Wild und Pilze weisen in Österreich immer noch eine erhöhte Strahlenbelastung auf. AGES-Untersuchungen zeigen aber, dass der EU-Grenzwert von 600 Becquerel (Bq)/kg bei im Handel erhältlichem Wildfleisch und Pilzen in den vergangenen Jahren nur in wenigen Fällen überschritten wurde.<b>Wildfleisch</b> aus Gatterhaltung oder aus Gebieten mit regelmäßiger Fütterung ist prinzipiell weniger belastet als Wild in großen zusammenhängenden Wäldern mit wenig Zufütterung. "Schwarz- und Rotwild aus durch Tschernobyl stark belasteten Gebieten, etwa dem oberösterreichischen Alpenvorland, den Zentralalpen oder dem Koralmgebiet, kann aber immer noch deutlich höher belastet sein", so Christian Katzlberger vom Kompetenzzentrum Strahlenschutz und Radiochemie Wien. Werte bis einige Tausend Bq/kg sind in Einzelfällen möglich. Mit einer nennenswerten Ingestionsdosis, also der Aufnahme durch die Nahrung, sei aber auch hier nicht zu rechnen.
Der Verzehr von jährlich 1 kg Wildfleisch mit einem sehr hohen Cäsiumgehalt von 3000 Bq/kg Cäsium-137 führt etwa zu einer Strahlendosis in Folge der Aufnahme von Cäsium-137 durch die Nahrung von 0,04 milli-Sievert. Im Vergleich dazu beträgt die natürliche Strahlenexposition in Österreich 2,9 milli-Sievert/Jahr. Der Verzehr relativ großen Mengen hoch kontaminiertem Wildfleisch führt also zu einer Erhöhung der Strahlenexposition um nur 1,5 % der mittleren natürlichen Strahlenexposition durch Radon, kosmische Höhenstrahlung etc.
Während in den meisten landwirtschaftlichen Produkten derzeit nur noch geringe Mengen an Cäsium-137 zu finden sind, treten in wild wachsenden <b>Pilzen und Beeren</b> im Vergleich dazu deutlich höhere Gehalte auf. Der Grund dafür ist die höhere biologische Verfügbarkeit von Radiocäsium in naturnahen Waldökosystemen. Obst, Gemüse, Kartoffeln und Getreide weisen in Österreich in der Regel Cäsium-137-Gehalte von weniger als 1 Bq/kg auf.
In gewissen wild wachsenden Pilzen wie Maronenröhrlingen und Semmelstoppelpilzen werden dagegen noch immer Cäsium-137-Werte bis zu einigen tausend Bq/kg gemessen. Bei Pilzen ist im Gegensatz zu den landwirtschaftlichen Produkten auch kaum eine Abnahme der Cäsium-137-Aktivitäten mit der Zeit zu beobachten. Da normalerweise Wildpilze nicht in erheblichen Mengen verzehrt werden, sei die Ingestionsdosis aber selbst dann noch gering, wenn einige Pilze Cäsium-137-Gehalte über dem Grenzwert von 600 Bq/kg aufweisen.
Der Cäsium-137-Gehalt ist bei verschiedenen Pilzarten stark unterschiedlich. Diese Unterschiede scheinen ihre Ursache hauptsächlich in der jeweiligen Lebensweise der Pilze zu haben. Geringe Belastung weisen in der Regel Parasiten (Hallimasch) und Saprophyten (Champignons, Riesenschirmling) auf, die die Nährstoffe aus zerfallenden organischen Resten entnehmen, auf. Symbionten (Röhrlinge, Täublinge, Milchlinge) weisen dagegen meistens deutlich höhere Cäsium-137-Gehalte auf.Strahlenbelastung: 20 Jahre nach Tschernobyl
Die FH Technikum Wien beteiligt sich als erster österreichischer Partner am weltweiten Computernetzwerk zur Erforschung von Krankheiten, dem <a href=http://www.worldcommunitygrid.org>World Community Grid</a>. <% image name="IBM_Grid" %><p>
Das von IBM gesponserte Grid hilft, neue AIDS-Therapien zu entwickeln und Krankheiten, die im Zusammenhang mit dem menschlichen Genom stehen, zu erforschen. Die FH Technikum Wien stellt dafür nun freie Rechenleistungen zur Verfügung und hat auch die rund 2.000 Studenten dazu aufgefordert, ihre ungenutzte Rechenleistung zu spenden.
