Znajdź zawartość

Wiek, w którym uznaje się człowieka za dorosłego zawsze różnił się w zależności od kultury i epoki. Współcześnie w większości za dojrzałych uznaje się osiemnastolatków, choć dla niektórych czynności: prowadzenia samochodu, zawierania związków ten wiek może być inny. Również naukowcy generalnie uważali, że nasz mózg ewoluuje jedynie do okresu pokwitania i na tym jego rozwój się w zasadzie kończy. Jak się okazuje - nie mieli racji. Pierwszą jaskółką zmian były badania, które dowodziły, że dopiero w wieku dwudziestu kilku lat człowiek w pełni rozumie konsekwencje swoich czynów - co wiąże się na przykład z nadmierną brawurą młodych kierowców. Tymczasem Sarah-Jayne Blakemore, neurolog z Institute of Cognitive Neuroscience (Instytutu Neurologii Poznawczej) na University College London uważa, że ludzki mózg nie osiąga pełnej dojrzałości wcześniej niż po trzydziestce, a nawet czterdziestce. Najszybszy i najważniejszy rozwój odbywa się rzeczywiście w dzieciństwie i wczesnej młodości, ale niektóre obszary mózgu potrzebują o wiele więcej czasu na osiągnięcie „pełni dorosłości". Należy do nich kora przedczołowa, jedna z najważniejszych części mózgu, odpowiadająca za wyższe funkcje poznawcze: planowanie, przewidywanie rozwoju wypadków, podejmowanie decyzji. Do niej należą zachowania socjalne, społeczne: empatia, współdziałanie z ludźmi; tutaj także „mieszczą się" cechy naszego charakteru. Naukowcy uważają wręcz, że to właśnie silny rozwój tego obszaru czyni nas takimi istotami, jakimi jesteśmy, czyli ludźmi. Kora przedczołowa rzeczywiście rozwija się najintensywniej u małych dzieci, ulega później reorganizacji podczas dorastania, ale na tym nie koniec: zmienia się jeszcze i rozwija długo potem, bo jeszcze przez dziesięć do dwudziesty lat. Odkrycie to może wyjaśniać niektóre niedojrzałe zachowania osób z pozoru dorosłych, czy późną socjalizację u innych.

Pytanie, jak bardzo różni się świat postrzegany przez różne osoby, jest pewnie jednym z najstarszych pytań filozoficznych. O ile w większości zgadzamy się, że sposób myślenia i postrzegania pojęć abstrakcyjnych różni się mocno, to instynktownie oczekujemy, że będąc stworzeniami tego samego gatunku, przynajmniej widzimy świat tak samo. Badania naukowe powoli odzierają nas z tego złudzenia. Psycholodzy z Wellcome Trust Centre for Neuroimaging (University College London) wykazali, że ludzie ulegają złudzeniom optycznym w bardzo różnym stopniu, co więcej, stopień ten bezpośrednio zależy od rozmiaru zaangażowanej w przetwarzanie obrazu pierwotnej kory wzrokowej. Trójka naukowców: Samuel Schwarzkopf, Chen Song oraz Geraint Rees przebadała trzydzieścioro zdrowych ochotników na okoliczność postrzegania popularnych optycznych iluzji i siły, z jaką na nich oddziałują. Jednocześnie mierzono aktywność ich mózgów przy pomocy funkcjonalnego rezonansu magnetycznego, pozwalającego obserwować jego pracę na bieżąco. Wykorzystano dwa popularne testy: iluzję Ebbinghausa, w której dwa identyczne koła postrzegane są jako różnej wielkości, w zależności od rozmiaru „płatków" jakie do nich przyczepiono, oraz iluzję Ponzo, w której dwa identyczne elementy postrzegane są jako różnej wielkości, w zależności od umiejscowienia na rysunku przypominającym tory kolejowe. Dało się wyraźnie zmierzyć, że stopień postrzegania iluzji był różny: dla jednych złudzenie było bardzo silne, dla innych pozorna różnica rozmiaru odczuwana była jako niewielka. Bardzo mocno różniła się powierzchnia pierwotnej kory wzrokowej, jaka była zaangażowana w analizę obrazu, różnica pomiędzy różnymi osobami mogła być nawet trzykrotna. Co ważne: istniała wyraźna korelacja: im intensywniej używana była kora wzrokowa, tym postrzegana pozorna różnica mniejsza. Podsumowując, można powiedzieć, że duży obszar mózgu zaangażowany w analizę zmniejsza skuteczność optycznego „oszustwa".

