(aid) – Die aus Südamerika stammende Quinoa (Chenopodium quinoa) wird häufig als Reis der Inkas bezeichnet, obwohl sie zur Familie der Fuchsschwanzgewächse gehört und damit eher mit dem Spinat oder den Rüben verwandt ist. Quinoa ist seit über 6.000 Jahren gemeinsam mit Amaranth einer der Hauptstärkelieferanten Südamerikas. Sie wird überwiegend in den Hochebenen der Anden oberhalb von 4.000 Meter angebaut, da die Pflanzen geringe Ansprüche an Boden und Wasser stellen. Die einjährige Pflanze, die auch als Reismelde, Inkakorn, Andenhirse oder Perureis bekannt ist, erreicht 0,5 bis 1,5 Meter Höhe. Die dicklichen Blätter sind am Rand gezähnt und die grünen Blüten sind eher unscheinbar.

Die mineralstoffreichen Blätter kommen als Gemüse oder Salat auf den Tisch. Die senfkorngroßen Nussfrüchte haben eine getreideähnliche Zusammensetzung, weswegen Quinoa und auch Amaranth, als glutenfreies Pseudogetreide bezeichnet wird. Der Gehalt an Eiweiß und einigen Mineralien (vor allem Magnesium und Eisen) übertrifft dabei den gängiger Getreidearten. Dagegen enthalten Quinoasamen kein Vitamin A oder C. Das Fett besteht zu über der Hälfte aus ungesättigten Fettsäuren. Quinoa sollte licht- und luftgeschützt gelagert werden, da er wegen seines hohen Fettgehaltes ranzig werden kann.

Im Handel wird Quinoa pur oder als Zutat in Müslimischungen angeboten. Gerade für unter Zöliakie Leidende (Glutenunverträglichkeit) kommt es als vollwertiger Getreideersatz infrage. Es eignet sich zudem für die Herstellung von glutenfreiem Bier.

Die Weltproduktion liegt bei über 80.000 Tonnen, wobei in Peru, Bolivien und Ecuador die Hauptanbaugebiete liegen. Wird Quinoa in unseren Breiten angebaut, so erfolgt die Aussaat meist im April; die Ernte erfolgt ab September. Aufgrund des ungleichmäßigen Reifens der Körner, muss nach der Ernte eine Trocknung erfolgen.

Den Schutz vor Schädlingen erreicht Quinoa durch bitter schmeckende Saponine, weswegen Quinoa in ungeschältem Zustand ungenießbar ist. Quinoa kommt geschält oder gewaschen und dadurch vom Saponin befreit und entbittert in den Handel. Durch ein Erhitzen kann rund ein Drittel der eventuell verbliebenen Saponine unschädlich gemacht werden. Der mögliche Restgehalt an Saponinen schädigt den Menschen nicht, da sie kaum vom Darm aufgenommen werden.

Dr. Jörg Häseler, www.aid.de

Gehirn noch immer der effizienteste Rechner

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum, der Technischen Universität Hamburg-Harburg, des Helmholtz-Institutes Ulm und der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) wollen gemeinsam Lern- und Gedächtnisprozesse des menschlichen Gehirns technisch nachbilden. Wie die Deutsche Forschungsgemeinschaft in der vergangenen Woche bekannt gab, unterstützt sie das Projekt mit zwei Millionen Euro für die ersten drei Jahre.

Computer und Gehirn: rechnen versus schätzen

Trotz stetig leistungsfähigerer Computer ist das Gehirn noch immer in vielen Bereichen der effizienteste Rechner der Welt. Das liegt daran, dass sich die Informationsverarbeitung jeweils stark unterscheidet. Die Technik trennt Datenspeicherung und Logik streng voneinander und mathematische Probleme werden in kleine logische Schritte unterteilt, die dann möglichst schnell wiederholt abgearbeitet werden. Unser Gehirn hingegen erkennt sprachliche und visuelle Muster, führt aber keine genau definierten Rechenschritte durch. Vielmehr „schätzt“ es und kann so sich fortlaufend ändernde und teilweise lückenhaft eingehende Informationen verknüpfen. Ein gigantisches Netzwerk aus etwa 100 Milliarden Neuronen, von denen jedes einzelne über 1000 Synapsen mit anderen Neuronen verbunden ist, ist daran beteiligt. Lernen und Gedächtnis beruhen darauf, dass sich dieses Netzwerk durch neue Informationen ständig verändert. Hierbei werden Verbindungen über Synapsen gestärkt, andere aber auch geschwächt. Das führt zu einem weiteren Vorteil biologischer Datenverarbeitung: Das Gehirn ist in der Lage zu abstrahieren und Erfahrungen auf neue Situationen anzuwenden.

Künstliche Intelligenz durch neuartige Bauteile

Moderne Computer funktionieren im Prinzip genauso wie ihre Vorläufer in den vierziger Jahren des letzten Jahrhunderts. „Die digitale Revolution, man denke an Internet und Smartphone, begründet sich auf der enormen Steigerung der Informationsverarbeitung in Transistoren und der Möglichkeit, riesige Datenmengen zu speichern“, sagt Physiker Professor Hermann Kohlstedt von der Uni Kiel, Sprecher der neuen Forschergruppe FOR 2093. „Unser Ziel ist eine echte technische Revolution, nämlich die Nachbildung biologischer Lern- und Gedächtnisprozesse.“ Für dieses ehrgeizige Ziel nehmen sich die Forschenden den Hippocampus vor. Dieser Teil des Gehirns ist insbesondere für die Gedächtnisbildung extrem wichtig. Fachwissen darüber steuert die Neurologie des Kieler Universitätsklinikums (UKSH) bei. „Neurowissenschaftler verstehen immer besser wie das Gehirn funktioniert, von der molekularen Ebene bis hin zur Verschaltung ganzer Hirnbereiche“, sagt Professor Thorsten Bartsch, Neurologe am UKSH und Mitglied der Forschergruppe.

Neuartige Bauteile entwickeln

Einfach technisch nachbauen lassen sich aber selbst schlichtere neuronale Schaltkreise nicht. Um speziell den trisynaptischen Schaltkreis nachzubilden, will die Forschergruppe neuartige Bauteile entwickeln. „Memristive Bauelemente bieten einen interessanten Ansatz, elektronische Schaltungen aufzubauen, die ihrem biologischen Pendant näher kommen als alles bisher entwickelte“, erzählt Dr. Martin Ziegler aus der Nanoelektronik der Kieler Uni. Sogenannte Memristoren sind passive elektrische Bauteile, deren ohmscher Widerstand nicht konstant ist, sondern von ihrer elektrischen „Vorgeschichte“ abhängt.

Das Bauteil merkt sich wie viele Ladungen in welche Richtungen geflossen sind und stellt seinen Widerstand entsprechend ein. Mit ihrem Projekt „Memristive Bauelemente für neuronale Schaltungen“ schlägt die Forschergruppe eine Brücke zwischen Grundlagenforschung und Anwendungsorientierung. Dr. Thomas Mussenbrock, Elektrotechniker an der Universität Bochum und stellvertretender Sprecher des Verbunds, ist vom Erfolg des Forschungsvorhabens überzeugt: „Ich bin mir sicher, dass es uns durch die hier beabsichtigte enge und fachübergreifende Zusammenarbeit zwischen Neurologen, Systemtheoretikern sowie der Materialwissenschaft und Nanoelektronik gelingen wird, neurobiologische Schaltungsprinzpien in technische Systeme zu übertragen.“

Quelle/Text/Redaktion: Denis Schimmelpfennig, Uni Kiel, www.ruhr-uni-bochum.de/

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