Die Hochschule für technische Berufe ist damit neben der Uni Heilbronn die zweite in Europa, die sich aktiv für das Netzwerk für die Weltgesundheit engagiert. Aktuell sind es weltweit 143 Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft und aus gemeinnützigen Organisationen, die sich am Projekt beteiligen.
Im Vorsitz des World Community Grid sind Institutionen wie WHO, die Mayo Klinik und Universitäten vertreten. Das Projekt wird von IBM mit Hardware, Software und den technischen Services unterstützt. Zu den Maßnahmen zählen ein Virenschutz, die Kennzeichnung der an den World Community Grid-Agent gesendeten Daten mit einer digitalen Signatur, die Verschlüsselung lokal gespeicherter und an den World Community Grid-Server gesendeten Dateien sowie die biometrische Zugangskontrolle zu den Servern.
Für die Umweltforschung und zur Erforschung von Naturkatastrophen werden neue World Community Grid-Partner gesucht. Denn je größer das virtuelle Netzwerk umso mehr Forschungsprojekte können davon profitieren.FH Technikum Wien spendet Rechenkraft
Toray BASF PBT Resin Sdn. Berhad, ein 50:50 Joint-venture der <a href=http://www.basf.de>BASF</a> und der japanischen <a href=http://www.toray.co.jp>Toray</a> hat seine World-Scale-Anlage für die Produktion von Polybutylenterephthalat (PBT) am Verbundstandort Kuantan, Malaysia, in Betrieb genommen. Die Anlage verfügt über eine jährliche Kapazität von 60.000 t. Das Gesamtinvestitionsvolumen beträgt rund 40 Mio $. Beide Unternehmen werden das in der neuen Anlage produzierte PBT unter ihren eigenen Markennamen getrennt vermarkten (BASF: Ultradur, Toray: Toraycon).
Die neue Anlage basiert auf der derzeit fortschrittlichsten Polymerisations-Technologie, die von Toray eingebracht wurde. Für BASF ist die Inbetriebnahme der PBT-Anlage am aufstrebenden Chemiestandort Kuantan ein weiterer Schritt zum Ausbau der Wertschöpfungskette in Richtung höherwertiger Spezialitäten. Die Versorgung der PBT-Anlage mit dem Hauptrohstoff Butandiol (BDO) wird durch die benachbarte Anlage der BASF PETRONAS Chemicals gewährleistet.
Mit dem in Kuantan produzierten PBT wird BASF die Konfektionierungsanlagen in Pasir Gudang (Malaysia), Ansan (Korea) sowie künftig Pudong (China) versorgen.
Bis 2010 will die BASF 20 % ihrer Umsätze im Chemiegeschäft in Asien erwirtschaften, 70 % davon aus regionaler Produktion - die neue PBT-Anlage ist ein wesentlicher Schritt dazu.
<small> Bei <b><u>PBT</u></b> handelt es sich um ein thermoplastischer Polyester. Besondere Eigenschaften dieses technischen Kunststoffs sind große Stabilität, Widerstandsfähigkeit gegen Wettereinflüsse sowie Hitze- und Formbeständigkeit. Zudem verfügt PBT über gute Isoliereigenschaften und eine hohe Chemikalienresistenz. Die typischen Einsatzbereiche liegen im Auto- und Maschinenbau sowie in der Elektro- und Elektronikindustrie. </small>PBT-Anlage in Malaysia geht in Betrieb
Prograf als Prophylaxe bei Herzverpflanzung zugelassen
Die EU-Kommission hat das Immunsuppressivum Prograf (generische Bezeichnung: Tacrolimus) von <a href=http://www.astellas.com>Astellas</a> für die prophylaktische Verwendung gegen Transplantatabstoßung zugelassen.<% image name="Aktenordner" %><p>
Das Immunsuppressivum Prograf aus der Gruppe der Calcineurin-Hemmer ist bereits für die Prophylaxe von Organabstoßung bei Patienten mit Nieren- und Lebertransplantation in der EU indiziert.
