Einstein

Die eine Person nimmt schon beim Anschauen von Schokolade zu, der andere verträgt kein Obst – die Menschen verwerten Nahrungsmittel unterschiedlich. Welche Rolle spielen dabei Blutzuckerspiegel und DNA? Brauchen wir einen individualisierten Ernährungsplan?

Unberechenbarer Blutzuckerspiegel?

Studien zeigen, dass sich die Blutzuckerwerte nach Konsum des gleichen Lebensmittels von Mensch zu Mensch unterscheiden können.

Die «Einstein»-Moderatoren Kathrin Hönegger und Tobias Müller wollen herausfinden, wie ihr Glukosespiegel auf unterschiedliche Lebensmittel reagiert. Deshalb tracken die beiden 14 Tage lang alles, was sie essen und trinken und messen anschliessend ihren Blutzuckerspiegel. Auf welche Lebensmittel reagiert ihr Blutzuckerspiegel mit hohen Spitzen? Und was bedeutet das? Gibt es Überraschungen? Epidemiologe und Studienleiter Marcel Salathé von der EPFL begleitet die beiden bei diesem Experiment.

Blutzucker messen statt Kalorien zählen?

Ein extremes Auf und Ab des Blutzuckerspiegels kann zu Heisshungerattacken, Stimmungstiefs und ungewollten Fettpolstern führen. Dies behauptet zumindest Jessie Inchauspé, bekannt in den sozialen Medien als «Glucose Goddess». Gleichzeitig gibt sie auf ihren Kanälen Tipps, wie man der Achterbahn des Blutzuckerspiegels entkommt. Lia Bally, Ernährungsmedizinerin und Diabetologin des Inselspitals ordnet für «Einstein» ein, was die Tipps taugen und wie ernst man Blutzuckerspitzen wirklich nehmen sollte.

Personalisierte Ernährung im Spitzensport

Gute Regeneration und genügend Energie, wenn es drauf ankommt: Mit aufwendigen Messungen ermitteln die Ernährungswissenschaftlerinnen und Ernährungswissenschaftler am OYM, zu welcher Zeit ein Sportler seine individuelle Nährstoffmenge zu sich nehmen soll. So machen sie auch aus jungen Eishockeytalenten Profiathleten auf dem Eis.

Ein neuer Lehrstuhl für personalisierte Ernährung

Menschen sind einzigartig und ihre Ernährungsbedürfnisse sind es auch, deshalb reichen allgemeine Ernährungsempfehlungen künftig nicht mehr aus. Ernährungsexpertin Katja Lotz sieht die personalisierte Ernährung als Zukunftsmodell. Die Digitalisierung ermögliche ganz neue Messmethoden – deshalb sei das individualisierte Essen eines der ganz grossen Trends im Ernährungssektor. Ganz neu bietet nun die Duale Hochschule Baden-Württemberg sogar einen Studiengang für personalisierte Ernährung an.

Fettabbau über die Atemluft messen

Forschende an der ETH Zürich haben gemeinsam mit dem Universitätsspital Zürich einen Sensor entwickelt, der anhand der Atemluft einer Person anzeigt, ob ihr Körper Fett verbrennt. Das eröffnet neue Möglichkeiten, denn die Messung erfolgt in Echtzeit und ist vollkommen schmerzfrei. Messungen mit dem Gerät haben gezeigt, dass auch hier Menschen völlig unterschiedlich reagieren. Während bei den einen schon nach zehn Minuten Sport die Fettverbrennung einsetzt, brauchen andere dafür über 40 Minuten. Das Messgerät kann schon bald eingesetzt werden – sei es bei einer Diät oder auch für das Training.

Aurum, EMS und Crossfit: Nach drei Monaten Training zieht «Einstein» Bilanz. Wie haben sich Muskelmasse, Kraft und Ausdauer entwickelt? Was sagt die Wissenschaft zu den Trainingsmethoden? Und was hilft, Fitnessvorsätze durchzuziehen? «Einstein» über Fitness, Muskelkult und den inneren Schweinehund.

