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Neue Geigen sind besser als alte? So einfach ist die Sache nicht.

Wenn man die Veröffentlichungen von Claudia Fritz, Akustikerin am Nationalen Forschungszentrum CNRS in Paris, mitverfolgt – oder vielmehr die Schlagzeilen, die dann in der medialen Abbildung der „Blind-Spiel- oder Hörtests“ geschrieben werden, dann ist die Diagnose eindeutig. Das Geheimnis der Stradivaris: gibt es gar nicht. Weder für die Spieler selbst, noch für die Hörer. Der Nimbus der alten Instrumente, die hohen Preise für die wenigen am Markt verfügbaren Exemplare aus der Glanzzeit Cremonas: ein Marketing-Gag und Abzockerei. Das ganze Suchen, Testen, Eintauschen und Sich-Hocharbeiten von Instrument zu Instrument bei zehntausenden von Profi-Musikern: alles Selbsttäuschung und Akustik-Voodoo.

 

Als Musiker sage ich einfach einmal: Das glaube ich nicht. Als Sänger sage ich einfach mal: Das für den Laien potentiell nach Voodoo klingende psycho-akustische Phänomen der „Tragfähigkeit“, dass eine Stimme oder auch eine Geige beim Musiker selbst, am Mund oder am Kinn laut klingen kann und dann aber nur bis zur vierten Reihe im Saal reicht, das ist Realität. Anders herum funktioniert das genauso – eine an sich „kleine Stimme“, die aber „über das Orchester kommt“ und letztendlich die vermeintliche Super-Wuchtbrummen-Kollegin „plattmacht“ – auch das ist Realität und völliger „Common Sense“ bei allen Experten und im Musikgeschäft an Opern oder bei Orchestern Beteiligten – und nach dem Kriterium werden halt u.a. Stellen besetzt.

Die „Tragfähigkeit“ hat etwas mit Formanten zu tun, die – so sagt das auch Claudia Fritz – bei Stimmen und Blasinstrumenten noch etwas anders funktionieren als bei Geigen; und sich bei Geigen im Vergleich zu Stimmen oder Blasinstrumenten auch schlechter identifizieren oder quantifizieren lassen. Claudia Fritz ist auch mit der Bewertung ihrer Experimente im Gespräch sehr viel zurückhaltender als die Schlagzeilen in der Presse suggerieren – strenggenommen haben die Versuche aus allen drei Veröffentlichungen nämlich nur eine sehr, sehr begrenzte Aussagekraft:

Die Ergebnisse gelten nur für die jeweiligen Instrumente, die jeweiligen Räume und die jeweiligen Spieler. Das Argument von mit alten Instrumenten vertrauten Geigern, dass eben auch eine einstündige Beschäftigung mit einem unbekannten Instrument nicht ausreicht, dessen akustische Finessen zu ergründen bzw. mit dem eigenen Spiel-Stil in Übereinkunft zu bringen, ist unbedingt ernstzunehmen. Zu den – im Beitrag erwähnten – individuellen Spieltechniken kommen auch noch regionale Vorlieben dazu: In Amerika werden die Instrumente vorzugsweise „härter“, mit einem brillanteren Ton eingestellt (z.B. über die Stimmstock-Position oder die Besaitung…) In Europa sieht man das anders. Wie der Klang „sein soll“, hängt auch vom gespielten Repertoire oder der Situation ab – Solokonzert oder Streichquartett?

Fazit: Wenn die Experimente von Claudia Fritz und ihren Kollegen dazu beitragen, dass sich Musiker und Geigenbauer vorurteilslos darüber klar werden, was sie eigentlich wollen, dann ist das natürlich zu begrüßen. Und eigentlich alle befragten Geiger sagen: Natürlich gibt es auch ausgezeichnete moderne Instrumente, die möglicherweise auch nach einer gewissen Zeit vollkommen an die alten heranreichen. Aber ein Satz wie „Stradivari-Geigen halten dem Vergleich mit modernen Violinen nicht stand“ – sorry, liebe Kollegen – ist einfach nur Bullshit von Ahnungslosen.

Quelle: Akustik – Zuhörer bevorzugen den Klang moderner Geigen

Deutschlandfunk – Forschung aktuell vom 16.05.2017 (Moderation: Uli Blumenthal)

Künstliche Intelligenz „Libratus“ schlägt Pokerprofis

Poker: Das ist doch Zockerei, ein Glücksspiel. Von wegen – das denken nur Leute, die keine Ahnung haben. Oder die eine politische oder „moralische“ Agenda verfolgen, denn kurioserweise hat die Einstufung ja gravierende Konsequenzen: Auf der einen Seite sagen Rechtspolitiker oder Juristen: „Glücksspiel; also ist das nach den und den Gesetzen verboten“. Dann wären allerdings konsequenterweise auch erzielte Gewinne steuerfrei. Oder anders herum, wenn der Staat Kohle sehen will, dann sind Gewinne aus Pokerturnieren plötzlich doch wieder steuerpflichtig – dann ist Poker also ein Geschicklichkeitsspiel oder ein Denksport.

 

Und da kann man nur sagen – das letztere stimmt. Natürlich gibt es beim Poker eine Zufallskomponente, die gemischten und verteilten Karten. Aber über eine große Anzahl von Spielen, von gespielten Händen, wie man sagt – da ist das Können der Spieler entscheidend, da setzt sich der Meister gegen den Patzer, den „Fisch“ durch – und zwar todsicher, mit einer kalkulierbaren Marge. Genau das war also auch der Grund, warum das „Brain versus AI Poker tournament“ im Rivers Casino in Pittsburgh über 20 Tage und 120.000 gespielte Hände ging – um das Kartenglück zu neutralisieren und am Ende einen klaren Sieger zu haben, möglichst mit eindeutiger statistischer Signifikanz.

