Δευτέρα, 6 Οκτωβρίου 2014

Η περιέργεια ανοίγει το «παράθυρο» της μνήμης. How curiosity changes the brain to enhance learning

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η περιέργεια ανοίγει ένα «παράθυρο» στη μνήμη διευκολύνοντας την αφομοίωση νέων στοιχείων και ενισχύοντας παράλληλα τη διαδικασία της μάθησης. Curiosity helps learning and memory, scientists say. Anonymous painter, 15th century – Cahiers de Science et Vie no. 114.

Όσο μεγαλύτερη περιέργεια έχει κάποιος γύρω από ένα θέμα, τόσο ευκολότερο είναι για τον ίδιο να αφομοιώσει πληροφορίες που σχετίζονται με αυτό. Τα νέα ευρήματα έρχονται από ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Ντέιβις και σύμφωνα με αυτά, η περιέργεια ενισχύει την ικανότητα της μάθησης αλλά και τη μνήμη μας.

«Βάσει των αποτελεσμάτων μας φάνηκε ότι η περιέργεια – μια μορφή εγγενούς κίνητρου – επηρεάζει τη μνήμη. Με τη βοήθεια των συγκεκριμένων ευρημάτων θα μπορούσαμε να βρούμε νέους τρόπους για να ενισχύσουμε π.χ. τη διαδικασία της μάθησης μέσα σε μια τάξη ή σε άλλα περιβάλλοντα» εξηγεί ο κύριος συγγραφέας της μελέτης δρ Ματίας Γκρούμπερ.

Η περιέργεια… τόνωσε τη μνήμη

The more curious we are about a topic, the easier it is to learn information about that topic. New research provides insights into what happens in our brains when curiosity is piqued. The findings could help scientists find ways to enhance overall learning and memory in both healthy individuals and those with neurological conditions. “Our findings potentially have far-reaching implications for the public because they reveal insights into how a form of intrinsic motivation – curiosity – affects memory,” said Dr Matthias Gruber, who is the first author of the paper published in the journal Neuron. Credit: © Sergey Nivens / Fotolia

Στο πλαίσιο της μελέτης, οι εθελοντές κλήθηκαν να αξιολογήσουν τα επίπεδα της περιέργειάς τους απαντώντας σε ερωτήσεις γνώσεων και αναγνωρίζοντας πρόσωπα στο πλαίσιο μιας δοκιμασίας μνήμης. Κατά τη διάρκεια του πειράματος οι ερευνητές ήταν σε θέση να παρακολουθούν τις εγκεφαλικές διεργασίες των εθελοντών με τη βοήθεια απεικονιστικών μεθόδων.

Φάνηκε λοιπόν ότι όταν οι εθελοντές εμφάνιζαν αυξημένη περιέργεια ως προς την απάντηση μιας ερώτησης, αφομοίωναν καλύτερα την συγκεκριμένη πληροφορία. Σύμφωνα με τους ειδικούς αρκετά εντυπωσιακό ήταν το «παράθυρο» που άνοιγε κατά τη διέγερση της περιέργειας στη μνήμη. Οι «περίεργοι» εθελοντές φάνηκε πως ήταν σε θέση να αφομοιώνουν ακόμα και άσχετες πληροφορίες που συναντούσαν και για τις οποίες δεν εμφάνιζαν ιδιαίτερο ενδιαφέρον.

«Η περιέργεια ενδεχομένως να βάζει τον εγκέφαλο σε μια κατάσταση η οποία του επιτρέπει να συγκρατεί οποιαδήποτε πληροφορία, και ως δίνη με το σωστό κίνητρο ρουφάει οτιδήποτε είμαστε διατεθειμένοι να μάθουμε, αλλά και οτιδήποτε άλλο υπάρχει γύρω από αυτό» αναφέρει ο δρ Γκρούμπερ.