Naukowcy z Imperial College London opracowali teoretyczną koncepcję manipulowania światłem przechodzącym w pobliżu obiektu. To oznacza, że teoretycznie możliwe jest ukrycie przed obserwatorem rozgrywających się wydarzeń tak, by nie zdawał on sobie z tego sprawy. Jak wcześniej donosiliśmy, profesor John Pendry z UCL opracował ideę czapki-niewidki stworzonej z metamateriałów. Teraz zespół pracujący pod kierunkiem profesora Martina McCalla matematcznie rozszerzył pomysł Pendry'ego na ukrywanie całych zdarzeń, a nie tylko obiektów. Światło zwalnia gdy wnika w materiał. Jednak teoretycznie możliwe jest manipulowanie promieniami światła tak, by niektóre przyspieszały, a inne zwalniały - mówi McCall. Twierdzi on, że w ten sposób można spowodować, iż część światła dotrze do obserwatora przed zdarzeniem, a część się znacznie spóźni. W efekcie przez krótki czas wydarzenie nie będzie oświetlone i nie będziemy mogli go obserwować. To z kolei prowadzi do teoretyczej możliwości niezauważalnej dla obserwatora manipulacji energię, informacją i materią. Jak mówi McCall, gdy będziemy obserwowali osobę poruszającą się korytarzem, sprawi to na nas takie wrażenie, jakby używała ona znanego ze StarTreka transportera, gdyż nagle pojawi się w innym miejscu, niż była jeszcze przed chwilą. Teoretycznie osoba ta mogłaby zrobić coś, czego obserwator nie dostrzeże. Ukrywanie poruszających się ludzi to wciąż jedynie wizja z dziedziny science-fiction, jednak model zespołu McCalla może znaleźć praktyczne zastosowanie w optyce czy elektronice. Doktor Paul Kinsler opracował już prototypową architekturę dla łączy optycznych i układów logicznych, która korzysta z koncepcji McCalla. Pomysł Kinslera zakłada, że przesył danych mógłby zostać zatrzymany w celu przeprowadzenia obliczeń, których wyniki powinny dotrzeć wcześniej. Z punktu widzenia innych części układu scalonego czy sieci przetwarzanie informacji wyglądałoby na ciągłe. Uzyskano by w ten sposób "przerwanie bez przerwania". Alberto Favaro, jeden z członków zespołu badawczego, wyjaśnia to w ten sposób: wyobraźmy sobie kanał przesyłu danych komputerowych jako autostradę pełną samochodów. Chcemy, by przez autostradę przeszedł pieszy, ale by nie prowadziło to do zatrzymania ruchu. Spowalniamy więc samochody znajdujące się przed przejściem, a te, które są na nim i za nim, przyspieszamy. Tworzymy w ten sposób przerwę, którą pieszy może przejść. W tym samym czasie obserwator stojący na dalszym odcinku autostrady nie zauważy niczego oprócz płynnie poruszających się samochodów. Uczeni, tworząc swoją koncepcję, musieli zmierzyć się z problemem przyspieszenia przesyłanych danych bez naruszania praw teorii względności. Favaro poradził sobie z tym, projektując teoretyczny materiał, którego właściwości zmieniają się w czasie i przestrzeni. Jesteśmy pewni, że koncepcja czasoprzestrzennej czapki-niewidki otwiera przed nami wiele różnych możliwości. Jednak na obecnym etapie to praca czysto teoretyczna i musimy dopracować szczegóły potencjalnych zastosowań - mówi McCall.

