5 Minuten Bewegung am Tag können das Demenzrisiko um 41 % senken; Durch das Aufbrühen von Tee können Schwermetalle aus dem Wasser entfernt werden | Technologie-Wochenzeitung

Zusammengestellt von Zhou Shuyi und Pingsheng

Einige Antidepressiva können den kognitiven Abbau bei Demenzpatienten verschlimmern

Ein Antidepressivum namens selektiver Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRI) wird einer am 25. Februar in BMC Medicine veröffentlichten Studie zufolge mit einem schnelleren Abbau kognitiver Fähigkeiten bei Demenzkranken in Verbindung gebracht. Die Autoren weisen darauf hin, dass weitere Forschung erforderlich ist, um die Risikounterschiede bei Demenzkranken, die unterschiedliche Klassen von Antidepressiva einnehmen, zu beurteilen.

Antidepressiva werden bei Patienten mit Demenz häufig eingesetzt, um neuropsychiatrische Symptome wie Angstzustände, Depressionen, aggressives Verhalten und Schlafstörungen zu lindern. „Depressive Symptome verschlimmern den kognitiven Abbau und beeinträchtigen die Lebensqualität, daher ist ihre Behandlung von entscheidender Bedeutung“, sagte Sara Garcia Ptacek, eine der Autorinnen des Artikels. „Unsere Erkenntnisse könnten Gesundheitsdienstleistern dabei helfen, geeignetere Antidepressiva für Menschen mit Demenz auszuwählen.“

Zwischen 2007 und 2018 führten die Forscher in Schweden eine bevölkerungsbasierte Kohortenstudie durch, an der 18.740 Menschen mit Demenz mit einem Durchschnittsalter von 78,2 Jahren teilnahmen. Die Forscher verwendeten den Mini-Mental-Status-Test (MMSE), um die kognitiven Funktionen der Patienten wie Orientierung und Kurzzeitgedächtnis zu beurteilen. SSRIs waren in der Studienkohorte die am häufigsten verschriebenen Antidepressiva und machten 64,8 % aller Antidepressiva-Verschreibungen aus.

Die Ergebnisse zeigten, dass hohe SSRI-Dosen mit einem erhöhten Risiko für schwere Demenz verbunden waren. Eine SSRI-Einnahme von mehr als 1 DDD (definierte Tagesdosis, die Durchschnittsdosis häufig verschriebener Medikamente) war mit einem zusätzlichen Rückgang der kognitiven Werte um 0,42 Punkte pro Jahr verbunden. Von diesen war Escitalopram mit dem schnellsten kognitiven Abbau verbunden, gefolgt von Citalopram und Sertralin. Bei Menschen mit schwererer Demenz war der Zusammenhang sogar noch stärker. Die Studie ergab außerdem, dass Menschen mit Demenz, die zum Zeitpunkt der Diagnose oder danach mindestens ein SSRI einnahmen, ein höheres Risiko für Knochenbrüche und eine höhere Gesamtmortalität hatten. Männer erleben bei der Einnahme von Antidepressiva auch einen schnelleren kognitiven Abbau als Frauen.

Die Autoren weisen darauf hin, dass der Schweregrad der Demenz bei einzelnen Patienten unabhängig davon zum kognitiven Abbau beitragen kann, sodass es schwierig ist, die beobachteten Effekte ausschließlich auf die Einnahme von Antidepressiva zurückzuführen. Sie fügten hinzu, dass mehr Forschung nötig sei, um die Wechselwirkung zwischen bestimmten Antidepressiva und der Geschwindigkeit des kognitiven Abbaus bei Menschen mit Demenz zu klären.

Künstliche Süßstoffe können die Gesundheit der Blutgefäße schädigen

Von Diätlimonade bis hin zu zuckerfreiem Eis werden künstliche Süßstoffe seit langem als unbedenkliche Alternative zu Zucker vermarktet. Eine am 20. Februar in Cell Metabolism veröffentlichte Studie zeigte jedoch, dass Aspartam, ein weit verbreiteter künstlicher Süßstoff, negative Auswirkungen auf die Gefäßgesundheit haben kann.

