpfen, die zur Rehabilitation und Wiedereingliederung von Häftlingen in die Gesellschaft beitragen können. Die Autoren weisen jedoch darauf hin, dass der Erfolg des Programms möglicherweise von der Einstellung der Gefangenen abhängt. (China Science Daily)

Katzen können menschliche Sprache mit Bildern verbinden

Der deutsche Philosoph Cassirer wies in „Ein Versuch über den Menschen“ darauf hin, dass aus der Perspektive der menschlichen Kultur „symbolisches Denken und symbolisches Verhalten die repräsentativsten Merkmale des menschlichen Lebens sind“ und Menschen als symbolische Tiere definiert werden können. Ferdinand de Saussure, der Begründer der modernen Linguistik, glaubte, dass Sprache ein System von Symbolen ist. Tatsächlich sollen die flüchtigen Schallwellen beim Aussprechen eines Namens in ein Netz der Erfahrungswelt eingeordnet werden, aus dem sich Vorstellungskraft und Hoffnung entfalten. Eine neue Studie zeigt, dass auch Katzen über die Fähigkeit verfügen, Wörter Dingen zuzuordnen – sie können Bilder ohne besondere Aufforderung oder Belohnung mit der menschlichen Sprache verknüpfen. Katzen interessieren sich möglicherweise mehr dafür, was wir sagen, als wir denken.

In der neuen Studie wurden 31 erwachsene Katzen einem für menschliche Kleinkinder entwickelten Worttest unterzogen: Die Forscher zeigten den Katzen in einer Schleife zwei Zeichentrickclips, während ihnen wiederholt unsinnige Audioaufnahmen erfundener Wörter vorgespielt wurden – einer davon begleitet von „keraru“ und der andere von „parumo“ –, bis ihnen langweilig wurde und sie wegschauten. Nach einer kurzen Pause kamen die Katzen erneut zum Computerbildschirm, um sich die Animationen anzusehen – mit dem Unterschied, dass diesmal ein Teil der Animationen von Audio mit gegenteiligen Wörtern begleitet wurde. Nachdem sie das „falsche“ Wort gehört hatten, wirkten die Katzen verwirrt: Sie starrten durchschnittlich 33 % länger auf den Bildschirm und einige zeigten sogar Anzeichen erweiterter Pupillen. Die Studie legt nahe, dass dies ein Hinweis darauf ist, dass sie eine Verbindung zwischen dem Wort und dem Bild hergestellt haben.

Versuchsdiagramm | Wissenschaftliche Berichte

Überraschenderweise lernten die meisten Katzen die Assoziation bereits nach zwei Mal Ansehen (vier Wiederholungen des Wortes und neun Sekunden der Animation pro Runde), während 14 Monate alte menschliche Säuglinge vier Runden (sieben Wiederholungen des Wortes und 15 Sekunden der Animation pro Runde) brauchten, um sie zu lernen. Experten zufolge bedeuteten die Ergebnisse jedoch nicht unbedingt, dass Menschenbabys Wörter langsamer lernten als Katzen. Es gibt Unterschiede in den Testmethoden zwischen beiden. Katzen hören beispielsweise dreisilbige Wörter, die von ihren Besitzern in übertriebener Tonlage ausgesprochen werden, während Babys einsilbige Wörter hören, die von unbekannten Stimmen in verschiedenen Tonlagen ausgesprochen werden.

Die Forscher sagen, dass die neuen Erkenntnisse zwar nicht direkt mit Studien an anderen Tieren verglichen werden können, Katzen jedoch tatsächlich in der Lage sind, Wörter, die sie von Menschen hören, mit Objekten in ihrer Umgebung zu verknüpfen – sogar ohne belohnungsbasiertes Training, genau wie menschliche Kleinkinder Sprache lernen. Der zugehörige Artikel wurde am 4. Oktober in Scientific Reports veröffentlicht.

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