Ein weiterer Anti-Glückseffekt-Korrekturfaktor: Dong Kim, Jimmy Chou, Daniel McAulay und Jason Les traten ja „Heads up“, also jeder für sich allein gegen die „Künstliche Intelligenz“ Libratus an – und da bekamen jeweils zwei Menschen genau die Karten gegen den Computer, die der Computer gegen die beiden anderen Menschen spielen musste. Am Ende war das Resultat völlig klaralle Profis waren geschlagen; die Überlegenheit war nicht nur statistisch signifikant, sondern überwältigend – eindeutig eine „super human performance“, wie es Programmierer Tuomas Sandholm ausdrückt.

The Brains vs Artificial Intelligence competition at the Rivers Casino in Pittsburgh. Photograph: Carnegie Mellon University

Fast schon überraschenderweise nutzt Libratus keine neuronalen Netze – Sandholm missfällt nämlich, dass es beim „Deep Learning“ keine Garantien für die Güte einer Problemlösung gibt, keine Garantien dafür, dass bei einer leichten Modifikation des Problems (hier also der Spielweise der Poker-Gegner…) immer noch ein gutes Ergebnis erzielt wird, keine Garantien dafür, dass nicht irgendwo in der „Black Box“ der neuronalen KI der Faktor Zufall sein Unwesen treibt. Die verbesserten Algorithmen, die in Libratus zum Einsatz kommen, konvergieren hingegen mathematisch nachweisbar zum spieltheoretischen Optimum, dem Nash-Equilibrium; und das sogar mit einem klar benennbaren Gütefaktor.

Das ist zumindest ein bemerkenswerter Ansatz – für Sandholm ist nämlich Poker und Libratus nur ein „proof of concept“, ein „Showcase“. Und auch in der „realen Welt“ lassen sich viele vermeintlich komplexere Konstellationen auf die „Heads up“-Pokersituation „Spiel mit zwei nicht-kooperativen Gegnern und nicht vollständiger Information“ eindampfen:

A lot of real world situations are two player, like most military settings are two player games. Cyber security is typically a two player setting – and by player I mean that there can be multiple hackers, but conceptually it’s like „hacker versus defenders“; so it is a two player setting even if there are multiple hackers, maybe even multiple defenders.

Libratus lief während des Matches auf einem Supercomputer – noch steht also die Rechen- und Spielpower nicht für „jedermann“ zur Verfügung. Trotzdem ist es wahrscheinlich nur eine Frage der Zeit, bis das Online-Pokerspielen um Geld sinnlos bzw. hoffnungslos wird – auch jetzt sind ja Bots schon ein ernstes Problem. Stephan Kalhamer, Diplom-Mathematiker, ehemaliger Poker-Profi und Präsident des „Deutschen Poker Sportbunds“ weist darauf hin, dass die Komplexität am „vollbesetzten“ Pokertisch, also vor dem Eintreten der „Heads up“-Situation, ja noch einmal deutlich komplizierter ist.

In der Tat haben Libratus bzw. sein Schöpfer Tuomas Sandholm dafür noch gar kein Konzept.

We are not really working on multi player, because it’s not even clear what you would want to compute there. One option would have to say, it’s okay, you want to compute a Nash equilibrium strategy. But in multi player games that is not safe. So it’s not clear that you would even want that, even if you had an oracle for immediately computing one. So it’s more a conceptual problem, or what the goal even is in those games. And while in two player settings – two players who are in some games like „Heads up Poker“, there it’s very clear that Nash equilibrium is safe.

Abgezockt vom Computer – Künstliche Intelligenz schlägt Pokerprofis

Deutschlandfunk – Forschung aktuell vom 09.02.2017 (Moderation: Ralf Krauter)

…zum gleichen Thema der Artikel bei Spiegel Online:

Poker Mensch gegen Maschine: Libratus, der Gangster – SPIEGEL ONLINE

Spiegel Online – Netzwelt vom 08.02.2017

 

…und das Gespräch bei DRadio Wissen am 20.01. – da war das Match „Mensch gegen Maschine“ noch nicht entschieden…

DRadio Wissen – Grünstreifen vom 20.01.2017 (Moderation: Dominik Schottner)

Forscher weisen erstmals vektorbasierte Navigations-Neuronen nach

Photo of an Egyptian fruit bat. Sarel et al. report on a new functional class of hippocampal neurons in bats, which encode the direction and distance to spatial goals – suggesting a novel neural mechanism for vector-based goal-directed navigation. [Credit: Steve Gettle]

Wenn Zugvögel zielsicher ihr Winterquartier aufsuchen und anschließend über tausende von Kilometern an ihre Brutplätze zurückkehren, wenn Bienen eine Wiese mit pollenreichen Blumen ansteuern und danach ebenso zielsicher wieder in den Stock zurückfliegen, wenn wir selbst – auch ohne Smartphone und GPS – täglich problemlos zur Arbeit und danach wieder nach Hause finden – dann ist dies alles das Werk von speziellen Neuronen in unseren Gehirnen. Wie die funktionieren, ist zum Teil schon bekannt; 2014 gab es dafür den Medizin- bzw. Physiologie-Nobelpreis. Im Fachblatt „Science“ weisen israelische Forscher bei Flughunden nun erstmals eine wichtige weitere Variante dieser Navigations-Neuronen nach.