Was bringt welches Training

Kathrin Hönegger trainiert mit dem aufstrebenden Aurumtraining. Sechs Minuten pro Woche soll Muskelmasse, Kraft und Kondition gleichermassen aufgebaut werden. Tobias Müller trainiert mit EMS. Dank Stromimpulsen sollen hier mit 20 Minuten Training pro Woche Resultate erzielt werden, wie normalerweise mehrere Stunden im Gym. Und Produzent Anatol Hug trainiert drei Mal pro Woche 60 Minuten funktionales Training, auch als Crossfit bekannt. Bringt mehr tatsächlich mehr? Nach drei Monaten Training misst die Universität die Fortschritte des «Einstein»-Teams. Wie haben sich Kraft, Ausdauer, Muskelmasse und Gewicht verändert. Und wie beurteilt die Wissenschaft die drei Trainings in puncto Effektivität, Gesundheizrisiken und Verletzungshäufigkeit?

Wie man den inneren Schweinehund überwindet

Dass Sport gesund ist, wissen alle. Trotzdem bewegen sich die meisten Schweizer zu wenig. Der innere Schweinehund hält einen immer wieder davon ab, die Fitnessziele in Tat umzusetzen. Die Sportpsychologin Julia Schüler erforscht, wie das Gehirn auf Anstrengung reagiert, wie man den inneren Schweinehund austricksen kann und ob sich bei intensivem Training nicht nur der Körper anpasst, sondern auch das Gehirn.

Muskelkult, Bodybuilding und Sucht

Was steckt hinter dem Muskelkult im Bodybuilding. Der Kunstwissenschaftler Jörg Scheller erforscht die Entwicklung des Bodybuildings und vergleicht das Bodybuilding mit einem Bildhauer, der an seinem eigenen Körper arbeitet. Sind Bodybuilder also Künstler und Kunstwerk in Personalunion? Und was treibt sie an, ihr ganzes Leben dem Training unterzuordnen? Und wann kippt das Streben nach mehr Muskeln zur Sucht? Psychologe Roland Müller arbeitet mit Muskelsüchtigen. Werbung und Social Media befeuern den Trend. Vor allem Männer seien betroffen. Etwa 20 Prozent der Männer in Fitessstudios seien gefährdet.

Von Elektromobilität bis Energiewende: Welche Batterie braucht die Strom-Zukunft? Was soll sie leisten, wie kann sie noch sicherer und nachhaltiger werden und wie steht es ums Recycling? «Einstein» blickt in die Batterieforschungslabore der Empa und hakt kritisch nach.

Von Elektromobilität bis Energiewende: Welche Batterie braucht die Strom-Zukunft? Was soll sie leisten, wie kann sie noch sicherer und nachhaltiger werden und wie steht es ums Recycling? «Einstein» blickt in die Batterieforschungslabore der Empa und resümiert den aktuellen Stand der Wissenschaft.

Der Batterieroboter

KI und Roboter beschleunigen die aktuelle Batterieforschung bei Lithium-Ionen-Batterien. «Einstein» zeigt, was das bedeutet und wie damit Akkus immer mehr Leistung erzielen sollen, bei gleichzeitig weniger verbauten, kritischen Materialien. In der EU wird die Batterieforschung zur Schlüsseltechnologie.

Verzweifelt gesucht: Speicher für die Energiewende

Welchen Speicher braucht es, um wirklich grosse Mengen an Energie aus nachhaltigen Quellen zu speichern. Ideen für stationäre Batterien sind gefragt – die schon länger bekannte Redox-Flow-Batterie steht dafür in den Startlöchern.

Schlüsselthema Recycling

In den nächsten Jahren werden wir von Batterien und Akkus überflutet werden. Es gilt, die heiklen Rohstoffe aus den Batterien zurückzuholen und überhaupt einen Kreislauf wertvoller Metalle und Materialien zu etablieren. Recycling-Methoden werden immer wichtiger.

Tobias Müller besucht einen Forscher, der nachhaltige und biologisch abbaubare Batterien baut, die sogar auf dem 3D-Drucker entstehen. Ein neues Forschungsfeld mit Zukunft?

Das Bad im Eiswasser, draussen schwimmen auch im Winter, seit Corona machen es immer mehr Menschen. Es soll Körper und Seele guttun. Adieu Erkältung, tschüss Winterblues. Und abnehmen soll man auch noch. Doch was sagt die Forschung dazu? Und was macht das Eisbaden mit Kathrin Höneggers Immunsystem?

Der Boom und seine Versprechen

Die Berichte von Eisbadenden könnten euphorischer nicht sein. Eisbaden mache sie weniger gestresst und glücklicher, sie seien kaum mehr krank oder hätten Gewicht verloren. Doch was kann die Wissenschaft dem Eisbaden zuschreiben und was ist Hoffnung, Placebo oder Einbildung? Klar ist: Das Bad im kalten Wasser löst diverse Hormonausschüttungen aus. Glückshormone gehören dazu genauso wie Süchtigmacher. Euphorie schreibt also auch die Wissenschaft dem Eisbaden zu. Zumindest kurzfristig.

