Liebe hinterlässt Spuren im Gehirn – Tech Weekly

Zusammengestellt von Zhou Shuyi

Liebe hinterlässt Spuren im Gehirn

Warum überwinden manche Menschen so viele Hürden, um ihren Partner einzuladen, haben aber kein Interesse an Treffen mit flüchtigen Bekannten? Eine neue Studie legt nahe, dass der Neurotransmitter Dopamin eine Schlüsselrolle bei der Aufrechterhaltung emotionaler Bindungen spielt: Wenn man mit dem Menschen zusammen ist, den man liebt, wird mehr Dopamin ausgeschüttet, was einen Eindruck im Gehirn hinterlässt.

Präriewühlmäuse (Microtus ochrogaster) sind eine der wenigen (etwa 3 bis 5 %) monogamen Arten unter den Säugetieren. Sie neigen dazu, langfristige Partnerschaften einzugehen, gemeinsam Familien zu gründen, Nachkommen großzuziehen und ähnliche Trauergefühle zu empfinden, wenn sie einen Partner verlieren. Im ersten Experiment mussten Präriewühlmäuse einen Hebel drücken oder über einen Zaun klettern, um wieder mit ihrem Partner zusammenzukommen. Die Forscher verwendeten winzige Glasfasersensoren, um die Aktivität im Nucleus accumbens des Gehirns der Wühlmaus in Echtzeit zu verfolgen. Die Sensoren leuchten auf, wenn sie einen Anstieg des Dopaminspiegels feststellen. Der Nucleus accumbens spielt eine wichtige Rolle bei Gehirnaktivitäten wie Belohnung und Sucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Sensoren aufleuchteten, als die Wühlmäuse die Barriere überquerten und ihre Partner sahen. als sie sich aneinander kuschelten und beschnupperten, blieben die Sensoren eingeschaltet; Wenn sie dagegen eine zufällige fremde Wühlmaus sehen würden, wären die Sensoren viel schwächer. In früheren Studien bemühten sich Wühlmäuse mit reduziertem Dopaminspiegel nicht so sehr, wieder mit ihren Partnern zusammenzukommen. Dies lässt darauf schließen, dass Dopamin Tiere nicht nur dazu motiviert, nach Partnern zu suchen, sondern dass es auch in großen Mengen ausgeschüttet wird, wenn sie mit ihren Partnern zusammen sind.

Präriewühlmaus | Quelle: NASTACIA GOODWIN

In einem weiteren Experiment trennten die Forscher Wühlmauspaare für vier Wochen, was für Wühlmäuse ausreichend lang ist, um in der freien Natur neue Partner zu finden. Als das Paar wieder zusammenkam, erkannten sie sich zwar noch immer, aber der Dopaminschub war fast verschwunden. Die Studie legt nahe, dass im Gehirn der Wühlmäuse eine Art „Reset“ stattfindet, der es ihnen ermöglicht, weiterzumachen und neue Bindungen einzugehen. Die Forscher betonen, dass weitere Forschung nötig sei, um festzustellen, ob die Ergebnisse für Präriewühlmäuse auf den Menschen übertragbar seien. Sie sind jedoch davon überzeugt, dass die Forschungsergebnisse wichtige Auswirkungen auf Menschen haben könnten, denen es schwerfällt, enge Beziehungen aufzubauen und die versuchen, sich von einem emotionalen Trauma zu erholen. Der zugehörige Artikel wurde am 12. Januar in Current Biology veröffentlicht.

Link zum Artikel:
https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.12.041

11 Studierende meldeten gemeinsam das akademische Fehlverhalten ihres Betreuers

Kürzlich meldeten elf Studenten der Huazhong Agricultural University gemeinsam unter ihrem richtigen Namen, dass ein Professor namens Huang von der Universität des akademischen Fehlverhaltens und der Ausbeutung von Studenten verdächtigt werde, was große Aufmerksamkeit erregte. Am frühen Morgen des 19. Januar veröffentlichte der offizielle Weibo-Account der Huazhong Agricultural University einen Lagebericht: Als Reaktion auf den Online-Bericht vom 16. Januar 2024 über akademisches Fehlverhalten des Lehrers Huang Moumou der Huazhong Agricultural University richtete das Akademische Ethikkomitee der Schule ein Untersuchungsteam ein, um eine Untersuchung durchzuführen. Das Team stellte fest, dass die in den untersuchten Materialien in den experimentellen Bildern, Daten, Ergebnissen usw. wiedergegebenen Probleme grundsätzlich zutrafen und stellte vorläufig fest, dass ein akademisches Fehlverhalten vorlag. Die Schule hat beschlossen, alle Positionen und Arbeiten von Huang auf dem Campus ab heute auszusetzen und eine Tutorengruppe zu bilden, die die volle Verantwortung für die Postgraduiertenausbildung der Forschungsgruppe übernimmt.