Wie komme ich zuverlässig von Ort A zu Ort B und danach wieder zurück? Navigation ist eine der lebenswichtigen Hauptaufgaben für praktisch jedes Lebewesen – kein Wunder, dass sich die Evolution da ein paar sehr ausgeklügelte und bewährte Mechanismen hat einfallen lassen – egal, ob wir jetzt als Fledermaus, Biene oder Mensch unterwegs sind. Bislang konnten Forscher zwei Typen von Navigations-Neuronen identifizieren, sagt Nachum Ulanovsky vom Weizman Institute of Science in Rehovot:

Die „Ortszellen“ sagen ‘Ich bin hier am Punkt A’, und die „Rasterzellen“ sagen mir wie bei einem Millimeterpapier etwas über Entfernungen und absolute Richtungen. Aber – ich sitze jetzt hier in meinem Büro im Institut – ich weiß, wo die Cafeteria ist, auch wenn ich sie nicht sehe. Ich habe also in meinem Gehirn eine Repräsentation vom Ziel, vom Punkt B. Aber wie die im Detail funktioniert, war bislang unklar – das lässt sich mit dem bislang bekannten Konzept von Orts- und Rasterzellen nur schwer verstehen.    

Ulanovsky und seinen Mitarbeitern – allen voran seine Doktorandin Ayelet Sarel, die Hauptautorin der Science-Studie – gelang es, die Gehirn-Aktivitäten von Nilflughunden (Rousettus aegyptiacus) aufzuzeichnen, während diese zu einem zuvor antrainierten Rast- und Fressplatz im Labor der Wissenschaftler flogen. Dazu hatten die Forscher den Tieren Messsonden implantiert. Die registrierten die elektrischen Signale in der für die Navigation zuständigen Hirnregion, im Hippocampus – aufgelöst bis hin zum Feuern von einzelnen Nervenzellen.

Das technisch Neue dabei ist: Wir haben diese Sonden in den letzten Jahren so weiterentwickelt und verkleinert, dass wir drahtlos, ohne Kabel aufzeichnen können – also wirklich bei den fliegenden Tieren.       

Photo of an Egyptian fruit bat. Sarel et al. report on a new functional class of hippocampal neurons in bats, which encode the direction and distance to spatial goals – suggesting a novel neural mechanism for vector-based goal-directed navigation. [Credit: Haim Ziv]

Wie sich die Fledertiere im Raum bewegten, protokollierten die Forscher mit zwei Kameras. Und anschließend analysierten sie mit Computerhilfe, ob es einen systematischen Zusammenhang zwischen den Positionsdaten und den Gehirnaktivitäten gab.

Dabei haben wir herausgefunden: Da sind tatsächlich Neuronen im Hippocampus, die den jeweiligen Winkel relativ zum Ziel repräsentieren. Also ein bestimmtes Neuron ist aktiv, wenn die Fledermaus genau auf das Ziel zufliegt, Winkel 0 Grad; ein anderes Neuron ist aktiv, wenn das Ziel rechts ist, also Winkel 90 Grad – und so weiter.

Damit gab es also erstmals einen Beleg für eine seit langer Zeit diskutierte und auch aufgrund von Verhaltensexperimenten naheliegende Hypothese:

Fast 20 Prozent der Neuronen im Hippocampus zeigten eine Repräsentation des Ziels, also wirklich eine große Anzahl. Einige Neuronen haben die Entfernung zum Ziel codiert, einige die Richtung, einige beides. Richtung und Entfernung zusammen bezeichnet man auch als Vektor – was wir also herausgefunden haben: Es gibt eine vektorbasierte Repräsentation eines Navigationsziels im Hippocampus der Fledertiere.

Dass es sich bei den entdeckten Neuronen wirklich um einen anderen Typ handelt als die bekannten Orts- und Rasterzellen, konnten die Forscher mit zwei Modifikationen ihres Experimentes zeigen.

Wir haben das Ziel einfach verschoben. Und dann haben die Neuronen, die auf die alte, trainierte Position ausgerichtet waren, aufgehört zu feuern. Und andere Neuronen passend zur neuen Position wurden aktiv – das ist also wirklich spezifisch auf den aktuellen Zielort bezogen.

In der zweiten Variante verhüllten die Wissenschaftler das Ziel mit einem Vorhang, der den Landeplatz auch für das Ultraschall-Sonar der Flughunde unsichtbar werden ließ. Davon ließen sich die Tiere aber nicht beirren, die Winkel- oder Vektor-Neuronen blieben weiterhin auf das zuvor trainierte Ziel hin ausgerichtet und aktiv:

Das zeigt, diese Repräsentation ist eine mentale, eine Gedächtnisleistung, sie basiert nicht einfach auf Sinneseindrücken – das ist großartig, denn das ist in der Tat genau das, was man für eine Navigation ohne Sicht zum Ziel braucht.

Wie das Ganze auf anatomischer Ebene funktioniert – ob die beteiligten Neuronen von ihrer Bauart her speziell konstruiert sind oder eben „speziell verschaltet“ – bei solchen Fragen müssen die Forscher momentan noch passen. Als nächstes wollen Nachum Ulanovsky und seine Mitarbeiter komplexere Navigations-Szenarien an den Flughunden erforschen – was ist, wenn es mehrere Ziele gibt, was, wenn das Tier seine Entscheidung für ein Ziel revidiert? Auf jeden Fall ist sich das Team ziemlich sicher, dass auch andere Lebewesen die vektorbasierten Neuronen im Hippocampus haben und vektorbasiert navigieren.

Möglicherweise wäre das in Jahrmillionen der Evolution erprobte Konzept auch etwas für Roboter:

Es gibt schon eine Reihe von Roboterwissenschaftlern, die Algorithmen implementiert haben nach dem Vorbild von Orts- und Rasterzellen. Das ist interessant für autonome Fahrzeuge oder auch für Büro-Roboter. Bislang hat natürlich noch niemand die ziel-orientierten, vektorbasierten Neuronen umgesetzt, die haben wir ja jetzt gerade erst publiziert. Aber auf jeden Fall sind solche biologisch inspirierten Algorithmen grundsätzlich sehr vielversprechend.

