Archive for September, 2012

Was Kinder zappelig macht

Donnerstag, September 13th, 2012

Es gibt einen Zusammenhang zwischen ADHS, Schwangerschaftsdiabetes und Armut. Diesen bereits vor wenigen Monaten veröffentlichten Befund haben Mediziner aus Würzburg und Dresden jetzt bestätigt. Sie haben dafür die Daten von mehr als 13.000 Kindern und Jugendlichen ausgewertet.

Kinder aus armen Familien tragen ein erhöhtes Risiko, eine Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung ADHS zu entwickeln. Darüber hinaus steigt das Risiko auch dann, wenn ihre Mütter eine Schwangerschaftsdiabetes entwickeln. Dieses Ergebnis haben US-amerikanische Wissenschaftler Anfang des Jahres publiziert. Für ihre Studie hatten sie 212 Kinder im Alter von drei bis vier Jahren und danach noch einmal im Alter von sechs Jahren getestet.

„Wir haben diese Veröffentlichung mit großem Interesse gelesen“, sagt Professor Marcel Romanos, Leiter der Würzburger Universitätsklinik für Kinder- und Jugendpsychiatrie, Psychosomatik und Psychotherapie. Allerdings seien deren Aussagen unter anderem wegen der geringen Zahl an Teilnehmern aus wissenschaftlicher Sicht eingeschränkt. „Wir haben deshalb untersucht, ob sich diese Ergebnisse in einer Studie mit sehr viel mehr Teilnehmern bestätigen lassen“, so Romanos.
Gemeinsam mit Professor Jochen Schmitt, Direktor des Zentrums für evidenzbasierte Gesundheitsversorgung an der TU Dresden, hat Romanos Daten aus der Studie zur Gesundheit von Kindern und Jugendlichen in Deutschland KiGGS analysiert. In dieser repräsentativen Studie hat das Robert Koch-Institut die gesundheitliche Entwicklung von mehr als 17.000 Kindern und Jugendlichen über den Zeitraum von 2003 bis 2006 hinweg erfasst. Die Daten von insgesamt 13.488 Kindern im Alter von drei bis 17 Jahren haben Romanos und Schmitt in ihre Auswertung einbezogen.

Rauchen schadet, Stillen nutzt

Der Ergebnis: “Unsere Studie bestätigt auch in einer großen Stichprobe den Zusammenhang zwischen einem geringen soziökonomischen Status, dem Auftreten von Schwangerschaftsdiabetes und ADHS”, erklärt Professor Jochen Schmitt.

Allerdings stießen die beiden Wissenschaftler in ihrer Untersuchung auf weitere Zusammenhänge: Demnach sinkt das Risiko für Kinder an ADHS zu erkranken möglicherweise, wenn sie ausreichend lange gestillt werden. Raucht ihre Mutter hingegen während der Schwangerschaft, nimmt das Risiko zu. Es steigt auch, wenn bei den Kindern um den Geburtstermin herum gesundheitliche Probleme aufgetaucht sind.

Die Schlussfolgerung aus diesen Befunden lautet nach Ansicht der beiden Mediziner deshalb: „Präventionsprogramme, die an diesen Punkten ansetzen, könnten dazu beitragen, die Häufigkeit von ADHS zu verringern.“

Literatur: Prenatal and Perinatal Risk Factors for Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder, Jochen Schmitt, Marcel Romanos, Archives of Pediatrics & Adolescent Medicine, Published online September 10, 2012. doi:10.1001/archpediatrics.2012.1078

Quelle: Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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Akupunktur bei chronischen Schmerzen wirksamer als Placebo

Montag, September 10th, 2012

Eine große internationale Untersuchung, die online in der Fachzeitschrift „Archives of Internal Medicine“ veröffentlicht wurde, zeigt, dass Akupunktur bei chronischen Rücken-, Schulter-, Kniegelenks- und Kopfschmerzen nicht nur wirksamer als eine Routinebehandlung ist, sondern auch besser hilft als eine so genannte Scheinakupunktur. Einer der Autoren der Untersuchung ist Prof. Klaus Linde vom Institut für Allgemeinmedizin am Klinikum rechts der Isar der TU München.