Quelle: Huazhong Agricultural University

Öffentlichen Informationen zufolge ist Huang Professor und Doktorvater am College of Animal Science and Technology der Huazhong Agricultural University sowie Direktor der Abteilung für Tierernährung und Futtermittelwissenschaft. Seine Forschungsschwerpunkte sind die molekulare Tierernährung und Futtermittelverarbeitungstechnologie. Er leitete zahlreiche wissenschaftliche Forschungsprojekte, beispielsweise das National Key R&D Program „14th Five-Year Plan“, das National „973“-Programm und die National Natural Science Foundation. Derzeit studieren 15 Studenten in Huangs Forschungsgruppe.

Am Nachmittag des 16. Januar veröffentlichten elf Doktoranden und Masterstudenten aus Huangs Forschungsgruppe 125 Seiten Berichtsmaterial. Darin berichteten sie gemeinsam über Huangs Anweisungen, die Studenten dazu zwangen, Daten zu manipulieren, Bilder wiederzuverwenden und Versuchsergebnisse zu fälschen, und dass viele von ihm betreute wissenschaftliche Arbeiten wissenschaftliches Fehlverhalten aufwiesen. Darüber hinaus warfen sie Huang neben anderen unangemessenen Verhaltensweisen auch Manipulationen bei Peer-Reviews, die unrechtmäßige Unterzeichnung von Arbeiten, die Unterdrückung und Ausbeutung von Studenten sowie Plagiate beim Verfassen von Lehrbüchern vor.

Der 49-jährige Vizepräsident der Universität beging Selbstmord, nachdem er weniger als ein Jahr im Amt entlassen worden war

Am 8. Januar Ortszeit beging Antoinette „Bonnie“ Candia-Bailey, die afroamerikanische Vizepräsidentin der Lincoln University in Missouri, im Alter von 49 Jahren zu Hause Selbstmord. Berichten zufolge war die Todesursache mit der Verschlechterung ihrer Beziehung zu dem weißen Rektor John Moseley verbunden. Am 12. Januar gab die Schule eine Erklärung heraus, in der sie die Einleitung einer Untersuchung der Angelegenheit ankündigte und mitteilte, dass John Moseley während der Überprüfung bezahlten Verwaltungsurlaub erhalten würde. Sherman Bonds, Präsident der Alumni-Vereinigung der Lincoln University, sagte, Baileys Selbstmord habe die Universität „voller Verzweiflung, Groll und Enttäuschung“ zurückgelassen.

Antoinette „Bonnie“ Candia-Bailey (links), John Moseley (rechts) | Quelle: Lincoln University of Missouri

Bailey wird ab Mai 2023 als Vizekanzlerin für studentische Angelegenheiten an der Lincoln University fungieren. Laut E-Mails, die sie vor ihrem Tod verschickte, hatte die Universität ihre Arbeit zuvor sehr schlecht bewertet. Im November 2023 erhielt Bailey in ihrer beruflichen Beurteilung nur 36 von 100 Punkten, aber niemand erklärte ihr, warum. Sie schickte E-Mails an die Schulbehörde und an Moseley, in denen sie ihre psychischen Probleme wie Depressionen und Angstzustände zur Sprache brachte und hoffte, Hilfe zu bekommen, doch sie ignorierten sie. Moseley schickte Bailey am 3. Januar ein Kündigungsschreiben, in dem er sie darüber informierte, dass sie sofort beurlaubt werden und aus ihrer Campus-Wohnung ausziehen müsse, bevor ihre Kündigung im Februar wirksam werde. In dem Brief wurden „große Bedenken“ hinsichtlich Baileys Arbeit geäußert. Ihm wurden Gehorsamsverweigerung, die Erhebung unverhältnismäßig hoher Unterkunftsgebühren von Studenten und die mangelnde Wahrung der Vertraulichkeit während des Beschwerdeverfahrens zweier Untergebener vorgeworfen. An dem Tag, an dem Bailey starb, schickte sie Moseley ihre letzte E-Mail, in der sie ihn beschuldigte, sie „absichtlich belästigt und schikaniert“ und ihr „ausreichenden Schock und psychischen Schaden“ zugefügt zu haben.