Forschung im Eisbad

Tatsächlich kursieren einige Studien und Berichte zu den Vorteilen des Eisbadens. Doch diese erfüllen selten wissenschaftliche Standards. Der Kälteforscher Erich Hohenauer sagt es so: «Es ist meist eine anekdotische Berichtslage, das heisst: von Einzelpersonen oder sehr kleinen Studienpopulationen.» Er selbst hat bereits Studien durchgeführt und konnte dabei keinen Einfluss auf das Immunsystem feststellen. Ein Ergebnis, das Übersichtsstudien stützen. Doch das spreche nicht gegen das Eisbaden. Wenn es subjektiv guttue, dann sei das auch bereits ein Gewinn für das Wohlbefinden.

Wenn Fett schlank und gesund macht

Säuglinge verfügen über viel aktives braunes Fett. Sie brauchen es als Heizung, weil bei ihnen das Muskelzittern noch nicht funktioniert. Erst seit wenigen Jahren weiss man: Auch beim Erwachsenen aktiviert Kälte wie beim Eisbad das noch vorhandene braune Fett. Der dadurch entstehende Energieverbrauch kann bei der Gewichtskontrolle helfen und der Zuckerverbrauch der Fettzellen senkt das Risiko für Diabetes Typ 3.

Gefahr im Eiswasser

Der Kälteschock kann den Körper derart belasten, dass er bei Menschen mit Vorerkrankungen bis zum Tod führen kann. Darum ist eine Abklärung beim Arzt oder bei der Ärztin zwingend. Doch auch Routiniers müssen aufpassen. Der Körper gewöhnt sich an den Kältereiz. So kann es passieren, dass Routiniers in eine Unterkühlung rutschen, obwohl es sich nicht danach anfühlt. Doch wer sich abklären lässt, nie allein und nicht zu lange badet, muss keine Angst haben.

Alternative Kältekammer?

In einer Kältekammer ist es minus 110 Grad kalt. Und doch ist die Wirkung auf den Körper ähnlich wie beim Eisbaden? Das rührt daher, dass Luft die Kälte 25-mal schlechter leitet als Wasser. In der Kältekammer dringt die Kälte darum weniger tief in die Muskulatur ein. Das machen sich insbesondere Sportlerinnen und Sportler zu Nutzen. Denn Studien zeigen: Werden Muskeln regelmässig gekühlt, hemmt das ihr Wachstum. Doch das Naturerlebnis fehlt bei der Kältekammer. Und dieses trägt wohl seinen Teil zum Wohlfühleffekt bei beim Eisbaden. Und: Eisbaden ist erst noch gratis.

Ein gebrochenes Rad macht den Gotthard für ein Jahr wieder zum Engpass: Die Weströhre des Basistunnels wurde durch einen entgleisten Güterzug erheblich beschädigt. «Einstein» zeigt, wie der Tunnel repariert wird und fragt nach, wie ein solcher Unfall künftig verhindert werden kann.

Nur sieben Jahre nach seiner Eröffnung ist der Gotthard-Basistunnel wieder eine grosse Baustelle. Vor allem in der Multifunktionsstelle Faido hat der verunfallte Güterzug grosse Schäden angerichtet.

Offene Fragen zum Unfall

Am 10. August 2023 fährt der Zug um die Mittagszeit in den Tunnel ein. Nach rund zehn Kilometern bricht bei einem Güterwagen ein Stück vom Rad weg. Weitere Teile lösen sich, die Radachse hängt schräg unter dem Wagen und beschädigt die Fahrbahn. Auf der Weiche der Multifunktionsstelle wird der Zug auseinandergerissen. Der hintere Teil des Zugs prallt mit voller Wucht ins Spurwechseltor zur Oströhre. Klar ist nach den bisherigen Untersuchungen: Der Radbruch ist der Auslöser. Doch welche Rolle spielte die Weiche, auf der der Zug auseinandergerissen wurde?

Reparatur langwierig und teuer

Alleine die Räumung der Unfallstelle dauerte mehrere Wochen. Seither wird im Tunnel wieder gebaut, in drei Schichten. «Einstein» zeigt, wieso die Reparatur so aufwändig und langwierig ist. Eine grosse Herausforderung ist auch die Koordination der Bauarbeiten mit den gleichzeitig erforderlichen Unterhaltsarbeiten.

