Rätsel der Wissenschaft

Können Tiere träumen? Wer mit Haustieren lebt, wird diese Frage wahrscheinlich mit Ja beantworten. Hunde, die im Schlaf wild japsen und die Pfoten bewegen oder Katzen, die schlafend auf der Couch scheinbar Mäuse fangen, erwecken jedenfalls den Anschein, intensiv zu träumen. Wissenschaftliche Nachweise für Träume bei Tieren zu erbringen, ist jedoch alles andere als einfach. Lange Zeit galt die Forschung dazu sogar als unwissenschaftlich oder irrelevant. In den vergangenen Jahren hat die tierische Traumforschung aber große Fortschritte gemacht. So zeigt sich etwa, dass die Schlafphasen zahlreicher Spezies denen von Menschen erstaunlich ähnlich sind. Am meisten und intensivsten träumen Menschen im sogenannten REM-Schlaf, in dem auch die Gehirnaktivität zunimmt. Inzwischen wurden REM-ähnliche Schlafphasen nicht nur bei vielen anderen Säugetieren entdeckt, sondern auch bei Vögeln, Fischen, Kraken und sogar bei Spinnen. Die Schlafphase allein beweist noch nicht, dass ein Tier auch tatsächlich träumt. Die Hirnforschung liefert aber immer mehr Hinweise darauf, was sich im tierischen Schlaf abspielt: Bei manchen Vögeln etwa gleicht die neuronale Aktivität im REM-Schlaf jener beim Fliegen oder Singen, bei Ratten sind wiederum dieselben Muster wie beim Lösen von Aufgaben im Wachzustand erkennbar. Träumen Vögel also vom Fliegen und Ratten von Labyrinthen? Durchleben Tiere auch Albträume? Und was hat es mit einem revolutionären Katzenexperiment aus den 1960er-Jahren auf sich, dass die Samtpfoten zu Schlafwandlern machte? Diesen Fragen gehen David Rennert und Tanja Traxler in der neuen Folge von "Rätsel der Wissenschaft" nach.

Als 1937 von einem Hochgebirgsobservatorium nahe Innsbruck eine Serie unscheinbarer Fotoplatten zur Auswertung gebracht wird, ahnt noch niemand, dass damit ein neues Kapitel der Physik beginnt. Die Platten zeigen sternförmige Spuren – mehrere Teilchenbahnen, die von einem gemeinsamen Zentrum ausgehen. Es sind die ersten direkten Nachweise sogenannter "Zertrümmerungssterne": Kernreaktionen, ausgelöst durch hochenergetische Teilchen aus dem Weltraum. Das Experiment stammt von der Wiener Physikerin Marietta Blau. Gemeinsam mit ihrer Mitarbeiterin Hertha Wambacher hat sie eine Methode perfektioniert, mit der Kernreaktionen erstmals direkt sichtbar werden. Diese fotografische Technik sollte zu einer Grundlage für die moderne Hochenergie- und Teilchenphysik werden. Doch während das Forschungsfeld regelrecht explodiert und schon wenige Jahre später neue Elementarteilchen entdeckt werden, wird Blau aus der Wissenschaft gedrängt – und weitgehend vergessen. In der ersten Folge von "Inside Science", einer Spezialausgabe des STANDARD-Podcasts "Rätsel der Wissenschaft", beleuchten David Rennert und Tanja Traxler das Leben von Marietta Blau und analysieren mit der Physikerin Francesca Ferlaino die Situation von Frauen in der Physik.

Der 14. September 2015 ist in die Wissenschaftsgeschichte eingegangen – auch wenn die Weltöffentlichkeit erst Monate später davon erfuhr. An diesem Tag registrierten die Detektoren des LIGO-Observatoriums in den USA ein Signal, das auf winzige Verzerrungen der Raumzeit hindeutete. Verursacht wurden diese Verzerrungen, wie sich später herausstellte, von einem atemberaubenden Phänomen: Es entstand durch die Verschmelzung zweier sehr massereicher schwarzer Löcher in rund 1,3 Milliarden Lichtjahren Entfernung. Die Beobachtung war ein Meilenstein für die Wissenschaft: Es war die erste direkte Messung von Gravitationswellen, der erste direkte Nachweis verschmelzender Schwarzer Löcher und die Bestätigung einer zentralen Vorhersage in Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie. Dafür gab es nicht nur bald Nobelpreise, es war auch die Geburtsstunde der Gravitationswellenastronomie. Wie misst man Verformungen der Struktur von Raum und Zeit überhaupt? Und was können wir aus diesen Signalen über das Universum lernen? Darüber sprechen David Rennert und Tanja Traxler in der aktuellen Folge des STANDARD-Wissenschaftspodcasts "Rätsel der Wissenschaft".

Was passiert, wenn wir sterben? So grundlegend diese Frage ist, so schwierig ist es, eindeutige Antworten darauf zu finden. Viele Faktoren beeinflussen, wie Menschen sterben und wie der Tod subjektiv erlebt wird. Diese Vorgänge wissenschaftlich zu erforschen ist aber alles andere als einfach. Physiologische Untersuchungen zum Vorgang des Todes bringen schwerwiegende ethische Fragen mit sich. Und Erfahrungsberichte von reanimierten Patienten liegen zwar zahlreich vor, stammen aber eben von Überlebenden. Wie aussagekräftig sind sie?  In den vergangen Jahren konnte die Hirnforschung erstaunliche Einblicke in die neurologischen Prozesse des Todes gewinnen. So konnte die elektrochemische Entladungswelle, die das Gehirn Sterbender durchflutet, detailliert beobachtet werden. Dabei zeigte sich, dass dieser Vorgang, anders als lange angenommen, nicht unumkehrbar ist. Außerdem wiesen Forschende nach, dass die Hirnaktivität bei Sterbenden rapide ansteigen kann. Das könnte wiederum für Nahtoderfahrungen verantwortlich sein. Welche Funktionen haben diese Vorgänge? Sind Nahtoderfahrungen Teil eines neuronalen Notfallprogramms? Und was bedeutet das für die Reanimationsmedizin? Darüber sprechen David Rennert und Tanja Traxler mit dem Neurologen Jens Dreier (Charité Berlin) in der neuen Folge des STANDARD-Podcasts "Rätsel der Wissenschaft".