Für die so genannte „individual patient data“ Meta-Analyse unter der Federführung von Andrew Vickers vom Memorial Sloan Kettering Cancer Centre in New York wurden die individuellen Daten von 17.922 Patienten aus insgesamt 29 Studien in einer großen Datenbank zusammengeführt. Dies lässt besonders genaue statistische Analysen zu. Berücksichtigt wurden ausschließlich Studien, in denen die Patienten in angemessener Weise strikt zufällig einer Akupunktur- oder einer oder zwei Kontrollgruppen zugeteilt worden waren. In einem Teil der Studien wurde Akupunktur mit Scheinakupunktur – meist eine oberflächliche Nadelung außerhalb bekannter Akupunkturpunkte –, in anderen Studien mit einer Gruppe, die keine Akupunktur erhielt, verglichen. Manche Studien verglichen alle drei Optionen miteinander. Bei allen vier untersuchten Indikationen schnitt die Akupunktur statistisch signifikant besser ab als die Kontrollgruppen.

Laut Klaus Linde vom Klinikum rechts der Isar sind die Ergebnisse für die Diskussion zur Wirksamkeit der Akupunktur von erheblicher Bedeutung: „Bisherige Untersuchungen haben wiederholt gezeigt, dass die Gesamteffekte einer Akupunkturbehandlung klinisch relevant sind; ob die richtige Wahl der Punkte eine Rolle spielt, war jedoch bisher umstritten. Unsere Analyse zeigt nun, dass die Punktwahl ebenfalls eine Rolle spielt. Die Unterschiede im Vergleich zur Scheinakupunktur sind zwar klein, aber sehr konsistent, d.h. die Studienergebnisse passen gut zusammen.“

Linde weist darauf hin, dass die vorhandenen Daten dafür sprechen, dass eine Scheinakupunkturbehandlung zumindest in der Schmerztherapie häufig mit erheblichen Effekten einherzugehen scheint und somit entweder gar nicht als Placebo oder als besonders potentes Placebo zu interpretieren ist. Die zwar signifikanten, aber doch kleinen Effekte der Akupunktur über die Scheinakupunktur hinaus werfen die Frage auf, ob in der Theorie der Akupunktur die Relevanz der genauen Punktwahl überbetont wird. Linde ergänzt: „In der Praxis stellt sich für einen Akupunkteur allerdings die Frage nicht, ob er nun an den richtigen oder an falschen Punkten behandeln soll.“

Das Projekt, das vom National Center for Complementary and Alternative Medicine in den USA gefördert wird, wird weitergeführt, so dass auch die Patientendaten neuerer Studien berücksichtigt und die Ergebnisse überprüft und aktualisiert werden können.

Original-Publikation: Archives of Internal Medicine: Acupunture for Chronic Pain. Individual Patient Data Meta-analysis. Published online: Sept 10, 2012. doi: 10/1001/archinternmed.2012.3654

Quelle: Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München

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Pilzbehandlung lässt moderne Geige wie Stradivari klingen

Freitag, September 7th, 2012

Bei einer guten Geige kommt es nicht nur auf die Fähigkeiten des Geigenbauers an, sondern auch auf die Qualität des verwendeten Holzes. Dem Holzforscher Prof. Francis W. M. R. Schwarze (Empa, Schweizerische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt1 St. Gallen, Schweiz) ist es gelungen, das Holz für eine Geige mit Hilfe von besonderen Pilzen so zu verändern, dass der Klang des Instruments einer Stradivari zum Verwechseln ähnlich ist.

In seiner Festrede beim 1. ECRC „Franz-Volhard“ Symposium am Max Delbrück Centrum (MDC) am 7. September 2012 in Berlin berichtete er über seine Forschungen und gab einen Ausblick, was seine Entwicklung gerade für junge Musiker bedeuten könnte.

Geringe Dichte, hohe Schallgeschwindigkeit und hohe Biegesteifigkeit – darauf kommt es bei dem idealen Klangholz für Geigen an. Der berühmte Geigenbauer Antonio Stradivari verwendete während des späten 17. und frühen 18. Jahrhunderts ein besonderes Holz, das während einer Kälteperiode zwischen 1645 und 1715 gewachsen war. Durch lange Winter und kühle Sommer wuchs das Holz damals besonders langsam und gleichmäßig, sodass es eine geringe Dichte und eine hohe Biegefestigkeit aufwies. Von derartigem Klangholz konnten moderne Geigenbauer bislang nur träumen.