Sicherheit im Güterverkehr

Es ist im Güterverkehr nicht das erste Mal, dass ein Radbruch und eine Entgleisung zu einem fatalen Unfall führen. Dass etwas nicht stimmt, bemerkt der Lokführer in solchen Fällen erst, wenn es bereits zu spät ist. Sicherheitsexperten fordern schon länger, dass die Güterwagen mit Entgleisungsdetektoren ausgestattet werden. Zur Diskussion stehen auch zusätzliche Zugkontrolleinrichtungen, um Entgleisungen vor neuralgischen Stellen zu detektieren.

«Einstein» testet verschiedene Fitnesstrainings, denn Muskeln sind nicht nur unsere Motoren, sie bilden auch vielfältige Heilstoffe, die sogar gegen Krebs wirken könnten. «Einstein» über die faszinierende Welt der Muskeln und die Trainingsmethoden wie Aurum, EMS und Crossfit.

Immer öfter zahlen die Schweizerinnen und Schweizer elektronisch. Apps wie Twint haben den Griff zum Portemonnaie ersetzt. Bitcoins behaupten wie elektronisches Bargeld zu funktionieren. Nun reagieren die Zentralbanken: E-Euros sind in der Entwicklung, über einen E-Franken wird laut nachgedacht.

Auf dem Weg zur bargeldlosen Gesellschaft

Bargeld ist auf dem Rückzug. Die Corona-Pandemie hat den Trend zum bargeldlosen Einkaufen noch verstärkt. Mittlerweile zahlen viele sogar den Kaugummi im Kiosk oder das Gemüse auf dem Markt per Karte oder App. Befindet sich die Schweiz deshalb auf dem Weg in eine bargeldlose Gesellschaft? Und was bedeutet es, wenn Noten und Münzen immer mehr verschwinden?

Um diese Fragen zu beantworten, richten Forschende ihren Blick auf Skandinavien. Dort ist Bargeld als Zahlungsmittel praktisch verschwunden. Soziale Bindungen haben sich dadurch verändert und die Gefahr der Verschuldung steigt. Das grösste Problem: Elektronisch zahlen, ohne eine Datenspur zu hinterlassen, ist zurzeit noch nicht möglich. Digitales Geld, dass man wie Bargeld anonym und direkt ausgeben kann, wäre deshalb von grossem Vorteil.

Das Rennen um den E-Franken

Gleich mehrere Organisationen versuchen momentan, einen Digitalfranken zu schaffen. Einige setzen dabei auf die Blockchain. Die Technologie hinter Kryptowährungen, wie dem Bitcoin. Einen anderen Weg geht der Berner Informatikprofessor Christian Grothoff. Dank dem Bezahlsystem GNU Taler, das er mitentwickelt hat, kann man sich die digitale Kopie einer Währung aufs Mobiltelefon laden. Bald soll man in Basel so mit einer digitalen Lokalwährung komplett anonym bezahlen können. Noch zurückhaltend in Sachen E-Geld ist dagegen die Schweizerische Nationalbank. Einen digitalen Franken für die breite Bevölkerung wird es von der SNB in naher Zukunft nicht geben.

Die Zukunft des Geldes

«Einstein» will herausfinden, wie und vor allem mit welchen Währungen künftig bezahlt werden soll. Gemeinsam mit dem Geldökonomen und Podcaster Fabio Canetg unternimmt Moderator Tobias Müller eine Reise, die ihn vom Bundesplatz – unter dem die Goldreserven der Schweiz liegen sollen – in die «Bank der Zukunft» führt. Und erfährt, dass es beim Geld der Zukunft weniger um Noten und Münzen geht, dafür umso mehr um Vertrauen.

Erodierte Böden in der Landwirtschaft, zu viel Hitzestau in den Städten – zu wenig oder schlecht genutztes Wasser im Boden wird zum Problem. Doch es gibt Lösungen, um Landschaften wieder nachhaltig zu vernässen und die Ressource Wasser auch in der Stadt als Klimawerkzeug gegen Hitze zu nutzen.

«Einstein» baut mit bei einem künstlichen Biberdamm: Solche dem Biber abgeschaute Strukturen schaffen natürliche Wasserrückhaltebecken, zu trockene Böden werden revitalisiert und die Biodiversität ökologisch gefördert.