Ανοίγοντας το «παράθυρο» της αφομοίωσης

Researchers reported increased activity in the hippocampus, as well as increased interactions between the hippocampus and reward circuit. The image is for illustrative purposes only and shows a microscope image of a human hippocampus. Credit: MethoxyRoxy

Τα απεικονιστικά στοιχεία που συνέλεξαν οι ερευνητές έδειξαν ότι κατά τη διέγερση της περιέργειας, η περιοχή του εγκεφάλου που σχετίζεται με την ανταμοιβή εμφάνιζε αυξημένη δραστηριότητα. Το συγκεκριμένο εγκεφαλικό «δίκτυο» βασίζεται στη ντοπαμίνη – νευροδιαβιβαστής του εγκεφάλου, υπεύθυνος για τη μεταφορά μηνυμάτων ανάμεσα στους νευρώνες. Οι ειδικοί εντόπισαν ακόμα, αυξημένη δραστηριότητα στην περιοχή του ιππόκαμπου, η οποία σχετίζεται με τη δημιουργία νέων αναμνήσεων.

«Η περιέργεια, λοιπόν, φάνηκε να ενεργοποιεί το σύστημα ανταμοιβής του εγκεφάλου αλλά και τη συνεργασία ανάμεσα σε αυτό και την περιοχή του ιππόκαμπου, γεγονός το οποίο θέτουν τον εγκέφαλο σε μια κατάσταση που οδηγεί στη μάθηση και στην συγκράτηση πληροφοριών – ακόμα και πληροφοριών που μπορεί να μην θεωρούμε σημαντικές τη συγκεκριμένη στιγμή» λέει ο κύριος ερευνητής της μελέτης δρ Τσαράν Ρανγκανάθ.

Τα ενδιαφέροντα ευρήματα των ερευνητών παρουσιάζονται στο επιστημονικό έντυπο «Neuron».

Ιμπρεσιονισμός στη ζωγραφική και Αστρονομία. The birth of Impressionism calculated to the nearest minute

Claude Monet, Impression, Soleil Levant, 1872. Photo: Musée Marmottan Monet, Paris, © Christian Baraja, Ancienne collection Ernest Hoschedé, Ancienne collection Georges de Bellio

Η στιγμή που άλλαξε για πάντα την τέχνη, και έδωσε όνομα στο καλλιτεχνικό ρεύμα του ιμπρεσιονισμού, καθορίστηκε με ακρίβεια χάρη στα όπλα της επιστήμης.

Ο αστροφυσικός Ντόναλντ Όλσον, καθηγητής στο τμήμα Φυσικής του Πολιτειακού Πανεπιστημίου του Τέξας, υπολόγισε την ακριβή ημέρα και ώρα που ο Κλοντ Μονέ ζωγράφισε το έργο «Impression, Soleil Levant» («Εντύπωση, Ανατολή Ηλίου»). «Αυτός ο πίνακας είναι ένα σύμβολο. Δεν είναι μόνο ένας πίνακας του Μονέ, αλλά το σύμβολο της γέννησης ενός από τα σπουδαιότερα καλλιτεχνικά ρεύματα στον κόσμο» λέει η Μάριαν Μάθιου, υποδιευθύντρια και επικεφαλής των συλλογών του Μουσείου Μαρμοτάν Μονέ του Παρισιού, όπου από τα τέλη Σεπτεμβρίου και για τέσσερις μήνες πραγματοποιείται έκθεση αφιερωμένη στη «βιογραφία» του συγκεκριμένου πίνακα.

Το πρωί της 13ης Noεμβρίου του 1872, στις 7.35 π.μ., ζωγράφισε ο Μονέ τον διάσημο πίνακα, σύμφωνα με τους υπολογισμούς του Όλσον. Όπως αναφέρει ο ίδιος ο Μονέ το 1897: «Είχα κάτι που ζωγράφισα από το παράθυρό μου στη Χάβρη: ο ήλιος μέσα από την πάχνη και στo προσκήνιο ξεχωρίζουν μερικά κατάρτια. Ήθελαν να ξέρουν τον τίτλο για τον κατάλογο [της έκθεσης], [διότι] δεν έπειθε εύκολα για άποψη της Χάβρης. Απάντησα “Χρησιμοποιήστε Εντύπωση”».