Naukowców od dawna intryguje pochodzenie ziemskich oceanów. Wiadomo bowiem, że po uformowaniu się naszej planety panowały na niej bardzo wysokie temperatury, wskutek których istniejąca woda natychmiast by odparowała. Co prawda mówi się o możliwości przyniesienia wody przez komety i asteroidy, jednak tutaj rodzi się kolejny problem. Otóż w kometach znajdujemy znacznie więcej deutery niż w ziemskich oceanach, a asteroidy, bombardujące Ziemię tak często, by stworzyć oceany, powinny przynieść ze sobą też olbrzymie ilości rzadkich metali. A tych nie znajdujemy aż tak dużo. Rozwiązaniem zagadki postanowiła zająć się profesor Nora de Leeuw z University College London, która wraz ze swoim zespołem twierdzi, że woda była obecna na Ziemi od samego początku jej istnienia. Naukowcy stworzyli komputerowy model kosmicznego pyłu składającego się z oliwinów, powszechnie znajdowanych w Układzie Słonecznym i w mgławicach wokół innych gwiazd. Symulowali, co działoby się molekułami wody przyczepionymi do takiego pyłu. Badania wykazały, że oddzielenie molekuł wody od oliwinów wymaga olbrzymich ilości energii. Tak dużych, iż pył oliwinowy jest w stanie utrzymać wodę nawet w temperaturze 630 stopni Celsjusza. To wystarczyłoby, żeby woda mogła przetrwać proces formowania się Ziemi. Część wody na Ziemi prawdopodobnie pochodzi z tego źródła i całkiem możliwe, że jest to jej większość - mówi współautor badań, Michael Drake z University of Arizona. W miarę formowania się planety ciśnienie i temperatury mogły doprowadzić do oderwania molekuł wody od oliwinów i uformowania oceanów.

O ile powstanie życia - pierwszej, prostej komórki jest wielka zagadką, o tyle kolejną zagadką jest powstanie organizmów wielokomórkowych. Pierwsze jednokomórkowce powstały cztery miliardy lat temu, ale dwa kolejne miliardy lat minęły, nim zaczęło pojawiać się bardziej złożone formy życia. Jak do tego doszło? Europejscy naukowcy mają nową koncepcję. Do tej pory sądzono, że organizmy wielokomórkowe powstały z połączenia się, rodzaju kolonii jednokomórkowców. Poszczególne komórki w takich koloniach współpracowały, potem specjalizowały się, stając się jednocześnie coraz bardziej zależne od innych, komplikując jednocześnie swoją budowę, wytwarzając jądro komórkowe, mitochondria itd. Nick Lane, brytyjski biolog z University College London oraz William Martin, niemiecki biolog z University of Duesseldorf uważają, że ten sposób nie zadziałałby, a organizmy wielokomórkowe powstały w inny sposób, dzięki bardzo wyjątkowemu zdarzeniu, co było przyczyną, że tak długo trzeba było czekać. Ich zdaniem najpierw musiały powstać eukarionty - czyli organizmy posiadające jądro komórkowe z mitochondriami, dopiero potem mogły one łączyć się w bardziej złożone życie. Dlaczego? Mitochondria są zwane komórkowymi elektrowniami, to one bowiem wytwarzają energię dla komórki. Jądro komórkowe z kolei sprawia, że komórka zawiera wielokrotnie więcej genów (nawet tysiąc razy więcej), może wytwarzać znacznie więcej różnorodnych białek, szybciej więc ewoluuje, komplikuje i dostosowuje do zmian środowiska. Prokarionty, czyli prymitywne komórki, pozbawione mitochondriów, zdaniem Lane'a i Martina nie dysponują wystarczającą ilością energii, aby mogły wystarczająco komplikować swoich funkcji. To nadwyżki energii pozwoliły na powiększanie złożoności i specjalizacji. Z kolei brak jądra i mała ilość genów nie dawały możliwości ewolucji, potrzeba było „nadmiaru" różnorodnych genów, żeby zapoczątkować szybką ewolucję wielokomórkową. Jak jednak doszło do powstania pierwszej komórki eukariotycznej? Zdaniem autorów studium musiał zaistnieć incydent, w którym jedna komórka znalazła się wewnątrz drugiej. Musiało to być zjawisko nie tylko rzadkie, ale również wymagające dodatkowych okoliczności, żeby coś z tego wyszło. W większości podobnych przypadków zapewne komórki zaczynały walczyć i niszczyły się nawzajem, albo też wewnętrzna komórka stawała się pasożytem i zabijała powoli swojego gospodarza. Jednak wyjątkowy przypadek, w którym tak połączone komórki współpracowały i wspierały się nawzajem, zapoczątkował nową jakość. Większa złożoność dawała przewagę ewolucyjną, a członkowie tandemu stopniowo zaczynali się specjalizować. Wewnętrzna komórka upraszczała się, tworząc jądro i większość zbędnych genów „przelewając" na gospodarza. Bogactwo kodu genetycznego dawało lepsze możliwości przystosowania się, a pojawienie się mitochondriów dało energię na taki proces. W ciągu dwóch kolejnych miliardów lat eukarionty rozwinęły się, zróżnicowały i w postaci tak różnorodnych organizmów jak rośliny, owady i zwierzęta zdominowały ekosystem.

