Simulation der desynchronisierenden Wirkung von Stimulationsverfahren

In diesem Themenbereich untersuchen wir den sogenannten „Anti-Kindling“ Effekt bei unterschiedlichen Stimulationsverfahren, insbesondere bei der Standard-Hochfrequenz(HF)-Stimulation, bei der Coordinated Reset (CR®)-Stimulation und bei Verfahren, die eine zeitverzögerte Rückkopplung der neuronalen Signale verwenden. Die Untersuchungen werden mittels eines mathematischen Modells der anatomischen Zielstrukturen vorgenommen.

Unterschiedliche Stimulationsmechanismen können dazu führen, dass vielfältige neuronale Strukturen aktiviert werden, die durch Ihre inhibitorische oder exzitatorische Wirkung die neuronale Dynamik auf sehr differenzierte Weise beeinflussen. Die bisher durchgeführten Untersuchungen zeigen beispielsweise (Hauptmann & Tass, BioSystems 2007), dass ein rein exzitatorischer Stimulationsmechanismus sowohl bei HF- also auch bei CR®-Stimulation zu einer dauerhaften Reduktion der krankhaften Synchronisation führen kann, wobei die neuronale Plastizität berücksichtigt werden muss. Bei einer Mischung der Stimulationsmechanismen führt nur die neuartige CR®-Stimulation zu lang-anhaltenden therapeutischen Effekten.

Einfluss der Stimulation auf die physiologische Signalverarbeitung

Der Verlust einer gerichteten Signalverarbeitung ist eine wichtige Hypothese für die Erklärung funktionaler Defizite, welche der Parkinson‘schen Erkrankung zugeordnet werden. Unter Zuhilfenahme eines mathematischen Modells untersuchen wir in diesem Themenbereich den Einfluss der elektrischen Stimulation auf die Fähigkeit der Signalverarbeitung der gestörten neuronalen Strukturen. Um dies zu bewerkstelligen, werden neben den synaptischen Verbindungen und der spontanen neuronalen Aktivität auch schwache sensorische Inputs berücksichtigt, welche das zu verarbeitende Signal darstellen. Wir können zeigen, dass schwache desynchronisierende Stimulation, hier wurde der Coordinated Reset (CR®)- verwendet, zu einer Wiederherstellung der Strukturen führen kann, die eine effektive Signalverarbeitung gewährleisten. Gleichzeitig führt die desynchronisierende Stimulation zu einer dauerhaften Reduktion der krankhaften Synchronisation.

Die marine Agrarkultur

Nur ein Prozent der weltweiten Wüstenfläche reicht jetzt aus, um darauf klimaneutralen Sprit, Strom und Gas für die gesamte Menschheit zu produzieren.

Schleichende und unblutige Revolutionen sind meistens erst im Nachhinein identifiziert worden. Anfang des 21. Jahrhunderts ist das anders. Die dritte Industrielle Revolution steht unmittelbar bevor. Wer aufmerksam unterwegs ist, spürt das jeden Tag.

Als Mitte des 18. Jahrhunderts die Dampfmaschine erfunden wurde, löste das die erste Industrielle Revolution aus. Begleitet wurde die neue Technik von immensen kulturellen und gesellschaftlichen Umwälzungen. Die zweite Industrielle Revolution nahm Gestalt an, als Ende des 19. Jahrhunderts zahlreiche Erfindungen in der Elektrotechnik das Leben und den Umgang der Menschen veränderten. Neue Kommunikationssysteme wie das Telefon oder das Radio krempelten das gesellschaftliche Leben um.

Anfang des 21. Jahrhunderts befinden wir uns in der Startphase der dritten Industriellen Revolution. Ein weiteres Mal sorgen technologische und kommunikative Quantensprünge für massive Umbrüche. Alle Blicke richten sich dabei auf die Dynamik der Globalisierung und den Kampf gegen die Erderwärmung. Neue Technologien, vor allem zur Gewinnung erneuerbarer Energien, rütteln an den Grundfesten unserer in den letzten drei Jahrhunderten gewachsenen Industriegesellschaft. Zusätzlich befeuert wird dies durch die permanenten Innovationsschübe in der Informations- und Kommunikationstechnik: Digitales Wissensmanagement treibt die neue Industrierevolution an. Neue Ideen schwirren in Sekunden um den Erdball, Kontakte und Kooperationen haben sich potenziert. Erst mit Hilfe der modernen Kommunikationsformen konnte die Globalisierung so schnell wachsen.

Mit dem Internet hat sich die Menschheit in den Zustand eines intelligenten Superorganismus katapultiert. Der renommierte Systemtheoretiker Ervin Laszlo glaubt sogar, der Superorganismus Menschheit bewege sich in der aktuellen historischen Phase auf eine höhere Intelligenzebene zu. Er sieht ein planetarisches Bewusstsein heranreifen. Beste Voraussetzungen, sich den wirtschaftlichen, ökologischen und sozialen Herausforderungen unserer Zeit zu stellen.

Zu der Schlüsseltechnologie dieser dritten Industriellen Revolution wird sich das vom weltweit führenden Algenexperten Dr. Bernd Kroon Verfahren – die massenhafte Zucht von Meeresplankton in der Wüste – entwickeln. Dafür hat er den Begriffmarine Agrarkultur gewählt. Riesige, bisher für Menschen nutzlose Flächen können damit in den nächsten Jahrzehnten zu den nützlichsten überhaupt werden: Die kargen Landstriche und Wüsten Afrikas werden industriell erblühen und der Menschheit eine ganz neue, ganz andere Wirtschaftsperspektive eröffnen.

Richtig eingesetzt, ist die marine Agrarkultur im Stande, die größten Probleme des 21. Jahrhunderts überwindbar zu machen. Die Planktonindustrie wird Hunger und Elend vertreiben, Hunderttausende von Arbeitsplätzen schaffen, ganze Länder in ihren gesellschaftlichen Strukturen festigen können. Der neue Rohstoff wird die komplette Weltwirtschaft in eine neue Umlaufbahn katapultieren. Uns steht ein neues Zeitalter bevor: Gerechtes Wirtschaften in friedlicher Koevolution mit unserer Erde.

(Chemie)