Die nun erweiterte Indikation wird von zwei großen klinischen Studien unterstützt, die in diesem Monat in Europa und den USA veröffentlicht werden und 657 Patienten einschließen.
Prograf ist in Nordamerika, Europa, Japan und Asien in mehr als 70 Ländern erhältlich. Es ist als das effizienteste Medikament bei der Vorbeugung von Organabstoßung bei Patienten mit Nieren- oder Leberverpflanzung anerkannt und ist das Vorbild für immunsuppressive Schemata.Prograf als Prophylaxe bei Herzverpflanzung zugelassen
Das mit 10 Mio € von der EU geförderten Exzellenznetzwerk <a href=http://www.eurasnet.info>EURASNET</a> zur Erforschung des "alternativen Spleißens" von RNA startet. Zu den 30 Arbeitsgruppen aus 13 Ländern gehört auch ein Team der Max F. Perutz Laboratories in Wien.<table>
<td><% image name="RNA_Thermometer" %></td>
<td> Alternatives Spleißen ist der Name für einen Prozess, bei dem aus einem einzelnen Gen viele verschiedene Proteine produziert werden. In Tieren und Pflanzen liegt der Bauplan für Proteinen auf mehreren DNA-Stücken, so genannte Exons. Zwischen diesen kodierenden Bereichen liegen DNA-Stücke, die Introns, deren genetische Informationen nicht für den Aufbau des Proteins notwendig sind.
Im Zellkern werden durch eine enorme molekulare Maschine, dem Spleißosom, die Introns aus der ersten Abschrift der DNA (pre-mRNA) herausgeschnitten und die Exons miteinander verknüpft, und so die messenger-RNA (mRNA) gebildet. Diese dient dann als Blaupause für den Bau von Proteinen.
Beim alternativen Spleißen werden verschiedene Exons aus der gleichen pre-mRNA in unterschiedlicher Weise miteinander verknüpft und somit viele verschiedene mRNAs gebildet, deren Information wiederum in Proteine übersetzt wird. </td>
</table>
Die Bedeutung von alternativem Spleißen wird besonders deutlich, wenn man die Zahl der menschlichen Gene - rund 25.000 - der Zahl der menschlichen Proteine gegenüberstellt - mindestens 100.000. Durch alternatives Spleißen ist es dem Genom also möglich, viel mehr Funktionen (= Proteine) zu produzieren, als eigentlich gespeichert sind.
Das alternative Spleißen beeinflusst alle Bereiche der Entwicklung und des Stoffwechsels von höheren Organismen und stellt eine essenzielle Ebene der Regulation der Genexpression dar. Defekte im Spleißmechansimus verursachen oder verstärken eine Vielzahl menschlicher Krankheiten, darunter auch Krebs oder neurodegenerative Erkrankungen.
Der Aufbau und die grundlegenden Funktionen des Spleißosoms sind mittlerweile gut verstanden - im Gegensatz zur Regulation von alternativem Spleißen. Daher haben sich die 30 internationalen Arbeitsgruppen zu einem Netzwerk formiert, um die Regulation des alternativen Spleißens sowie die Interaktionen des Spleißosoms mit anderen Regulationsmechanismen in der Genexpression zu erforschen.RNA-Forschung formiert sich
Rechtzeitige und optimale Krebstherapien - so das Ziel des jetzt gestarteten EU-Forschungsprojekts OVCAD (OVarian CAncer Diagnosis). Proteine, Gen-Veränderungen und RNA sollen dabei identifiziert werden, die bereits bei der Krebs-Diagnose Aussagen über den Krankheitsverlauf zulassen. Größtes EU-Forschungsprojekt zur Krebsdiagnostik<% image name="Ovcad1" %><p>
<small> Molekulare Marker und ihre Muster entstehen bereits während der frühen Phasen des Tumorwachstums. Diese Muster ermöglichen sowohl eine frühe Diagnose von Minimalen Resterkrankungen als auch des Wachstums von Primärtumoren. </small>
Nicht alle Krebspatienten sprechen gleich gut auf ihre Therapie an. Für die Mediziner ist dies zunächst aber nicht erkennbar. Erst der Tumor selber liefert nach einiger Zeit Auskunft: Ist er geschrumpft, so war die Therapie erfolgreich; ist er weiter gewachsen, hat die Therapie versagt - und der Patient lebenswichtige Zeit verloren. Diese Schwäche im Therapiekonzept wollen die Forscher nun beseitigen.