Właściwością ludzkiego umysłu jest łączenie informacji otrzymywanych od różnych zmysłów, a także różnych danych otrzymywanych od jednego zmysłu - na przykład pojedynczego oka i obydwu. Okazuje się, że dzieci poniżej dwunastego roku życia nie łączą takich informacji, taki wniosek płynie z badań przeprowadzonych przez uczonych z University College London (UCL) oraz University of London. Żeby zrozumieć otaczający świat polegamy na różnych rodzajach informacji - mówi doktor Marko Nardini, prowadzący badania. - Korzyścią z łączenia informacji z różnych zmysłów jest bardziej trafne ocenianie świata niż przy wykorzystaniu pojedynczego zmysłu. To samo dotyczy różnego rodzaju informacji w ramach jednego zmysłu, na przykład łączymy w jedno informację o odległości uzyskiwaną z perspektywy (do postrzegania której wystarcza jedno oko) z widzeniem stereoskopowym („3D") które zasadza się na różnicy informacji z obojga oczu. Wydaje nam się to tak naturalne, że wyniki badań nad postrzeganiem perspektywy przez dorosłych i dzieci, wykonane przez zespół dra Nardiniego były zaskoczeniem. W pierwszym teście dorośli oraz dzieci oglądali w okularach 3D różne ukośne powierzchnie i oceniali, która z nich jest bardziej płaska. Badanym informację z perspektywy oraz informację stereoskopową „podawano" raz jednocześnie, raz osobno. Dzieci aż do dwunastego roku życia nie potrafiły łączyć tych dwóch rodzajów informacji, żeby móc zwiększyć trafność osądu. W drugim badaniu sprawdzono, czy rzeczywiście dzieci potrafią postrzegać i zapamiętywać te dwa rodzaje informacji oddzielnie. Użyto do tego celu specjalnych, trójwymiarowych obrazów dysków, w których informacja pochodząca z perspektywy czasem się nie zgadzała z informacją stereoskopową. Dorośli w takich sytuacjach nie potrafili dokonać porównania dysków i ocenić, który z nich jest bardziej ukośny, zaś sześciolatkom nie sprawiało to problemu. Dzieje się tak dlatego, że łączenie, uśrednianie danych dwojakiego rodzaju powoduje niemożność ich rozdzielenia, efekt taki, znany jako „fuzja sensoryczna" był już udokumentowany. Dzieci muszą się dopiero nauczyć, w jakim stosunku do siebie pozostają poszczególne zmysły - tłumaczy profesor Denis Mareschal, współautor studium. - Podczas kiedy dziecka się rozwija, mózg musi zdeterminować sobie związki pomiędzy różnymi typami informacji zmysłowych. Uczeni planują w następnych badaniach użyć funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) do określenie, jakie ewentualne zmiany w strukturach mózgu wiążą się z nabywaniem tej umiejętności.