Entwicklungen von Prof. Schwarze könnten schon bald ähnlich gutes Holz auch heute für den Geigenbau verfügbar machen. Er hat eine besondere Art von Pilzen (Physisporinus vitreus und Xylaria longipes) entdeckt, die die beiden für den Geigenbau wichtigen Holzsorten Fichte und Ahorn so zersetzen, dass ihre Klangqualitäten verbessert werden. „Normalerweise verringern Pilze die Dichte des Holzes, senken aber gleichzeitig die Geschwindigkeit, mit der sich Schallwellen durch das Holz ausbreiten“, erklärte der Forscher. „Die Besonderheit an diesen Pilzen ist, dass sie die Zellwände nach und nach abbauen und dünner machen. Aber selbst im Spätstadium der Holzzersetzung bleibt ein steifes Gerüst erhalten, über das sich die Schallwellen nach wie vor auf direktem Wege ausbreiten können.“ Auch die Biegefestigkeit wird nicht beeinträchtigt, das Holz bleibt also genauso bruchfest wie vor der Pilzbehandlung – ein wichtiges Kriterium für den Geigenbau.

Bevor das Holz zur Geige weiterverarbeitet wird, wird es mit dem Gas Ethylenoxid behandelt. „Das überlebt kein Pilz“, sagte Prof. Schwarze. So kann garantiert werden, dass in der späteren Geige kein Pilz mehr zu finden ist.

Gemeinsam mit den Geigenbauern Martin Schleske und Michael Rhonheimer entwickelte Prof. Schwarze Geigen aus pilzbehandeltem Holz, die 2009 in einem Blindtest gegen eine echte Stradivari aus dem Jahr 1711 antraten. Gespielt wurden alle Geigen von dem britischen Violinisten Matthew Trusler. Das Ergebnis war für alle Beteiligten überraschend: Sowohl die Fachjury, als auch die Mehrheit des Publikums hielten eine Geige, deren Holz Schwarze neun Monate lang mit Pilzen behandelt hatte, für die echte Stradivari. „Natürlich ist ein solches Verfahren immer subjektiv. Für Wohlklang gibt es eben kein eindeutiges naturwissenschaftliches Messverfahren“, so Prof. Schwarze.

Aktuell arbeitet Prof. Schwarze in einem interdisziplinären Projekt daran, ein qualitätskontrolliertes Behandlungsprogramm für Geigenholz zu entwickeln, mit dem sich die Erfolge zuverlässig reproduzieren lassen. Bis 2014 sollen im Rahmen dieses Projekts, das von der Schweizer Walter Fischli-Stiftung gefördert wird, 30 weitere Geigen aus Pilzholz gebaut werden. Schwarze erklärte, welche Möglichkeiten dieses Projekt eröffnen kann: „Die erfolgreiche Umsetzung der biotechnologischen Methode der Klangholzbehandlung könnte es zukünftigen Nachwuchstalenten ermöglichen, eine Geige mit der Klangqualität einer teuren und für die meisten unbezahlbaren Stradivari zu spielen“.
Quelle: Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch

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Weltrekord: Quantenteleportation über 143 Kilometer

Mittwoch, September 5th, 2012

Physiker der Gruppe von Prof. Anton Zeilinger des Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) und der Universität Wien haben einen neuen Entfernungsweltrekord für Quantenteleportation aufgestellt. Dem Team gelang es, den Quantenzustand eines Lichtteilchens über eine Distanz von 143 Kilometern von der kanarischen Insel La Palma nach Teneriffa zu übertragen. Theoretische Unterstützung bekam das Experiment von Dr. Johannes Kofler aus der Abteilung von Prof. Ignacio Cirac am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ). Die Resultate werden diese Woche im Fachjournal Nature publiziert.