Koordinator Robert Zeillinger von der Medizinischen Uni Wien meint: "Selbst kleinste Tumore hinterlassen Spuren. Wir möchten lernen, diese Spuren zu finden und zu verstehen." Diese Spurensuche findet auf molekularer Ebene statt: Molekulare Marker wie Proteine, Gen-Veränderungen und RNA erfahren bei Krebserkrankungen spezifische Anpassungen, die bereits im frühen Tumor-Stadium nachweisbar sind. Bisher fehlt aber eine systematische Untersuchung über einzelne molekulare Marker und die Muster, die sich aus ihren zahlreichen Änderungen in Folge einer Tumorentstehung ergeben. Genau diese Untersuchung wird OVCAD für den Eierstockkrebs nun durchführen.
Gerade bei Eierstockkrebs ist die Wirksamkeit klassischer Diagnoseverfahren sehr eingeschränkt. Bei 75 % der Betroffenen erfolgt die Diagnose erst in einem sehr späten Stadium. Zwar wird seit einigen Jahren auch ein Biomarker, das Glykoprotein CA125, im Serum der Patientinnen zur Diagnose herangezogen, doch ist dessen Aussagekraft limitiert.
Mit mehr als 100 Kollegen aus Frankreich, Belgien, den Niederlanden, Israel und Deutschland werden nun molekulare Marker und deren Muster bei 200 Eierstockkrebs-Patientinnen untersucht. Dafür werden Gewebeproben, Blut und Bauchhöhlen-Flüssigkeit zum Zeitpunkt der klinischen Diagnose auf auffällige Marker hin untersucht. Sechs Monate nach Ende der Standard-Therapie werden solche Untersuchungen wiederholt und es wird dann festgestellt, ob bestimmte Marker besonders häufig bei jenen 25 % Frauen auftraten, bei denen die Therapie versagte. Sollte das der Fall sein, dann hätte man künftig bereits zum Zeitpunkt der Diagnose Hinweise auf dieses Versagen.
Die 15 Gruppen aus 6 Ländern werden dabei an der Medizinischen Uni Wien koordiniert. Mit einem Budget von 4,2 Mio € stellt diese Initiative das größte europäische Einzelprojekt zur frühzeitigen Krebsdiagnose dar, die zunächst auf drei Jahre angelegt ist.
<a href=http://www.kekelit.com>KE KELIT</a>, <a href=http://www.praher.com>Praher Kunststofftechnik</a> und <a href=http://www.poloplast.at>Poloplast</a> arbeiteten ein Jahr gemeinsam an einem System zur Errichtung, Recherche, Bewertung, Überwachung und Administration von Schutzrechten für die Kunststoffindustrie.<table>
<td>
Aus einer Reihe von Anbietern sollte ein Verfahren gewählt und adaptiert werden, das den Ansprüchen von KMUs in der Kunststoff verarbeitenden Branche am ehesten gerecht wird. Dabei standen die Auswahl und vor allem der Test von Patentüberwachungsdiensten im Vordergrund.
• Die Zusammenarbeit zeigte, dass sich maßgeschneiderte und für KMUs leistbare Systeme am Markt befinden, diese jedoch bisher zu wenig bekannt waren.
• Es stellte sich heraus, dass spezialisierte Dienstleister im Stande und bereit sind, auf die spezifischen Wünsche der KMUs einzugehen und ihre Angebote entsprechend zu gestalten.
</td>
<td>
<% image name="Patente" %>
</td>
</table>
• Das Projekt zeigte, dass sich beim Schutz der Eigenschutzrechte die Zusammenarbeit mit <b>Patentanwälten</b> bewährt und als beste Alternative angesehen werden kann.