Schwierige Landwirtschaft

Zu trockene oder dichte Böden werden zunehmend zum Problem in der Landwirtschaft. Oft wurden eigentliche Feuchtgebiete über Jahrzehnte für den Anbau entwässert, nun gilt es, solche Flächen zu sanieren. Und: Feuchtackerflächen können etwa mit Nassreis-Anbau alternative Erträge liefern.

Klimafaktor Moore

Hochmoore sind besonders gefährdet, weil weltweit immer mehr davon durch den Torfabbau austrocknen und verschwinden. Das freigesetzte CO2 hat auch Klimafolgen. Forschende sind nun Torf-Alternativen auf der Spur: Sie züchten sogenannte Super-Moose, die bestens auf Mooren gedeihen.

Die Stadt wird zum Schwamm

Und in den Städten wird die Hitze immer mehr zum Problem: Es gibt zu viele versiegelte Flächen und der städtische Baumbestand schwindet. Nun sollen spezielle Substrate das Wasser länger im Boden halten und grössere, bessere Bäume hervorbringen. Viele Städte – auch in der Schweiz – wollen künftig zur «Schwammstadt» werden.

Was ist gutes Lernen und wie kann man Kinder optimal unterstützen? In den letzten Jahren haben Forschende viel darüber herausgefunden, was beim Lernen im Gehirn passiert. Sie bringen neue Ideen in die Schulzimmer. «Einstein» zeigt, wie die Wissenschaft die Schule der Zukunft mitgestaltet.

«Nehmt einen tiefen Atemzug und versucht beim Einatmen zu entspannen.» Primarlehrerin Nathalie Bühler beginnt die Schulstunde ihrer 5./6. Klasse in Bern Bümpliz mit einer achtsamen Übung. Die Kinder sitzen ruhig da, mit geschlossenen Augen und beobachten, was in ihrem Körper passiert. Lebenskompetenz ist im Lehrplan 21 in vielen Fächern integriert. MoMento Swiss hat neu ein Achtsamkeitsprogramm für Schulen und Familien entwickelt. Mit Achtsamkeit lernen die Schülerinnen und Schüler, sich besser zu konzentrieren, ihre Gefühle wahrzunehmen, ihr Impulse zu kontrollieren und sich zu entspannen. Moderatorin Kathrin Hönegger verbringt einen achtsamen Morgen in dieser Schulklasse.

Konzentration gezielt schulen

Forschende in Oregon haben herausgefunden, dass Konzentration und Aufmerksamkeit mit solchen Übungen ganz gezielt geschult werden kann. Kinder aus sozial schwierigen Verhältnissen haben grosse Mühe sich zu konzentrieren. In einem Experiment in verschiedenen Schulklassen konnte die Konzentrationsfähigkeit von diesen Kindern verbessert werden, indem die Lehrerin mit den Kindern Atemübungen zur Entspannung machte. Zudem lernten die Schülerinnen und Schüler über Gefühle zu sprechen und schulten ihre Konzentration gezielt, indem sie auf einem Seil balancieren. Die Studie hat gezeigt, dass Kinder, die an diesem Forschungsprogramm teilgenommen hatten, schneller auf Lernreize reagierten.

Besser lernen dank aktiver Beteiligung und Fehlern

Wenn sich Kinder aktiv am Unterricht beteiligen, lernen sie am besten. Das konnten Neurowissenschaftler aus Frankreich nachweisen. Kinder brauchen direktes Feedback, deshalb sind Gruppenarbeiten wichtig, in denen sie Ziele gemeinsam erarbeiten. Aber auch Fehler sind zentral für den Lernprozess. Irrtümer sind beim Lernen nicht nur normal, sondern unverzichtbar. Sobald das Kind seinen Fehler bemerkt und ihn korrigiert, verbinden sich die neuronalen Netzwerke wieder neu. So kann es seine nächsten Antworten verbessern und sich korrigieren.

Unterschätzer Schlaf

Aber wie wird das Gelernte am besten gespeichert? Dabei wurde die Rolle des Schlafes lange unterschätzt. Forschende konnten nachweisen, dass Kinder nach einem Mittagsschlaf bessere Tests abliefern. Schon seit längerem stellen Neurowissenschaftlerinnen und Neurowissenschaftler fest, dass Schlaf bei der Speicherung eine entscheidende Rolle spielt. Wie das genau funktioniert, ist aber noch lange nicht vollständig erforscht. Sie empfehlen aber, den Lernstoff in Häppchen über mehrere Tage zu verteilen. So kann das Gelernte in der Nacht optimal abgespeichert werden.