Deutschlandfunk – Forschung aktuell vom 13.01.2017 (Moderation: Lennart Pyritz)

Affen könnten sprechen – wenn auch das Gehirn mitspielen würde

Gerade stand es in der neuen Ausgabe von „Science“: Zebrafinken haben offenbar von Geburt an ein neuronales Regelsystem, das ihnen dabei hilft, „gelungene“ von „schiefen“ Gesangs- bzw. Zwitscherstrophen zu unterscheiden. Ein Papagei kann problemlos Peinlichkeiten nach- oder ausplaudern oder die Feuerwehr bestellen, und selbst ein Seehund oder ein Beluga kann menschliche Sprache imitieren. Nur ausgerechnet Affen können uns Menschen nicht „nachäffen“, zumindest nicht vokal – und eine eigene Sprache mit Worten, Sätzen oder einer Grammatik haben sie im Verlauf der Evolution erst recht nicht entwickelt; trotz aller unbezweifelbarer Intelligenz.

Warum Wale, Elefanten oder Singvögel uns Menschen bei der spezifischen Fähigkeit zur vokalen Imitation, dem „call production learning“ näher sind, als unsere evolutionsbiologisch engsten Verwandten, darüber kann auch Prof. Tecumseh Fitch, Leiter der Abteilung Kognitionsbiologie an der Universität Wien, nur spekulieren. An grundsätzlichen und unüberwindbaren anatomischen Beschränkungen ihres Stimmapparates, ihres Vokaltraktes liegt es jedenfalls nicht – das ist das Ergebnis seiner in „Science Advances“ veröffentlichten Studie. Fitch und seine Kollegen knüpfen mit ihren neuen Experimenten an die paradigmatische Untersuchung von Philip Lieberman aus dem Jahr 1969 an.

 

Dessen Ergebnisse seien aber erstens aufgrund schwächerer Eingangsdaten zustande gekommen – nämlich aufgrund einer Modellierung des Vokaltraktes eines toten Makaken – zweitens habe man anschließend Liebermans Schlussfolgerungen auch noch missverstanden oder fehlinterpretiert, so sieht es Tecumseh Fitch.  Sein Fazit: Makaken – und wahrscheinlich auch andere Primaten haben einen „sprechbereiten“ Stimmapparat – das Problem sind fehlende Steuerungs-Schaltkreise im Affengehirn. Völlig unumstritten sind die Schlussfolgerungen von Fitch und seinen Ko-Autoren noch nicht:

Die „New York Times“ zitiert die Sprachwissenschaftlerin Anna Barney von der Universität Southhampton – ihr zufolge blieben in Fitch’s Studie Fragen offen, etwa die, ob Makaken neben unterscheidbaren Vokalen auch die nötigen Konsonanten produzieren könnten. Da ist sich der Kognitionsbiologe allerdings recht sicher:

What we know for sure is that things like “pa, ba, ma, na”, all of those would be no problem as would “ha”; some version of “ka” and “ga” should be no problem. I think it would be extreme to say that monkeys could make all human consonants. But the point is they could easily make enough consonants to generate with this number of vowels to make thousands of words. I think the consonants have never been postulated to be to a large problem, a large limitation. The debate has always been about the vowels.

Und auch der mittlerweile emeritierte Philip Lieberman selbst meldet sich in der NYT und im „Christian Science Monitor“ noch einmal zu Wort – er ist nach wie vor der Meinung, dass bei der Evolution der menschlichen Sprache sowohl neuronale Veränderungen im Gehirn als auch anatomische im Vokaltrakt eine Rolle gespielt haben. Vielleicht klärt sich ja irgendwann durch genetische Eingriffe in das Erbgut von Affen, wer recht hat: Wenn durch einen wohl plazierten CRISPR-Schnipsel im Gehirn-Sprachkontrollzentrum Makaken oder Schimpansen plötzlich zu plaudern anfangen, war es Tecumseh Fitch. Wenn erst durch einen anderen Schnipsel der Kehlkopf anatomisch tiefer gelegt werden muss, war es Lieberman. 🙂

Sprachlose Primaten – Fehlende Kontrolle über Stimmtrakt

Deutschlandfunk – Forschung aktuell vom 12.12.2016 (Moderation: Arndt Reuning)

Paradoxes Hormon – Testosteron macht aggressiv, aber auch großzügig

Das Sexualhormon Testosteron hat einen ziemlich zweifelhaften Ruf. Fest steht: es ist essentiell bei der Entstehung und Aufrechterhaltung von männlichen Körpermerkmalen, bei der Spermienproduktion und dem Aufbau von Muskelmasse. Und es hat unzweifelhaft einen Einfluss auf das männliche Verhalten – auf den Geschlechtstrieb nämlich. Und jetzt wird es kontrovers: Testosteron macht aggressiv, es führt zu antisozialem Verhalten, das gilt fast schon als Allgemeinwissen. Aber so einfach ist die Sache nicht – wie eigentlich immer, wenn man evolutionsbiologische Erkenntnisse und menschliches Verhalten in einen Topf wirft und dann durch eine politische oder ideologische Brille draufschaut 🙂 .