Das Forschungsteam fand heraus, dass Aspartam den Insulinspiegel bei Tieren erhöhen kann. Diese Veränderung kann außerdem zu Arteriosklerose führen, der Ansammlung von Fettablagerungen in den Arterien. Mit der Zeit kann diese Ansammlung zu erhöhten Entzündungswerten führen und das Risiko eines Herzinfarkts und Schlaganfalls erheblich erhöhen.

Die Forscher fütterten Mäuse zwölf Wochen lang täglich mit einer Diät, die 0,15 % Aspartam enthielt. Das entspricht dem Konsum von drei Dosen Diätlimonade pro Tag bei einem Menschen. Im Vergleich zu Mäusen, die nicht mit dem Süßstoff gefüttert wurden, entwickelten mit Aspartam gefütterte Mäuse größere und zahlreichere Fettablagerungen in ihren Arterien und wiesen höhere Entzündungswerte auf, beides Anzeichen einer beeinträchtigten Herz-Kreislauf-Gesundheit.

Experimente haben gezeigt, dass der Insulinspiegel im Blut der Mäuse stark ansteigt, nachdem Aspartam in ihren Körper gelangt ist. Die Ergebnisse seien nicht überraschend, merken die Autoren an, da unser Mund, unser Darm und andere Gewebe voller Rezeptoren seien, die den süßen Geschmack erkennen und die Insulinausschüttung steuern. Aspartam, das 200-mal süßer ist als Haushaltszucker, scheint die Rezeptoren auszutricksen und sie dazu zu bringen, mehr Insulin auszuschütten.

Weitere Untersuchungen zeigten, dass erhöhte Insulinspiegel bei Mäusen die Bildung von Fettablagerungen in den Arterien direkt förderten, was darauf schließen lässt, dass Insulin ein wichtiger Faktor im Zusammenhang zwischen Aspartam und der Herz-Kreislauf-Gesundheit sein könnte. Auf dieser Grundlage untersuchten sie den Mechanismus, durch den erhöhte Insulinspiegel zur Bildung von Arterienplaques führen, und konzentrierten sich auf ein Immunsignalmolekül namens CX3CL1. Dieses Signalmolekül zeigt unter der Stimulation durch Insulin eine signifikante Aktivität und spielt somit eine Schlüsselrolle bei der Bildung von Arterienplaques.

„Der Blutfluss in den Arterien ist stark und die meisten Chemikalien werden normalerweise schnell weggespült, wenn das Herz schlägt“, erklären die Autoren. „Überraschenderweise wird CX3CL1 jedoch nicht weggespült. Es bleibt fest an der Oberfläche der Blutgefäßauskleidung haften und wirkt wie ein Köder, der vorbeikommende Immunzellen einfängt und einsammelt.“ Viele dieser eingeschlossenen Immunzellen können Gefäßentzündungen verursachen.

In Zukunft plant das Forschungsteam, seine Ergebnisse am Menschen zu validieren. Sie wiesen außerdem darauf hin, dass CX3CL1 angesichts der engen Verbindung zwischen Gefäßentzündungen und einer Reihe chronischer Erkrankungen wie Schlaganfall, Arthritis und Diabetes voraussichtlich auch ein potenzielles therapeutisches Ziel für andere chronische Erkrankungen als Herz-Kreislauf-Erkrankungen werden könnte.

Studie zeigt, dass das Aufbrühen von Tee Schwermetalle aus dem Wasser entfernen kann

In Maßen Tee zu trinken ist gut für die Gesundheit und das liegt nicht nur an den enthaltenen Geschmacksstoffen – eine neue Studie, die am 25. Februar in ACS Food Science & Technology veröffentlicht wurde, bestätigte, dass Tee beim Aufbrühen Schwermetalle wie Blei und Cadmium absorbieren und so die Wasserqualität verbessern kann.