Uczeni z University College London (UCL) oraz florydzkiego National High Magnetic Field Lab (NHMFL) dowodzą, że bizmut znacznie lepiej nadaje się do produkcji układów spintronicznych niż faworyzowany fosfor. Bizmut jest kompatybilny z krzemem, jednak pierwiastkiem tym się praktycznie nie zajmowano. Wysiłki specjalistów pracujących nad spintroniką skupiły się wokół fosforu dlatego, że już obecnie jest on używany w krzemie. Brytyjscy i amerykańscy uczeni odkryli, że bizmut jest znacznie lepszym materiałem niż fosfor. Bizmut to najcięższy stabilny atom. I o ile fosfor daje nam do dyspozycji dwie wartości spinu, to bizmut na 5 orbitalach może przechowywać po 2 wartości, pozwalając na zapisanie danych w 10 kierunkach spinu. To z kolei czyni bizmut znacznie lepszym niż fosfor kandydatem na materiał wykorzystywany w komputerach kwantowych. Uczeni z UCL i NHMFL proponują połączenie zalet obu pierwiastków. W ich koncepcji bizmut służyłby do przechowywania danych, a fosfor do kontroli ich przepływu. Główny autor badań, doktor Gavin Morley z UCL stwierdził: Podczas badań pokonaliśmy takie przeszkody jak użycie bizmutu do przygotowania, kontroli i przechowywania kwantowej informacji. W tym przypadku większy znaczy lepszy gdyż większe jądro atomu bizmutu zapewnia więcej miejsca na przechowywanie kwantowej informacji.

Tonącą w Adriatyku Wenecję może uratować... tłuszcz podobny do oliwy z oliwek. Tak przynajmniej twierdzą specjaliści pracujący nad projektem "Future Venice". Jest wśród nich dwóch architektów z University College London. Rachel Armstrong z UCL wyjaśnia: Ta technologia bazuje na właściwościach chemicznych oleju i wody, dzięki którym dwutlenek węgla może zostać zmieniony w substancję podobną do wapienia. Uczeni proponują wykorzystać odpowiednio "zaprogramowany" olej, który po wpuszczeniu do wody przereaguje z obecnym w niej dwutlenkiem węgla tworząc niewielkie kamyki, które mogą zapobiec zapadaniu się Wenecji. Proces ten trwa od dawna, a rosnący poziom oceanów może go tylko przyspieszyć. Armstrong mówi, że proponowana technologia znajduje się co prawda w fazie badań laboratoryjnych, ale może być znacznie lepszą propozycją niż montowanie olbrzymich wrót, za pomocą których można kontrolować ruch wody w lagunie.