Am 12. Januar veröffentlichte die Schule einen Nachruf, in dem Bailey als „talentiert“ und „geliebter Alumnus und Anführer“ beschrieben wurde.

Schulerklärung:
https://www.lincolnu.edu/news/2024/01/statement-from-the-lincoln-university-board-of-curators.html

Geometrieniveau von Google AI vergleichbar mit dem von Olympia-Goldmedaillengewinnern

Aufgrund fehlender Denkfähigkeiten und Trainingsdaten hat künstliche Intelligenz oft Schwierigkeiten, komplexe geometrische Probleme zu lösen. Am 17. Januar veröffentlichte das Google DeepMind-Team einen Artikel in Nature, in dem es ankündigte, dass sein neu eingeführtes KI-System AlphaGeometry Geometrieprobleme auf dem Niveau der Internationalen Mathematik-Olympiade (IMO) ohne menschliche Hilfe lösen kann. Der Testsatz bestand aus 30 IMO-Geometriefragen aus den Jahren 2000 bis 2022. Das neue System löste 25 davon innerhalb der standardmäßigen Wettbewerbszeitvorgabe, nahe am Durchschnittsniveau menschlicher Goldmedaillengewinner (25,9 Fragen) und übertraf die bisher fortschrittlichste maschinelle Methode (Wu-Methode, 10 Fragen) bei weitem.

Es gab zwei Hauptwege für den maschinellen Beweis geometrischer Theoreme. Eine davon ist der Symbolismus, der ein symbolisches Denksystem verwendet, um geometrische Bedingungen in Polynomgleichungen von Punktkoordinaten zu übersetzen und dann Berechnungen durchzuführen. Die „Wu-Methode“, die der chinesische Wissenschaftler Wu Wenjun in den 1970er Jahren entwickelte, gehört in diese Kategorie. Das andere ist der Konnektionismus. Nach mehreren Höhen und Tiefen macht das von Chat-GPT geleitete neuronale Sprachmodell nun große Fortschritte und ist in vollem Gange.

Symbolische Denksysteme basieren auf formaler Logik und verwenden explizite Regeln, um zu Schlussfolgerungen zu gelangen. Der Vorteil besteht darin, dass es rational und erklärbar ist, aber es kann „langsam“ und nicht flexibel genug sein. Sprachmodelle sind gut darin, allgemeine Muster und Beziehungen in Daten zu erkennen und können potenziell nützliche Strukturen schnell vorhersagen, aber ihnen fehlt typischerweise die Fähigkeit, ihre Entscheidungen rigoros zu begründen oder zu erklären. AlphaGeometry kombiniert die Vorteile beider Verfahren und verwendet Sprachmodelle, um symbolische Denksysteme bei der Lösungsfindung geometrischer Probleme zu unterstützen. Wenn das symbolische Denken nicht weiterkommt, versucht das Sprachmodell, geometrische Strukturen (Hilfslinien) hinzuzufügen, um neue deduktive Wege zu eröffnen. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis die Antwort gefunden ist. Die von AlphaGeometry ausgegebenen Antworten sind klar, überprüfbar und für Menschen lesbar. Darüber hinaus enthält der Trainingssatz des neuen Systems 100 Millionen unabhängige Beispiele, die alle automatisch vom Algorithmus synthetisiert werden, ohne dass eine menschliche Demonstration erforderlich ist. Forscher sagen, dass AlphaGeometry die wachsenden logischen Denkfähigkeiten der KI und ihre Fähigkeit, neues Wissen zu entdecken und zu verifizieren, demonstriert, was dazu beitragen wird, neue Möglichkeiten in Mathematik, Wissenschaft und künstlicher Intelligenz zu eröffnen.