Natürlich ist auch der Mensch von seinem evolutionsbiologischen Erbe noch stark beeinflusst – aber mit einem ganz einfachen Testosteron-Bashing a la Gender-Theorie tut man/frau selbst der Affenhorde unrecht. Vielleicht kann man es einfach erst einmal neutral so sagen: Testosteron hat den „Sinn“ oder die Funktion, den Fortpflanzungserfolg eines Männchens zu fördern. Und dazu gehört einerseits aggressives Verhalten – also dem Konkurrenten um das Weibchen eins auf die Birne zu geben. Und zwar im direkten Wettbewerb um ein konkretes Weibchen, oder im Streben nach Status – der wiederum den Erfolg bei den Weibchen eindeutig positiv beeinflusst 🙂 …

Status lässt sich aber auch durch nicht-aggressives Verhalten gewinnen – durch besondere Fähigkeiten, durch Mut oder Klugheit. Oder eben auch durch Großzügigkeit; wenn man es etwas kritischer benennen will: durch protzen oder „ganz entspannt einen auf dicke Hose machen“. Was im Grunde in der intuitiven Beobachtung menschlichen Miteinanders schon relativ plausibel erscheint, lässt sich offensichtlich auch experimentell nachweisen. Vollständig bewiesen ist die These „Testosteron fördert das Streben nach Status“ vielleicht noch nicht – aber die Indizien passen schon recht gut zusammen.

Wie Matthias Wibral anmerkt, ist der Titel der aktuellen PNAS-Studie (Testosterone causes both prosocial and antisocial status-enhancing behaviors in human males) eigentlich nicht ganz zutreffend: Dass Testosteron antisoziales Verhalten hervorruft, belegt die Untersuchung bzw. das Studiendesign nämlich nicht:

Also in der Literatur zu Bestrafung oder zum Ultimatum-Spiel oder auch in Public-good-Spielen, da bezeichnet man so eine Art von Bestrafung, wenn ich also jemand bestrafe, der besonders wenig gibt, eher im Gegenteil als prosozial.

Diesen Einwand konnte Jean-Claude Dreher auf Nachfrage sogar nachvollziehen. Gezeigt habe sein Experiment tatsächlich nur eine verstärkte „reaktive Aggression“. Und eben – als entscheidenden Punkt – eine kausal durch Testosteron verstärkte Großzügigkeit.

Paradoxes Hormon – Testosteron macht aggressiv, aber auch großzügig

Deutschlandfunk – Forschung aktuell vom 04.11.2016 (Moderation: Ralf Krauter)

Das Gehirn gewöhnt sich daran, andere zu betrügen

„Wenn man einmal auf die schiefe Ebene gekommen ist, dann gibt es kein Halten mehr.“ Die Warnung vor einem Dammbruch bei moralischen Prinzipien ist eine beliebte Argumentationsfigur von Theologen bis hin zu Kriminalwissenschaftlern und von ihnen beeinflussten Politikern. Aber offenbar ist der „Slippery Slope“, wie die Sache im Englischen heißt, nicht nur eine moralphilosophische These, sondern lässt sich sogar belegen – mit einem Blick auf neuronale Mechanismen in unserem Denkorgan. „Das Gehirn gewöhnt sich an Unehrlichkeit“, so lautet der Titel einer Studie in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts „Nature Neuroscience“.

Das klingt gar nicht gut, vom Standpunkt des Moralischen aus betrachtet. Tatsächlich erscheint es ja bereits intuitiv bzw. von den eigenen Lebenserfahrungen her ziemlich plausibel, was Tali Sharot und Neil Garrett vom University College London nachzuweisen versuchen: Der gleiche sinnvolle neuronale Mechanismus, der dafür sorgt, dass wir bei einem anhaltenden Sinneseindruck nicht ewig im Alarmmodus bleiben, bewirkt, dass auch unsere emotionale Reaktion auf einen gleichbleibenden Stimulus immer schwächer ausfällt.

Wenn dafür eine neuronale Adaption in der Amygdala verantwortlich sein sollte, wie das die Experimente der britischen Forscher nahelegen, dann heißt das ja noch nicht einmal, dass da ein „schleichender Werteverlust“ im Gehirn stattfindet, wie das die Kollegen im DLF getextet haben. Noch schlimmer – es bedeutet wahrscheinlich, dass das eigene Unbehagen über einen Verstoß gegen Werte, vielleicht auch die Angst vor Sanktionen oder sozialen Reaktionen schwächer wird. Und das würde heißen: Unsere Moral beruhte dann nicht auf positiven Motiven („Edel sei der Mensch, hilfreich und gut“), sondern würde mit negativen Emotionen („Schuld, Angst und Sünde“) notdürftig und offenbar auch nicht nachhaltig im Zaum gehalten.

Natürlich gehen momentan bei einer wissenschaftlichen Studie, die sich auf fMRI-Auswertungen stützt, alle Alarmglocken an. Zweifel an der Kausalität zwischen der nachlassenden Amygdala-Aktivität und der wachsenden Lügen-Bereitschaft der Versuchspersonen können die Londoner Psychologen aber recht plausibel kontern: Wenn die neuronale „Abschlaffung“ etwas mit nachlassender Konzentration oder beginnender Langeweile zu tun hätte, müsste sie auch bei den Versuchen nachweisbar sein, bei denen kein eigener unfairer Vorteil zu erwirtschaften war. War sie aber nicht.

Das sind also alles recht unerfreuliche Perspektiven, die sich aus der Studie ergeben – zum Beispiel ja auch der Gedanke, dass die neuronale Anpassung oder Abstumpfung der emotionalen Reaktion auf Unehrlichkeit oder vielleicht auch auf Gewalt ziemlich plausiblerweise auch durch Input aus Filmen oder Computerspielen ausgelöst werden könnte. Aber vielleicht ist das auch der Punkt, die Reißleine zu ziehen: Das menschliche Verhalten in der Realität dürfte doch noch etwas komplexer ausfallen als bei einem sehr reduzierten Spiel-Experiment um Pennies in einem Glas.