„Teeblätter haben eine hochaktive Oberfläche, was eine nützliche Eigenschaft für Adsorptionsmaterialien ist und der Grund dafür ist, dass sie Aromastoffe schnell ins Wasser abgeben“, sagte Benjamin Shindel, einer der Autoren des Artikels. „Sie müssen nichts weiter tun, Sie geben die Teeblätter einfach in Wasser und sie entfernen die Metalle auf natürliche Weise.“

Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme von schwarzen Teeblättern, 300-fach vergrößert. Die faltige Oberfläche der Teeblätter vergrößert die Adsorptionsfläche. | Vinayak P. David Group/Northwestern University

Die neue Studie untersuchte die Auswirkungen verschiedener Teesorten, Teebeutel und Brühmethoden auf die Aufnahme von Schwermetallen. Die Ergebnisse zeigten, dass schwarzer Tee die Konzentration aller getesteten Schwermetallionen einschließlich Blei, Chrom und Cadmium reduzieren kann. Je länger die Brühzeit und je höher die Wassertemperatur, desto besser ist die Adsorptionswirkung. Durch 5-minütiges Ziehenlassen von schwarzem Tee kann die Bleiionenkonzentration im Wasser um etwa 15 % reduziert werden. Darüber hinaus hat gebrochener Tee eine bessere Adsorptionswirkung als ganze Teeblätter, schwarzer Tee, grüner Tee und weißer Tee sind besser als Kamillentee, Rooibos-Tee und Oolong-Tee und Teebeutel aus Zellulose sind besser als Teebeutel aus Baumwolle und Nylon.

Professor Michelle Francl vom Bryn Mawr College in den USA warnte: „Wenn Sie sich wegen Schwermetallen in Ihrem Wasser Sorgen machen, glauben Sie nicht, dass das Trinken von Tee das Problem lösen wird.“ Sie fügte jedoch hinzu, dass die Forschung „einige interessante Richtungen aufzeige“, die dazu beitragen würden, praktische Methoden zur Entfernung von Schadstoffen aus dem Wasser zu entwickeln, was in vielen Teilen der Welt dringend erforderlich sei.

Der Mars hatte einst Strände und Ozeane

Einer neuen Studie zufolge, die am 24. Februar in PNAS veröffentlicht wurde, war der Mars einst möglicherweise ein Ort mit strahlendem Sonnenschein, weichen Sandstränden und sanften Meereswellen.

Zahlreiche frühere Studien auf Grundlage von Fernerkundungsbildern haben ergeben, dass es auf der Oberfläche des Mars typische Fließgewässerformationen wie ausgetrocknete Flussbetten, Schwemmfächer und Deltas gibt. Dies deutet darauf hin, dass es in der Geschichte des Mars möglicherweise große Mengen flüssigen Wassers gegeben hat. Es ist jedoch umstritten, ob es in den nördlichen Tiefebenen des Mars einen urzeitlichen Ozean gab. Dies liegt vor allem daran, dass die aus Fernerkundungsdaten abgeleitete Höhenverteilung der alten Küstenlinien inkonsistent ist und dass die Einschlag-, Verwitterungs- und Umformungsprozesse, denen die Marsoberfläche in den letzten vier Milliarden Jahren ausgesetzt war, direkte Oberflächenbeweise verdeckt haben.

Schematische Darstellung des Entstehungsprozesses des unterirdischen geneigten Sedimentgeländes am Landeplatz von „Zhurong“. A, durch Gezeitenwirkung gebildete Schichtstruktur; B. Als sich die alte Küstenlinie zurückzog, verschwand flüssiges Wasser und die Sedimentation hörte auf. Anschließend veränderten langfristige physikalische und chemische Verwitterungsprozesse die Eigenschaften von Gesteinen und Mineralien und bildeten die Oberflächenschichten des Mars. Das Ergebnis war, dass die Sedimente vom heutigen Oberflächenboden des Mars bedeckt wurden.