• Für die Überwachung von Fremdschutzrechten als auch vom Stand der Technik bewähren sich hingegen <b>Dienstleister</b>. Der Aufwand lässt sich mit ihnen mindestens halbieren – bei einer deutlichen Steigerung der verwertbaren Information. Im Unternehmen wird dadurch zusätzliches Wissen aufgebaut. Durch eine geeignete Archivierung lässt sich etwa 70 % der Zeit einsparen.
Alle drei Projektteilnehmer hatten jeweils 15-20 Basispatente sowie Anmeldungen in anderen geografischen Wirtschaftsräumen. Jährlich kamen 1-3 Patente dazu. Der Stand der Technik wurde nur sporadisch ermittelt, meist unmittelbar bei laufenden Projekten bzw. vor Patentanmeldungen. Die Beobachtung und Beurteilung von Eingriffen Dritter auf bestehende Eigenschutzrechte war bisher auf Marktbeobachtung beschränkt und erfasste meist nur „grobe Verletzungen“ meist „bekannter Täter“ aus dem Mitbewerbsbereich. Die Reaktion darauf war in der Regel eine spontane Eigeninitiative der entsprechenden Sachbearbeiter, in der Regel der F&E-Leiter, die mit hohem Zeitaufwand verbunden war.
<small> Jährlich werden im Kunststoffsektor europaweit Tausende Patente erteilt. Um Parallelentwicklungen zu vermeiden, ist das Wissen über bestehend Patente zwingend notwendig. Überwachung und Recherche sind allerdings zeitaufwändig, arbeitsintensiv und erfordern viel Erfahrung und Sachverstand. Durchgeführt werden können sie durch Anwaltskanzleien, Internetrecherchen, die Suche im Patentamt oder durch spezielle Dienstleistungsunternehmen. </small>Gemeinsam durch den Patent-Dschungel
<a href=http://www.borealisgroup.com>Borealis</a> baut Linz zum internationalen Forschungszentrum aus. Das Land Oberösterreich und die Johannes Kepler Universität in Linz unterstützen die Forschungsvorhaben nach Kräften.Linz wird Forschungszentrum der Borealis <% image name="Borealis_Puehringer_Roiss" %><p>
<small> Oberösterreichs Landeshauptmann Josef Pühringer ist sich einig mit OMV-Vorstand Gerhard Roiss: Kunststoff-Forschung hat Zukunft in Linz. F: Martin Eder</small>
Nachdem bereits 2005 beschlossen wurde, die Konzernzentrale der Borealis von Kopenhagen nach Wien zu verlegen, folgte nun die Entscheidung, Linz zum weltweiten Zentrum der Borealis-Forschung auszubauen. Dafür werden bis 2011 rund 25-30 Mio € in Linz investiert. Zudem wird das Forschungspersonal von derzeit 120 um 80 Mitarbeiter aufgestockt.
Bereits jetzt befindet sich neben Finnland, Norwegen und Schweden einer der vier internationalen Borealis-Forschungsstandorte in Linz. Der Schwerpunkt der Linzer Entwicklungs-Aktivitäten liegt derzeit bei Polypropylen - für den Automotive-Bereich wird hier eine Pilotanlage für die Entwicklung technischer Compounds betrieben.
Das Land Oberösterreich wird mit den bestehenden Forschungseinrichtungen die Borealis unterstützen, um die Etablierung der notwendigen akademischen Strukturen zu ermöglichen. Mit der Johannes Kepler Universität Linz sollen auch an der Montanuni Leoben die kunststofftechnischen und polymerwissenschaftlichen Ausbildungs- und Forschungsprogramme forciert werden.
Die wesentlichen Maßnahmen für die Etablierung international wettbewerbsfähiger Strukturen sind die Einrichtung hochqualitativer Forschungs- und Lehrkapazitäten mit Polymer-Schwerpunkt an der Johannes Kepler Universität Linz, die Verstärkung der einschlägigen Forschungs- und Lehrbereiche an den Fachhochschulen, eine Schwerpunktsetzung für den Bereich Additive & Füllstoffe am TCKT-Transfer Center für Kunststofftechnik in Wels sowie der Ausbau der Supportdienstleistungen im Rahmen der Kunststoffclusters.