AlphaGeometry Open Source-Adresse:
https://github.com/google-deepmind/alphageometry

Link zum Artikel:
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06747-5

Über die Wu-Methode:
http://www.amss.cas.cn/wwj/xslz/201705/P020170506499043854909.pdf

Nationales Statistikamt: Ende 2023 wird die Landesbevölkerung im Vergleich zum Ende des Vorjahres um 2,08 Millionen zurückgehen

Nach Angaben des Nationalen Statistikamts betrug die Landesbevölkerung (einschließlich der Bevölkerung der 31 Provinzen, autonomen Regionen und regierungsunmittelbaren Städte sowie des aktiven Militärpersonals, ohne Einwohner von Hongkong, Macau und Taiwan sowie in den 31 Provinzen, autonomen Regionen und regierungsunmittelbaren Städten lebende Ausländer) zum Jahresende 1.409,67 Millionen, ein Rückgang um 2,08 Millionen gegenüber dem Ende des Vorjahres. Die Zahl der Geburten im gesamten Jahr betrug 9,02 Millionen, die Geburtenrate lag bei 6,39 ‰; die Zahl der Todesfälle betrug 11,10 Millionen, die Sterberate lag bei 7,87 ‰; und die natürliche Bevölkerungswachstumsrate betrug -1,48 ‰.

Was die Geschlechterzusammensetzung betrifft, gibt es 720,32 Millionen Männer und 689,35 Millionen Frauen, mit einem Geschlechterverhältnis von 104,49 (wobei 100 Frauen sind). Was die Altersstruktur betrifft, so beträgt die Bevölkerung im erwerbsfähigen Alter zwischen 16 und 59 Jahren 864,81 Millionen, was 61,3 % der Landesbevölkerung entspricht. Die Bevölkerung im Alter von 60 Jahren und darüber beträgt 296,97 Millionen, was 21,1 % der Landesbevölkerung entspricht. Davon beträgt die Bevölkerung im Alter von 65 Jahren und darüber 216,76 Millionen, was 15,4 % der Landesbevölkerung entspricht. Aus der Perspektive der städtischen und ländlichen Zusammensetzung betrug die ständige städtische Bevölkerung 932,67 Millionen, ein Anstieg von 11,96 Millionen gegenüber dem Ende des letzten Jahres; die ständige Landbevölkerung betrug 477 Millionen, ein Rückgang um 14,04 Millionen; Der Anteil der Stadtbevölkerung an der Landesbevölkerung (Urbanisierungsrate) betrug 66,16 %, ein Anstieg um 0,94 Prozentpunkte gegenüber dem Ende des letzten Jahres.

Die landesweite durchschnittliche Arbeitslosenquote in städtischen Gebieten lag im gesamten Jahr bei 5,2 %, ein Rückgang um 0,4 Prozentpunkte gegenüber dem Vorjahr. Die durchschnittliche wöchentliche Arbeitszeit der Beschäftigten in den Unternehmen beträgt bundesweit 49,0 Stunden. (Nationales Statistikamt)

10.000 Jahre alter „Kaugummi“ enthüllt die schlechte Mundgesundheit der Menschen der Antike

Eine am 19. Januar in Scientific Reports veröffentlichte Studie zeigt, dass Jäger und Sammler im Südwesten Skandinaviens während der Mittelsteinzeit vor etwa 10.000 Jahren möglicherweise an Karies und Zahnfleischerkrankungen litten.

Die Ausgrabungsstätte Huseby Klev an der Westküste Schwedens. | Quelle: Bengt Nordquist

Die Forscher sequenzierten DNA, die sie in drei Stücken Birkenteer gefunden hatten, einer Substanz, die durch Erhitzen von Birkenrinde hergestellt wird. Das Birkenteer wurde in den 1990er Jahren im schwedischen Huseby Klev entdeckt und ist 9890 bis 9540 Jahre alt. Die Forscher erstellten Profile der in den Proben enthaltenen mikrobiellen DNA und verglichen sie mit anderen Proben. Die Ergebnisse zeigten, dass die mikrobielle Zusammensetzung dieser Birkenteere der des modernen menschlichen Mundes, des Zahnbelags früherer Menschen und von 6.000 Jahre alten, gekauten Birkenteerproben am ähnlichsten war. Dies deutet darauf hin, dass die Probe von Huseby Klev von Menschen zerkaut wurde. Sie stellten außerdem hohe Konzentrationen von Bakterien fest, die mit Zahnfleischerkrankungen in Zusammenhang stehen. Aufgrund der relativen Häufigkeit mikrobieller Arten im Birkenteer schätzten die Forscher, dass bei diesen Menschen der Antike die Wahrscheinlichkeit, an Zahnfleischerkrankungen zu leiden, bei 70 bis 80 Prozent lag. Sie sind der Ansicht, dass die weitverbreitete Verwendung der Zähne durch die alten Jäger und Sammler für eine Vielzahl von Aufgaben, darunter das Reparieren, Schneiden und Reißen mit dem Mund, ihr Risiko einer Exposition gegenüber Mikroorganismen, die Zahnfleischerkrankungen verursachen, erhöht haben könnte.