Naukowcy, którzy przeanalizowali DNA ludzi żyjących w neolicie znaleźli dowód na to, iż ludzie ewoluują dostosowując się do warunków, w jakich przyszło im żyć. Okazuje się, że jeszcze 7000 lat temu dorosły mieszkaniec Europy nie był zdolny do trawienia mleka. Obecnie trawi je 90% populacji. Mark Thomas z University College London mówi, że w ludzkim genomie musiało dojść do gwałtownych zmian, które pozwoliły nam na trawienie mleka. Większość ludzi przed osiągnięciem dorosłości traci zdolność do trawienia mleka. Dzieje się tak, ponieważ enzym laktaza, odpowiedzialny za trawienie laktozy (cukru zawartego w mleku), zostaje w pewnym momencie naszego życia dezaktywowany. Brak zdolności do trawienia mleka objawia się wzdęciami i biegunkami. Jednak ponad 90% osób zamieszkujących północ Europy posiada taki rodzaj laktazy, która pozostaje aktywna przez całe życie. Thomas i jego zespół przeanalizowali 55 fragmentów DNA należących do ośmiu osób, które żyły w neolicie. Szkielety, z których pobrano próbki, były datowane na lata 5840-5000 p.n.e. Z każdej z próbek wyodrębniono gen odpowiedzialny za kodowanie laktazy. Okazało się, że w żadnym ze zbadanych fragmentów kodu genetycznego nie odkryto mutacji, która pozwala na trawienie laktozy, a która jest obecna u współczesnych Europejczyków. Thomas wysnuł wniosek, że mutacja pojawiła się w ciągu ostatnich 7000 lat i zmutowany gen bardzo szybko się rozprzestrzenił. Ta szybkość była związana z faktem, że osoby zdolne do trawienia mleka miały większe szanse na przeżycie: mleko krowie jest wolne od pasożytów, czego nie można powiedzieć o wodzie. Ponadto jest dostępne przez cały rok. Thomas zauważa także, że mniejsza ilość słońca na północy Europy oznacza, że w czasie zimy ludzie mają obniżoną zawartość witaminy D, a tym samym mniejszą zdolność do absorbowania wapnia. Mleko rozwiązuje ten problem, gdyż dostarcza i wapnia, i witaminy D. Uczony mówi, że przeprowadzone przez niego porównanie materiału genetycznego ludzi neolitu i współczesnych mieszkańców Europy to, pierwszy dowód wprost na to, że ludzie zmieniają się w odpowiedzi na selekcję naturalną. Clark Larsen, bioarcheolog z Ohio State University uznaje badania Thomasa za bardzo ważne, ale podkreśla, że aby potwierdzić teorię o niezdolności ludzi neolitu do rozkładania laktozy konieczne jest przeprowadzenie szerszych badań.

Szpital należący do University College London opracował klawiaturę, która pomoże utrzymać czystość. Badania wykazały bowiem, że na 25% szpitalnych klawiatur znajduje się gronkowiec złocisty. Każdego roku z powodu zakażeń szpitalnych w Wielkiej Brytanii umiera 5000 osób. Nowa klawiatura jest całkowicie płaska i pokryta silikonem, co znakomicie ułatwia jej czyszczenie. Dzięki temu można znacznie zredukować liczbę bakterii na powierzchni klawiatur. Umieszczono na niej nawet specjalną kontrolkę, która przypomina o konieczności czyszczenia urządzenia. Klawiatury są obecnie instalowane w samym szpitalu, a jeśli okaże się, że się sprawdzają, trafią do placówek służby zdrowia w całej Wielkiej Brytanii.

Jak twierdzi grupa rolników, krowy mają regionalne akcenty. Fonetycy twierdzą, że nie jest to tak nieprawdopodobna teoria, jak się wydaje na pierwszy rzut oka. Lloyd Green z południowo-zachodniej Anglii jest jednym z rolników, którzy jako pierwsi zauważyli to zjawisko. Spędzam z moimi krowami [należącymi do brytyjskiej rasy fryzyjskiej] dużo czasu i zdecydowanie muczą one z akcentem z Somerset — stwierdza Green odnośnie do hodowanej przez siebie rasy bydła. Rozmawiałem z innymi rolnikami z grupy West Country i oni zauważyli zbliżone zjawisko u swoich zwierząt. Myślę, że podobnie ma się sprawa z psami. Im silniejsza więź łączy je z właścicielami, tym łatwiej przejmują ich akcent. Dom Lane, rzecznik grupy nazywanej West Country Farmhouse Cheesemakers, do której należy Green, twierdzi, że kontaktowała się ona z Johnem Wellsem, profesorem fonetyki na University College London. Naukowiec zauważył, iż podobny fenomen występuje wśród ptaków. W świergocie osobników tego samego gatunku zamieszkujących różne regiony kraju zauważa się inne akcenty. To może być prawdą także w odniesieniu do krów — napisał Wells na witrynie internetowej grupy. Według Lane'a, akcent u krów kształtuje się tak samo jak u ludzi i jest skutkiem spędzania czasu z mówiącymi w określony sposób hodowcami. Najwyraźniej na akcent najbardziej wpływają towarzysze, np. partnerzy dziecięcych zabaw. Członkowie stada są ze sobą blisko związani, nie opuszczają też pewnego obszaru. Trzeba jednak jeszcze naukowych badań, by potwierdzić to, co na razie jest potoczną teorią.