Zur Ehrenrettung der Probanden der „Nature Neuroscience“-Studie sei erwähnt: In einer weiteren Spielvariante, in der sowohl sie selbst als auch die Partner eine höhere Belohnung erhalten sollten, wenn das Ergebnis der Schätzung über dem tatsächlichen Inhalt des Glases liegen würde, schummelten die Ratgeber noch heftiger. Eine „Win-Win-Situation“ war den Teilnehmern also noch lieber, als den Partner übers Ohr zu hauen. (Möglicherweise, weil nun etwas abstrakter geworden war, wer eigentlich betrogen wurde – die Veranstalter des Experiments? Gott? 🙄 )

Fest steht: Wer als Mensch für sich reklamiert, zurechnungsfähig zu sein, muss auch noch ein paar andere Gehirninstanzen hinzuziehen, um sein Verhalten zu steuern und zu rechtfertigen – das Argument „Herr Richter, ich kann nichts dafür, meine Amygdala war ausgeleiert“ dürfte nicht so recht ziehen 🙂 …

Schleichender Werteverlust – Wie sich das Gehirn ans Schummeln gewöhnt

Deutschlandfunk – Forschung aktuell vom 25.10.2016 (Moderation: Ralf Krauter)

Verschlüsselungssoftware VeraCrypt – Unabhängige Überprüfung abgeschlossen

„Zahlreiche Sicherheitslücken in VeraCrypt gefunden“ – so titelten verschiedene IT-Newsseiten ihre Berichte über das Ergebnis des Software-Audits an. Das stimmt natürlich, trotzdem ist die Kernbotschaft eigentlich eine andere: Mit dem vom Open Source Technology Improvement Fund (OSTIF) in Auftrag gegebenen und durch die IT-Firma Quarkslab erstellten Gutachten können wir nun zunächst einmal davon ausgehen, dass VeraCrypt und sein Entwickler Mounir Idrassi grundsätzlich vertrauenswürdig ist. Die Chancen dafür standen ja ohnehin eigentlich schon besser als bei TrueCrypt, dessen Macher anonym blieben.

Wenn man mit Idrassi selbst spricht, dann verfliegen Zweifel an seiner Integrität ohnehin sehr schnell (was natürlich noch kein sicherheits-belastbarer Beweis ist 🙂 ); er ist enthusiastisch und gibt auch eigene Fehler unumwunden zu – wie etwa die im Audit bemängelte Verwendung veralteter und unsicherer Komprimierungs-Softwarebibliotheken. Obwohl mittlerweile auch aus der Open-Source-Community zahlreiche Beiträge zum Programmcode kommen – bislang ist VeraCrypt halt im wesentlichen ein Ein-Mann- und Freizeit-Projekt; und die Ressourcen von Mounir Idrassi sind begrenzt.

Immerhin ist jetzt auch der russische Entwickler Alex Kolotnikov mit an Bord – er zeichnet für den UEFI-Bootloader verantwortlich. Damit ist nun endlich auch auf neueren Computern und z.B. unter Windows 10 die komplette Verschlüsselung des Systems möglich. Und die ist unbedingt anzuraten, wenn man ein ernsthafteres Sicherheitsbedürfnis hat, als etwa nur die eigene Pornosammlung vor der Ehefrau zu verstecken: Auf einem normalen Windows reißen die unzähligen temporären Datenspuren, die Speicherdumps für den Schlafmodus oder Schnellstart, die Schattenkopien, Miniaturbildchen und automatischen Sicherungen alle Verschlüsselungs-Versuche gleichzeitig mit dem Hintern wieder ein, wie es so schön heißt. 🙂

Das gilt auch, wenn man sein Windows auf einer SSD eingerichtet hat – das Filesystem mit Clustern und Sektoren ist ja nur vorgegaukelt. Tatsächlich kopieren aber der SSD-Controller und Optimierungsalgorithmen wie das Wear-Leveling munter den Inhalt von Flash-Speicherzellen kreuz und quer auf dem Medium herum – zumindest vom Dateisystem her gibt es keine verlässliche Methode, Daten zu löschen. Und ob der „Secure Erase“-Befehl bzw. der Hardwareverschlüsselung des SSD-Hersteller letztlich vertrauenswürdig ist, ist schon wieder eine Frage des Glaubens, nicht des Wissens. Zu wenig für hohe Sicherheitsanforderungen.

Das einzige Szenario, das auch Mounir Idrassi für sicher halten würde: Die fabrikneue SSD komplett als Laufwerk bzw. Partition verschlüsseln und dann „on demand“ mit Veracrypt als logisches Laufwerk zu mounten – in diesem Fall würden ausschließlich verschlüsselte Daten auf die SSD geschrieben, weil Windows das „eigentliche“ Laufwerk für nicht partioniert hält und keinen Zugriff hat. In diesem Fall würden also auch die Wear-Leveling-Mechanismen nur verschlüsselte Speicherzelleninhalte umkopieren.

Auch wenn das noch keine offizielle Ankündigung ist – man kann wohl davon ausgehen, dass das BSI bzw. das Fraunhofer-Institut SIT, das ja Ende 2015 Truecrypt begutachtet hatte, in nicht allzu ferner Zukunft auch den Code von Veracrypt unter die Lupe nimmt. Mit einem zweiten Audit wäre dann auch das Argument eines Zweiflers im Heise-Forum entkräftet, Veracrypt-Programmierer und die Gutachter bei Quarkslab wären Franzosen, für beide würde ein Gesetz gelten, das der französischen Regierung eine Hintertür einräume.