In diese Infrastrukturmaßnahmen wird das Land Oberösterreich bis 2011 zusätzlich zu den Borealis-Investitionen 18,7 Mio € investieren. Im Gegenzug wird Borealis rund 3,5 Mio € in gemeinsame Forschungsprojekte mit den genannten Forschungseinrichtungen investieren.
Borealis wird heuer weitere 6-7 Mio € in neue Anlagen und Labors im finnischen Porvoo investieren, um dort die Effektivität der Katalysator- und Prozessforschung zu erhöhen. Zudem beabsichtigt Borealis die Innovation Centres in Bamble (Norwegen) und Stenungsund (Schweden) zusammenzuführen. Dafür soll ein Innovation Centre in Abu Dhabi entstehen.
Die Gesamtsumme der Ausgaben für in Österreich durchgeführte Forschung und Entwicklung wird im heurigen Jahr 2,43 % des BIP erreichen - eine Steigerung um 7,9 % gegenüber 2005. Österreichs F&E-Quote steigt 2006 auf 2,43 %<% image name="Forscher" %><p>
Laut aktueller Daten der Statistik Austria werden die Gesamtausgaben im Vergleich zum Vorjahr um 456 Mio auf 6,24 Mrd € ansteigen - vor allem bedingt durch Erhöhungen der Bundesausgaben seit 2003. Damit liegt Österreich heute um 83,6 % über dem Niveau des Jahres 1998.
Von den Forschungsausgaben kommen 36,9 % von der öffentlichen Hand (Bund: 1,92 Mrd €, Länder: 332 Mio €, sonstige öffentliche Einrichtungen wie Gemeinden, Kammern, Sozialversicherungsträger etc: 49 Mio €). 45,8 % bzw. 2,86 Mrd € werden von der Wirtschaft finanziert, 17 % (1,06 Mrd €) kommen aus dem Ausland (zum überwiegenden Teil mit heimischen Firmen verbundene europäische Unternehmen, die Österreich zum Forschungsstandort gewählt haben bzw. Rückflüsse aus dem EU-Rahmenprogramm) und 0,3 % (20 Mio €) vom privaten gemeinnützigen Sektor.
Gegenüber dem Vorjahr deutlich zugenommen haben die Forschungsausgaben von Wirtschaft (von 2,48 auf 2,86 Mrd ) und Bund (von 1,74 auf 1,92 Mrd €), während die Auslandsausgaben von 1,16 auf 1,06 Mrd € zurückgingen. Die Finanzleistungen der Bundesländer und der sonstigen öffentlichen Einrichtungen legten leicht zu.
Die FFG wünscht sich nun insbesondere mehrjährige Planungssicherheit bei den Bundesbudgets sowie die konsequente Umsetzung der Strategie 2010 des Forschungsrates, die eine jährliche Steigerung des FFG-Budgets von 9 % vorsieht.
Bochumer und Göttinger Forscher entdecken einen Mechanismus zur Signalfilterung im Gehirn, bei dem sich Natriumkanäle in der Zellmembran gegenseitig unterstützen.Über den Funkverkehr zwischen Nervenzellen<% image name="Dominosteine" %><p>
Nervenzellen kommunizieren, indem sie kurze elektrische Impulse aussenden und empfangen. Die meisten davon bleiben im lebenden Gehirn jedoch unbeantwortet: In jeder Sekunde empfängt eine Zelle der Großhirnrinde Tausende Signale, entschließt sich aber oft weniger als ein Dutzendmal, selbst einen Impuls auszusenden.
Nach welchen Regeln Nervenzellen der Großhirnrinde von Säugetieren Signale verarbeiten, fanden Forscher nun heraus. Im Widerspruch zum zentralen Modell der Neurophysiologie (Hodgkin-Huxley-Modell) schlagen sie einen <b><u>Mechanismus</u></b> vor, <b><u>bei dem sich Natriumkanäle in der Zellmembran gegenseitig unterstützen</u></b>. Dieser Mechanismus könnte den Zellen helfen, schnellveränderliche Signale weiterzuleiten und langsame zu unterdrücken.