Ein internationales Forschungsteam nutzte Daten des Marsrovers Zhurong, um eine Reihe von Reflexionsschichten mit Neigungen von 6°-20° in 10 bis 35 Metern Tiefe zu identifizieren. Die Schichten sind durchgehend über 1,3 Kilometer verteilt und alle in Richtung der nördlichen Tiefebene geneigt. Diese Strukturen stimmen weitgehend mit den Eigenschaften der Küstenablagerungen auf der Erde überein und ihre Konsistenz und physikalischen Eigenschaften schließen andere Ursachen wie vom Wind verwehte Sandhaufen, Lavaröhren oder alluviale Flussablagerungen aus. Das großflächige Vorkommen dieser Sedimente lässt darauf schließen, dass der durch Windwellen angetriebene Küstentransport für einen stetigen Nettozufluss von Sedimenten an die Küste sorgte und eine Küstenvorlandstruktur bildete, eine Struktur, die sich nur im Kontext eines großen, beständigen und stabilen Gewässers bilden kann und nicht nur als örtlich begrenztes und vorübergehendes Schmelzwasserphänomen auftritt. Diese Studie liefert nicht nur wichtige unterirdische Beweise für die Existenz eines urzeitlichen Ozeans in den nördlichen Ebenen des Mars, sondern zeigt auch, dass der Mars einst über lange Zeiträume hinweg ein warmes und feuchtes Klima aufwies, was bedeutet, dass auf dem Mars über lange Zeit Temperatur- und Luftdruckbedingungen herrschten, die für die Existenz von flüssigem Wasser geeignet waren.

Ein imaginäres Bild des Mars vor 3,6 Milliarden Jahren. Die blauen Bereiche zeigen den inzwischen verschwundenen Paläo-Ozean und die Küstenlinie von Deuteronilus. Orangefarbener Stern: Landeplatz des Vulcan-Rovers; gelber Stern: Landeplatz des Rovers Perseverance. | Robert Citron

Die größte Bedeutung dieser Entdeckung liege darin, dass sie die Hinweise auf flüssiges Wasser auf dem Mars von den dünn besiedelten Polarregionen auf die für menschliche Aktivitäten besser geeigneten mittleren und niedrigen Breitengrade ausweite. Wenn es hier einst einen Ozean gab, könnten im Zuge des Klimawandels große Wassermengen in Form von unterirdischem Eis eingeschlossen sein, was die Nutzung der Wasserressourcen in zukünftigen Marsbasen ermöglichen würde.

5 Minuten Bewegung am Tag können das Demenzrisiko um 41 % senken

Eine neue Studie der Johns Hopkins University in den USA ergab, dass etwa 35 Minuten mäßig bis intensiver körperlicher Betätigung pro Woche das Demenzrisiko bei Menschen mittleren und höheren Alters um 41 % senken können.

Das Forschungsteam veröffentlichte einen Artikel im Journal of the American Medical Directors Association, in dem es erklärte, dass es Daten aus einer großen Langzeitstudie in Großbritannien verwendet habe, um den Zusammenhang zwischen den Trainingsgewohnheiten von fast 90.000 Erwachsenen und dem Risiko, innerhalb weniger Jahre an Demenz zu erkranken, zu analysieren und sei zu dem oben genannten Schluss gekommen. Die meisten dieser Menschen sind über 50 Jahre alt und haben zwischen 2013 und 2015 mit Sportarmbändern ihre Trainingszeiten aufgezeichnet. Während des durchschnittlichen Nachbeobachtungszeitraums von 4,4 Jahren wurde bei 735 Menschen eine Demenz diagnostiziert.

Die Analyse ergab, dass das Demenzrisiko umso stärker sinkt, je länger die tägliche Bewegung dauert. Im Vergleich zu keiner körperlichen Betätigung war eine körperliche Betätigung von 35 bis 70 Minuten pro Woche mit einem um 60 Prozent geringeren Demenzrisiko verbunden, eine körperliche Betätigung von 70 bis 140 Minuten mit 63 Prozent und eine Betätigung von mehr als 140 Minuten mit 69 Prozent. Forscher sagen, dass dies bedeutet, dass bereits fünf Minuten Bewegung am Tag eine erhebliche Wirkung haben können.