Ein solches Gesetz gibt es nicht, entgegnet Mounir Idrassi – da habe der Zweifler wohl ungare Planspiele bestimmter Politiker mit der Realität verwechselt. Er selbst würde sofort die Arbeit an Veracrypt einstellen und das Projekt öffentlich für beendet erklären, falls irgendjemand von ihm verlange, die Software absichtlich unsicher zu machen.

Verschlüsselungssoftware VeraCrypt – Unabhängige Überprüfung abgeschlossen

Deutschlandfunk – Computer und Kommunikation vom 22.10.2016 (Moderation: Manfred Kloiber)

Menschenaffen können irrtümliches Handeln vorhersehen

Wenn man mit Kleinkindern den Test macht, ob sie bereits über eine „Theory of Mind“ verfügen, bei anderen Personen also abstrakte Handlungsmotive wie Gefühle, Meinungen oder auch falsche Annahmen vorhersehen können, dann geht das relativ einfach – die Sprache hilft. Das klassische Experiment geht ungefähr so: Das Kind bekommt eine Keksdose gezeigt und wird gefragt, was wohl darin sei. Kekse, ist die Antwort. Beim Öffnen stellt sich heraus: Es sind aber Buntstifte darin. Die Dose wird wieder verschlossen. Eine neue Person kommt hinzu. Und das Kind wird gefragt, was diese Person wohl in der Dose erwartet.

Schon bei den Experimenten mit Kleinkindern hatte sich herausgestellt, dass das ausdrückliche sich entscheiden oder Auskunft geben müssen zu Unsicherheiten und Blockaden führt und zu einem vermeintlichen Scheitern in der Abstraktionsleistung. Wie dann aber Versuche mit einem Verfolgen der Blickrichtung, dem Eyetracking zeigten, waren auch sehr junge Kinder in Wirklichkeit doch schon auf der richtigen Spur. Bei entsprechenden Experimenten mit Tieren können diese leider nicht Auskunft darüber geben, was sie denken – das Studiendesign ist also extrem schwierig.

Das große Problem ist nämlich: Ist ein Verhalten, das einen erfolgreichen Wechsel der Perspektive, einen schlauen, abstrahierten Blick durch die Augen eines anderen suggeriert, nicht in Wirklichkeit ein relativ simples, erlerntes Ursache-Wirkung-Verhalten? Es ist zum Beispiel schon lange bekannt, dass Rabenvögel registrieren, ob sie beim Verstecken von Nahrung beobachtet werden. Und dass sie dann entweder ein neues Versteck suchen oder zumindest die Mitwisser gezielt im kritischen Areal attackieren. Aber ist das schon ein Beweis für den Perspektivwechsel im Sinne der „Theory of Mind“? Die Vögel könnten ja einfach ganz allgemein folgern: Wenn ich beobachtet werde, ist das schlecht, weil erfahrungsgemäß hinterher oft das Futter weg ist.

Im Februar 2016 konzipierte Thomas Bugnyar von der Uni Wien ein Experiment mit Kolkraben (die auf einem mit Primaten ebenbürtigen Intelligenzniveau sein dürften), in dem eine weitere Abstraktionshürde dazwischengeschaltet wurde: Die Raben registrierten bei ihren Versteck-Aktivitäten ein entweder offenes oder geschlossenes Guckloch, hinter dem sich akustischen Eindrücken zufolge neugierige Artgenossen befanden. Und mussten also die Transferleistung erbringen: Ich kann durch so ein Loch Dinge erspähen, also können es andere Raben wohl auch.

Die Versuche von Christopher Krupenye und Fumihiro Kano greifen den Eyetracking-Ansatz aus dem Kleinkind-Experiment auf. Die alternative Erklärungshypothese – die Affen folgen einem früher erlernten Verhalten – können sie trotz ihres auf den ersten Blick überzeugenden Experiment-Designs nicht völlig ausschließen. Sie halten diese für „nicht unmöglich, aber doch für unwahrscheinlich.“

Fumihiro Kano gibt dazu zwei Begründungen:

There is a so-called blindfold experiment for human infants, basically replicating the original eye-tracking False-Believe (FB) task, but with one change. The actor wore a blindfold instead of looking away when the object was relocated. There are two conditions; in one condition infants experienced that the blindfold was opaque. In another condition infants experienced that the blindfold was transparent. In the former condition (actor has FB), infants anticipated the actor’s reach based on FB. In the latter (actor does know what happened when wearing blindfold), infants were confused and made no prediction. This is a strong evidence that „the last location that actor saw“ isn’t a explanation at least for human infants.

Recently, a similar evidence came from ape studies. It’s not an eye-tracking but a behavioral task in a food competition.

Another reason is that we intentionally used novel situations that apes have never seen. „King Kong“ was novel. The social conflict with KK and Actor was novel. Then it is unlikely that apes have learnt the individual rules that can be used to predict the human actor’s behavior because apes have never seen such scenarios before.

Die Forscher wollen versuchen, ihre Ergebnisse durch weitere Experimente mit modifizierter Aufgabenstellung für die Affen zu belegen. Was die Sache natürlich noch einmal komplizierter macht: Selbst bei Menschen scheint der Perspektivwechsel und die „Theory of Mind“ ja gar keine klar definierbare objektive Erkenntnisfähigkeit zu sein, sondern von sozialen und kulturellen Faktoren abzuhängen. Anscheinend ist es so, dass bestimmte Lebensumstände (etwa auch der permanente Druck durch diebische Artgenossen bei Rabenvögeln…) bestimmte geistige Leistungen befördern. Und wem es sehr bequem und ohne großen Aufwand einfach nur gut geht, der ist offenbar tendenziell nicht am allerhellsten im Kopf 🙂 …

Biologie – Menschenaffen können irrtümliches Handeln vorhersehen

Deutschlandfunk – Forschung aktuell vom 07.10.2016 (Moderation: Uli Blumenthal)

Bilderkennung einmal anders: KI liefert den passenden Sound

Ein Schritt auf einem Dielenboden klingt anders als einer auf Sand; wenn Holz auf Holz trifft, dann hört sich das anders an als bei Metall. US-Forscher haben einem Computerprogramm nun beigebracht,  wie physikalische Aktionen und Geräusche zusammenhängen, es liefert zu einer stummen Filmszene automatisch den passenden Sound.