Jede lebende Zelle hält über ihrer Zellmembran eine elektrische Spannungsdifferenz aufrecht. Nervenzellen nutzen diese zum Verarbeiten und Weiterleiten von Nachrichten: Erhält eine Nervenzelle einen starken Reiz, kommt es zu einer Umkehrung der Spannung über der Zellmembran. Dieses Aktionspotenzial breitet sich an den Zellfortsätzen aus, an deren Ende das Signal an andere Nervenzellen übertragen wird. Wie ein solches Aktionspotenzial entsteht, wurde 1952 von Hodgkin und Huxley anhand von Messungen am Tintenfisch beschrieben.
Danach wird ein Aktionspotenzial ausgelöst, wenn sich die Spannung über der Membran bis zu einem gewissen Schwellenwert verändert. Bestimmte Natriumkanäle werden dadurch geöffnet und lösen eine lawinenartige Reaktion aus: Durch die Kanäle strömen positiv geladene Natriumionen in die Zelle, was zur weiteren Verschiebung des Membranpotenzials und der Öffnung weiterer Natriumkanäle führt. Der Schwellenwert und auch die Schnelligkeit, mit der ein Aktionspotenzial entsteht, variieren dabei von Zelle zu Zelle - für eine einzelne Zelle sind diese Parameter aber durch die Eigenschaften ihrer Natriumkanäle weitgehend festgelegt.
Die Forscher haben nun die Schnelligkeit und den Schwellenwert von Aktionspotenzialen genauer untersucht. Sie konnten zeigen, dass hier Aktionspotenziale sehr sprunghaft einsetzen. Obwohl ein einzelnes Aktionspotenzial gut eine Millisekunde andauert, setzt ein starker Natriumeinstrom bereits in den ersten 200 Mikrosekunden ein. Die Natriumkanäle scheinen sich demnach fast gleichzeitig zu öffnen, so dass Natriumionen sehr schnell und in großen Mengen in die Zelle strömen können. Gleichzeitig aber fanden sie, dass die Schwellenwerte, bei denen die Aktionspotenziale einsetzen, sehr variabel sind.
Eine hohe Variabilität beim Schwellenwert und ein sprunghafter Anstieg des Aktionspotenzials sind jedoch im Rahmen des Hodgkin-Huxley-Modells unvereinbar. Daher postulierten die Forscher einen neuen Mechanismus, der erklärt, wie sich Natriumkanäle zwar nicht immer bei dem gleichen Schwellenwert, aber dennoch fast synchron öffnen.
Öffnet sich ein Natriumkanal, so beeinflusst das nach dem neuen Modell andere Natriumkanäle in der direkten Nachbarschaft - die Kanäle öffnen "kooperativ" und nicht, wie nach Hodgkin-Huxley, unabhängig voneinander ausschließlich in Abhängigkeit von der Spannung über der Membran.
Um diese Hypothese zu testen, blockierten die Wissenschaftler mit Tetrodoxin, dem Nervengift des japanischen Kugelfisches, einen Teil der Natriumkanäle, so dass die noch funktionsfähigen Kanäle so weit in der Membran verstreut lagen, dass sie nicht mehr kooperieren konnten. Resultat: Die in solchen Experimenten beobachteten Aktionspotenziale wiesen wie erwartet eine langsamere, mit dem Hodgkin-Huxley-Modell vereinbare, Dynamik auf.
In weiteren Untersuchungen konnten die Forscher zeigen, dass die Zellen diesen neuartigen Mechanismus verwenden können, um zwischen den empfangenen Signalen zu differenzieren und nur auf bestimmte zu antworten. Die beiden Aspekte der Aktionspotenzialauslösung spielen dabei unterschiedliche Rollen. Die große Variabilität der Schwellenpotenziale ermöglicht es den Zellen, langsam einsetzende Reize zu ignorieren. Sie erhöhen dann fortlaufend ihre Schwelle, so dass in vielen Fällen gar kein Impuls ausgelöst wird. Die schnelle Auslösung der Aktionspotenziale dagegen hilft den Zellen, schnell veränderliche Signale auch mit hoher Präzision weiterzugeben. Wie die molekularen Mechanismen der Kanalkooperativität und die Sicherstellung ihrer Entstehung funktionieren, gilt es nun, herauszufinden.