Demenz, vertreten durch die Alzheimer-Krankheit, ist eine der Hauptursachen für die verminderte Lebensqualität älterer Menschen und es gibt derzeit keine wirksame Behandlung. Die medizinische Fachwelt hat bereits darauf hingewiesen, dass ein gesunder Lebensstil zur Vorbeugung von Demenz beitragen kann. Es ist jedoch unklar, wie viel Bewegung mindestens erforderlich ist, um einen spürbaren Effekt zu erzielen. (Nachrichtenagentur Xinhua)

Gehirn-Computer-Schnittstelle, die sich gemeinsam mit dem Gehirn weiterentwickeln kann

In einem am 17. Februar in Nature Electronics veröffentlichten Artikel entwickelten Forscher eine neue Gehirn-Computer-Schnittstellenlösung auf Basis von gehirnähnlichen Memristor-Computerchips, die eine langfristige, stabile, effiziente und hochpräzise EEG-Dekodierung sowie eine Gehirn-Computer-Koevolution ermöglicht.

Herkömmliche Gehirn-Computer-Schnittstellen stehen vor zwei großen Herausforderungen: Das menschliche Gehirn ist ein komplexes dynamisches System, und EEG-Signale weisen eine starke Variabilität auf, wodurch die langfristige gegenseitige Anpassungsfähigkeit zwischen Gehirn und Maschine geschwächt wird und die Arbeitsleistung mit der Zeit stark nachlässt; Gleichzeitig hat sich mit der Ausweitung der Anwendungsszenarien die Anzahl der Kanäle für die EEG-Signalerfassung dramatisch erhöht und der Dekodierungsalgorithmus ist komplexer geworden, was enorme Herausforderungen für eine effiziente und Echtzeit-EEG-Verarbeitung mit sich bringt.

Das Team entwickelte einen 128-Kb-Memristor-Chip als adaptiven EEG-Decoder und baute ein komplettes Gehirn-Computer-Schnittstellensystem. Der Memristor-Chip verwendet eine einstufige Dekodierungsstrategie, die die Rechenkomplexität um das 6,5-fache reduziert und die Auswirkungen der nicht idealen Eigenschaften des Memristors auf die Rechengenauigkeit verringert. Im Vergleich zur herkömmlichen CPU-Lösung ist die normalisierte Dekodierungsgeschwindigkeit der Memristor-Chip-Lösung um zwei Größenordnungen erhöht und der Energieverbrauch um drei Größenordnungen reduziert. Das Team entwickelte außerdem ein interaktives Update-Framework, das fehlerbezogene Potentiale (ErrPs) als Feedback-Signal des Gehirns für die Memristor-Dekodierungsergebnisse nutzt. Während des Experiments wurden dynamisch neue Proben gesammelt, um den Memristor-Decoder zu aktualisieren, sodass er sich gemeinsam mit den sich dynamisch ändernden Gehirnsignalen weiterentwickeln und anpassen konnte. In einem Mensch-Computer-Interaktionsexperiment mit zehn Probanden und einer durchschnittlichen Dauer von sechs Stunden verbesserte die Gehirn-Computer-Schnittstelle mit Koevolutionsfunktion die Dekodierungsgenauigkeit im Vergleich zur herkömmlichen Schnittstelle um etwa 20 %. In diesem Experiment zeigte das Beitragsverhältnis des Gehirns und des Decoders dynamische Änderungen: Im Frühstadium wurde der Decoder hauptsächlich adaptiv aktualisiert. Im Laufe der Zeit nahm der Beitrag des Gehirns schrittweise zu, bis schließlich ein dynamisches Gleichgewicht zwischen beiden erreicht wurde, was den Prozess der Koevolution von Gehirn und Maschine demonstrierte.

Mithilfe einer neuen Gehirn-Computer-Schnittstelle ist ein gehirngesteuerter Drohnenflug in Echtzeit möglich | Naturelektronik

Die Forscher erklärten: „Diese Studie hat erstmals das Konzept der Gehirn-Computer-Koevolution vorgestellt. Durch die Nutzung der hohen Energieeffizienz von Memristoren, die Speicherung, Berechnung und Leitfähigkeitsaktualisierung vor Ort integrieren, hat die adaptive EEG-Dekodierung auf Basis gehirnähnlicher Chips bahnbrechende Fortschritte bei der Hardware-Effizienz und Dekodierungsgenauigkeit erzielt. Sie eignet sich nicht nur für verschiedene Gehirn-Computer-Schnittstellensysteme, sondern kann auch auf andere Anwendungsfelder wie neuronale Regulation, motorische Rehabilitation und virtuelle Realität ausgeweitet werden.“