Computerprogramme – Ein Algorithmus für realistische Filmgeräusche

Deutschlandfunk – Forschung aktuell vom 29.08.2016 (Moderation: Lennart Pyritz)

Entenküken lassen sich auf abstrakte Konzepte prägen

Abstrakte Konzepte erfassen können – das gilt gemeinhin als Voraussetzung und im Umkehrschluss auch als Zeichen für Intelligenz. Im Tierreich hat man die Fähigkeit vor allem bei solchen Spezies erforscht und gefunden, die ohnehin im Verdacht standen, etwas mehr auf dem Kasten zu haben: bei Menschenaffen, Delphinen oder Elefanten, auch bei Rabenvögeln. Aber dass frisch geschlüpfte Entenküken schon mit abstrakten Kategorien wie „Gleich“ oder „Verschieden“ umgehen können, das hätte man vielleicht eher nicht vermutet. Die kleinen Federknäuel sind schlauer als gedacht, so steht das jedenfalls in der Presseankündigung für die aktuelle Ausgabe von „Science“.

A duckling imprinted on two cubes approaches two spheres during testing. [Credit: Antone Martinho]

A duckling imprinted on two cubes approaches two spheres during testing. [Credit: Antone Martinho]

Das Experiment von Antone Martinho III und Alex Kacelnik von der Universität Oxford ist bestechend einfach – so einfach, dass sich die Frage aufdrängt, warum es bislang noch niemand versucht hat. Die Antwort von Antone Martinho:

Maybe that is the bias you come in with thinking imprinting which is happening in baby birds must not be very complicated, must not be very sophisticated. So I think we maybe have been guilty as anybody else of these biases, and if other people think that way it may be they like us they thought “oh, it’s impossible“, no one would ever do that. And I think this is a very surprising result, even I now think there a good biological reasons why the result is what we found it still surprises me and it still surprise most people who hear it.

Das liegt vielleicht an der Tendenz, mit der man an das Phänomen „Prägung“ herangeht; das passiert bei Baby-Vögeln und kann ja dann wohl nicht sehr kompliziert sein. Diese Vorurteile haben wir wahrscheinlich genauso gehabt wie alle anderen, und so haben alle anderen wir wir gedacht „das ist unmöglich“ – und so hat es niemand ausprobiert. Ich denke, es ist ein sehr überraschendes Resultat, und obwohl ich mittlerweile denke, dass es sehr gute biologische Gründe für das gibt, was wir herausgefunden haben – es überrascht mich immer noch und eben auch die meisten Leute, die davon hören.

Und die zweite Frage, die sich aufdrängt – was sagt das Experiment bzw. sein Ergebnis eigentlich wirklich aus? Sind die Enten wirklich „schlauer als gedacht“ – auf welcher Ebene findet denn eigentlich die Abstraktion statt? Antone Martinho ist sich da sehr sicher: „jenseits der rein physischen oder visuellen Ebene“. Aber die Enten hatten ja nur mit einem visuellen Stimulans zu tun, das sie möglicherweise – die Idee hatte etwa auch Prof. Manfred Gahr vom Max-Planck-Institut für Ornithologie – gar nicht als Objektpaar, sondern als ein Objekt wahrgenommen haben, und zwar eben als ein symmetrisches oder assymmetrisches Objekt.

Wie komplex oder vielleicht auch wie relativ simpel sind denn die neuronalen Mechanismen, die die Grundlage für die „Abstraktionsfähigkeit“ der Entenküken bilden? Könnte man eine ähnliche Leistung nicht auch relativ unaufwendig mit einem künstlichen neuronalen Netz nachvollziehen? Ist das Ganze nicht vielleicht doch eine relativ unspektuläre Verarbeitung von Sinneseindrücken? Ganz trivial wären entsprechende Generalisierungen auch für ein Computermodell nicht, sagt Philipp Berens, auf Perzeption und neuronale Verarbeitung spezialisierter Forscher an der Universität Tübingen. Erst in den letzten Jahren hätten die Fortschritte in der Computertechnologie vergleichbare Leistungen künstlicher neuronaler Netze möglich gemacht.

Und möglicherweise, so sein Hinweis, kommen bei der Bewertung von Experimenten wie dem der Oxforder Wissenschaftler auch unterschiedliche semantische Konzepte mit ins Spiel: Kognitionsforscher würden bei der Erklärung von Experimenten wie dem von Antone Martinho von „Abstraktion“, „Konzepten“ oder abstrakten „Kategorien“ sprechen; Neurophysiologen oder Spezialisten für künstliche neuronale Netze eher bei der schlichten Feststellung bleiben – was kann das künstliche oder natürliche Netz denn eigentlich erkennen oder kategorisieren (bzw. „generalisieren“) und was nicht?

Aber vielleicht geht es gar nicht um die Frage, wie schlau oder nicht schlau die Entenküken nun wirklich sind – wahrscheinlich beruhen eben auch vermeintlich exklusive menschliche Geistesleistungen letztlich auf ganz elementaren, kognitiv nützlichen Grundlagen.

Intelligenz – Entenküken ziehen abstrakte Schlüsse

Deutschlandfunk – Forschung aktuell vom 15.07.2016 (Moderation: Ralf Krauter)