Das sogenannte „Quanten-Internet“ ist eine Zukunftsvision der Informationsverarbeitung. Es basiert nicht mehr auf klassischen Computernetzwerken, sondern auf den derzeitigen Entwicklungen der modernen Quanteninformation, bei der einzelne Quantenteilchen die Träger von Information sind. Quantennetzwerke versprechen absolut sichere Kommunikation und verbesserte Rechenleistung bei dezentralen Aufgaben gegenüber allen denkbaren klassischen Technologien. Aufgrund der Transmissionsverluste in konventionellen Glasfasern wird ein globales Quantennetzwerk voraussichtlich auf der Übertragung von Quantenzuständen durch den freien Raum basieren, beispielsweise zwischen Satelliten und von Satelliten zur Erde. Die nun realisierte Quantenteleportation über eine Distanz von 143 Kilometern überbot einen gerade erste wenige Monate alten chinesischen Rekord von 97 Kilometern und ist ein bedeutender Schritt auf dem Weg zu dieser Zukunftstechnologie.

Auf der Insel La Palma erzeugte das Physikerteam verschränkte Paare von Lichtteilchen  (Photonen 2 und 3). Quantenmechanische Verschränkung bedeutet dabei, dass keines der beiden Photonen für sich genommen eine definitive Polarisation hat, dass aber, wenn man die Polarisation bei einem der Photonen misst und ein zufälliges Resultat erhält, das andere Photon stets eine damit perfekt korrelierte Polarisation zeigen wird. Diese Art der quantenmechanischen Korrelation ist mithilfe der klassischen Physik nicht beschreibbar und wurde von Albert Einstein daher als „spukhafte Fernwirkung“ bezeichnet. Photon 3 wurde sodann durch die Luft auf etwa 2400 Meter Meereshöhe 143 Kilometer weit über den Atlantik nach Teneriffa geschickt und dort mit einem Teleskop der europäischen Weltraumagentur eingefangen. Photon 2 verblieb indessen im Labor auf La Palma. Dort erzeugten die Experimentatoren weitere Lichtteilchen (Photon 1) in einem frei einstellbaren Polarisationszustand, den es zu teleportieren galt.

Dies geschah in mehreren Schritten: Zunächst wurde eine spezielle Art der gemeinsamen Messung, die sogenannte Bell-Messung („BM“), an Photon 1 und 2 durchgeführt, bei der beide Photonen unwiderruflich zerstört werden. Bei dieser Messung wurden zwei mögliche Resultate unterschieden, und die entsprechende klassische Information wurde mit einem gewöhnlichen Laserpuls nach Teneriffa übermittelt. Dort wurde, je nachdem welches der beiden Resultate der Bell-Messung empfangen worden war, die Polarisation von Photon 3 entweder um 90 Grad rotiert oder völlig unverändert gelassen. Diese Transformation („T“) schloss die Teleportation ab, und die Polarisation von Photon 3 auf Teneriffa war nun identisch mit der ursprünglichen Polarisation von Photon 1 auf La Palma.

Die Komplexität des Aufbaus und die umweltbedingten Einflüsse (Temperaturschwankungen, Sandstürme, Nebel, Regen, Schnee) waren für das Experiment eine große Herausforderung. Sie erforderten auch eine Kombination modernster quantenoptischer Technologien, was die Quelle der verschränkten Lichtteilchen, die Messgeräte und die zeitliche Synchronisation der beiden Laboratorien betrifft.

Das Experiment stellt damit einen Meilenstein dar, der die Reife und Anwendbarkeit dieser Technologien für zukünftige globale Quantennetzwerke demonstriert. Für den nächsten Schritt der satelliten-basierten Quantenteleportation hat eine internationale Kooperation der Österreichischen und Chinesischen Akademie der Wissenschaften zum Ziel, in absehbarer Zukunft einen gemeinsamen Satelliten in den Weltraum zu schießen.

Originalveröffentlichung: Xiao-song Ma, Thomas Herbst, Thomas Scheidl, Daqing Wang, Sebastian Kropatschek, William Naylor, Bernhard Wittmann, Alexandra Mech, Johannes Kofler, Elena Anisimova, Vadim Makarov, Thomas Jennewein, Rupert Ursin, Anton Zeilinger Quantum teleportation over 143 kilometres using active feed-forward Nature, 5. September 2012, Advance Online Publication, DOI:10.1038/nature11472

Quelle: Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching

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