Beobachtungen der Woche aus der KI-Branche

The Lancet Digital Health: „KI-gestütztes Screening hat die Krebserkennungsraten deutlich verbessert und den kritischen Punkt der Veränderung bei der Brustkrebsvorsorge überschritten. Doppeltes Lesen könnte der Vergangenheit angehören.“

Die MASAI-Studie ist die weltweit erste randomisierte kontrollierte Studie zur Bewertung der KI-gestützten Mammographie und wurde im Rahmen des schwedischen Brustkrebs-Screening-Programms durchgeführt. In einer neuen Studie wurden 105.915 Teilnehmer der MASAI-Studie analysiert. Dabei stellte sich heraus, dass im Vergleich zur standardmäßigen Befundung durch Radiologen durch KI-gestütztes Screening die Krebserkennungsrate um 29 % (6,4 Fälle pro 1.000 Personen gegenüber 5,0 Fällen pro 1.000 Personen, P=0,0021) und die Früherkennungsrate von invasivem Krebs um 24 % stieg; Die Trefferquote und die Falsch-Positiv-Rate stiegen leicht, jedoch nicht signifikant. Darüber hinaus reduzierte die KI-gestützte Strategie auch den Arbeitsaufwand der Ärzte beim Lesen von Filmen um 44,3 %.

Microsoft-CEO Satya Nadella: „Wenn wir sagen, dass dies wie die industrielle Revolution ist, dann müssen wir ein Wachstum wie in der industriellen Revolution erreichen. … Wir behaupten, einige Meilensteine ​​der künstlichen Intelligenz (AGI) erreicht zu haben, aber meiner Meinung nach ist das nur ein bedeutungsloses Zahlenspiel. Der wahre Maßstab sollte sein: Die Weltwirtschaft wächst um 10 %.“

Nadella sagte in einem Podcast-Interview vom 19. Februar, er habe den Hype um AGI satt.

xAI: „Grok 3 ist jetzt kostenlos verfügbar (bis unsere Server abstürzen).“

Am 20. Februar erklärte Elon Musks KI-Unternehmen xAI im sozialen Netzwerk X, dass seine künstliche Intelligenz Grok 3 allen Benutzern kostenlos zur Verfügung stehen werde.

Anthropic: „Claude 3.7 Sonnet zeigt insbesondere deutliche Verbesserungen in der Programmierung und Front-End-Webentwicklung.“

Am 25. Februar veröffentlichte Anthropic das weltweit erste „Hybrid-Reasoning-Modell“ Claude 3.7 Sonnet, das nahezu augenblickliche Antworten liefern und gleichzeitig detaillierte schrittweise Denkprozesse darstellen kann und so die Leistung in Mathematik, Physik, beim Befolgen von Anweisungen, beim Programmieren und in anderen Bereichen verbessert. Darüber hinaus kann das gleichzeitig gestartete Befehlszeilentool Claude Code Entwicklern dabei helfen, eine Reihe von technischen Aufgaben zu erledigen, indem es Vorgänge wie das Suchen und Bearbeiten von Code, das Ausführen von Tests und das Senden von Code an GitHub unterstützt.

OpenAI-CEO Sam Altman: „Die gute Nachricht ist, dass dies das erste Modell ist, bei dem ich das Gefühl habe, mit einer nachdenklichen Person zu sprechen. Ich habe mich mehrmals in meinem Stuhl zurückgelehnt und war erstaunt über die wirklich nützlichen Ratschläge, die ich von der KI erhalten konnte. Die schlechte Nachricht ist, dass dieses Modell groß und teuer ist.“

Am 27. Februar veröffentlichte OpenAI eine Forschungsvorschauversion von GPT-4.5 und gab an, dass es sich dabei um das bislang größte und beste Chat-Modell von OpenAI handele. Mithilfe des unüberwachten Lernens ist die interaktive Erfahrung von GPT-4.5 natürlicher, sein Wissen tiefgründiger und rücksichtsvoller, was eine höhere „emotionale Intelligenz“ zeigt.

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