Eine Form, die für eines der Birkenteerstücke hergestellt wurde. | Quelle: Verner Alexandersen

Link zum Artikel:
https://www.nature.com/articles/s41598-023-48762-6

Erreichen Sie Ultratiefkühlen ohne flüssiges Helium mit Temperaturen bis zu 94 Millikelvin

In einer neuen Studie ist es gelungen, eine Ultratiefkühlung ohne flüssiges Helium mit Temperaturen von nur 94 Millikelvin zu erreichen. Dies soll eine neue Lösung für das Problem der Tiefkühlkühlung in der Weltraumforschung, der Quantentechnologie, der Materialwissenschaft und anderen Bereichen bieten.

Derzeit gibt es zwei Haupttechnologien für die Tiefkühltechnik: Heliumkühlung und Magnetkühlung. Ersteres beruht auf den besonderen Tieftemperatureigenschaften, die durch die starken Quantenfluktuationen und schwachen Wechselwirkungen von Helium hervorgerufen werden, während Letzteres derzeit hauptsächlich auf dem magnetokalorischen Effekt von hydratisiertem paramagnetischem Salz als Arbeitsflüssigkeit beruht. Der magnetokalorische Effekt bezeichnet das Phänomen, dass magnetische Materialien unter der Einwirkung eines Magnetfeldes erhebliche Temperaturänderungen erzeugen. Die Forscher bestätigten erstmals die Existenz eines suprafesten Zustands (Spin-Suprafestzustand) in frustrierten Quantenmagneten im antiferromagnetischen Material Na2BaCo(PO4)2 auf Kobaltbasis mit dreieckigem Gitter. Darüber hinaus entdeckten die Forscher auch den enormen magnetokalorischen Effekt des Spin-Superfestkörperzustands bei extrem niedrigen Temperaturen. Durch die Regulierung des Magnetfelds unter adiabatischen Bedingungen konnte beobachtet werden, dass die Temperatur des Materials in der Nähe des Spin-Suprafestkörper-Quantenphasenübergangspunkts stark abfiel und ein Minimum von 94 Millikelvin erreichte. Die adiabatische Temperaturänderungsrate weist einen sehr hohen Peak auf, und die Peakhöhe ist viermal so hoch wie die des derzeit üblichen Kältemittels Gd3Ga5O12. Darüber hinaus kann Na2BaCo(PO4)2 in der Spin-Superfeststoffphase aufgrund seiner starken Spinfluktuationen bei sehr niedrigen Kühltemperaturen gehalten werden, im Gegensatz zu anderen spingeordneten Materialien. Diese Eigenschaften machen magnetische Kristalle auf Kobaltbasis mit riesigem magnetokalorischen Effekt zu einem vielversprechenden Quantenmaterial für die Tieftemperaturkühlung im Sub-Kelvin-Temperaturbereich.

Link zum Artikel:
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06885-w

Dieser Artikel wird vom Science Popularization China Starry Sky Project unterstützt

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.

Besondere Tipps

1. Gehen Sie zur „Featured Column“ unten im Menü des öffentlichen WeChat-Kontos „Fanpu“, um eine Reihe populärwissenschaftlicher Artikel zu verschiedenen Themen zu lesen.

2. „Fanpu“ bietet die Funktion, Artikel nach Monat zu suchen. Folgen Sie dem offiziellen Account und antworten Sie mit der vierstelligen Jahreszahl + Monat, also etwa „1903“, um den Artikelindex für März 2019 zu erhalten, usw.

Copyright-Erklärung: Einzelpersonen können diesen Artikel gerne weiterleiten, es ist jedoch keinem Medium und keiner Organisation gestattet, ihn ohne Genehmigung nachzudrucken oder Auszüge daraus zu verwenden. Für eine Nachdruckgenehmigung wenden Sie sich bitte an den Backstage-Bereich des öffentlichen WeChat-Kontos „Fanpu“.