Οι κριτικές

«Δεν υπάρχει πια ζωγραφική» ήταν ένα από τα πολλά αρνητικά σχόλια των κριτικών τέχνης που ακούστηκαν το 1874 στην πρώτη έκθεση της ομάδας των καλλιτεχνών, που ονομάστηκαν αργότερα ιμπρεσιονιστές, όπου εκτέθηκε και το έργο Impression, Soleil Levant. Οι κριτικοί της εποχής δεν εκτίμησαν τη ζωγραφική τους, τη θεώρησαν ανολοκλήρωτη και ασαφή, τους κατηγόρησαν ότι δίνουν απλά μία εντύπωση. «Μπορείς να δεις την κατεύθυνση του πινέλου πάνω στη ζωγραφιά, δεν είναι ένας λείος πίνακας» λέει η Μάθιου, εξηγώντας ότι οι συγκεκριμένοι καλλιτέχνες ήταν οι πρώτοι που άρχισαν να δουλεύουν πιο γρήγορα, σε εξωτερικούς χώρους και με μικρότερους καμβάδες. «Στο επίκεντρο του έργου δεν είναι το θέμα, αλλά το φως», προσθέτει. «Ο ιμπρεσιονισμός, ως όρος, από τη γέννησή του, ήταν υποτιμητικός».

Ένα πέπλο μυστηρίου τυλίγει εδώ και χρόνια το συγκεκριμένο έργο του Μονέ, το οποίο έχει αποτελέσει αντικείμενο συχνής αντιπαράθεσης μεταξύ των ιστορικών τέχνης. Ζωγραφίστηκε το 1872 ή το 1873; Ήταν άνοιξη ή φθινόπωρο; Δείχνει το ηλιοβασίλεμα ή την ανατολή;

Πιθανές ημερομηνίες

Portrait photograph of the French impressionist painter Claude Monet by Nadar, 1899.

Συνδυάζοντας στοιχεία σχετικά με τη θέση του Ήλιου, τις διακυμάνσεις της παλίρροιας και τις καιρικές συνθήκες, με ιστορικές φωτογραφίες, χάρτες της Χάβρης και την ακριβή θέση του μπαλκονιού του Μονέ, ο Όλσον κατάφερε να εντοπίσει μία προς μία όλες τις πιθανές ημερομηνίες μεταξύ 1872 και 1873 που θα μπορούσε να απεικονίζει ο πίνακας και με τη μέθοδο της εις άτοπον απαγωγής κατέληξε στη 13η Noεμβρίου του 1872.

Ο ίδιος ο Μονέ δίπλα στην υπογραφή του είχε γράψει «’72», αλλά μαρτυρίες από τα ταξίδια του και η ελάχιστη αλληλογραφία που σώθηκε από εκείνη την περίοδο, έκαναν τον σημαντικό ιστορικό τέχνης Ντάνιελ Βιλντενστάιν να εκτιμήσει ότι το έργο φιλοτεχνήθηκε το 1873. Επίσης, τα θολά χρώματα και οι ασαφείς πινελιές έκαναν δύσκολο να διευκρινιστεί η εποχή του χρόνου που απεικονίζεται. «To έργο μέχρι το 1959 έφερε τον τίτλο “Εντύπωση, Δύση Ηλίου”», λέει η Μάθιου. «Η χρονολόγηση του έργου, η οποία ήταν υπό αμφισβήτηση εδώ και 40 χρόνια, ήταν μία πολύ σημαντική υπόθεση για το Μουσείο μας. Όμως εμείς, σαν ιστορικοί τέχνης, δεν μπορούσαμε να ρωτήσουμε τον ήλιο για αποδείξεις», καταλήγει η ίδια εξηγώντας ότι για τη διαλεύκανση του μυστηρίου τα όπλα της επιστήμης και της αστρονομίας ήταν πολύτιμα.

Στην υπηρεσία της τέχνης

Ο αστροφυσικός Ντόναλντ Όλσον, καθηγητής στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Τέξας, μπροστά στον πίνακα του Κλοντ Μονέ, «Impression, Soleil Levant», τον οποίο κατάφερε να χρονολογήσει με ακρίβεια έπειτα από 15ετή επιστημονική και ιστορική έρευνα.

Ο αστροφυσικός Ντόναλντ Όλσον εδώ και χρόνια χρησιμοποιεί τα εργαλεία της αστρονομίας για να λύσει μυστήρια στην τέχνη, την ιστορία και τη λογοτεχνία. To 2011 επιβεβαίωσε την ανάμνηση της συγγραφέως Μαίρης Σέλεϊ ότι το φεγγαρόφωτο διαπερνούσε το παράθυρό της το βράδυ που ξύπνησε από τον εφιάλτη που την ενέπνευσε να γράψει το «Φρανκενστάιν». Το 2010 συνέδεσε την αναφορά «τεράστια παράξενη παρέλαση μετεωριτών» του Αμερικανού ποιητή Ουόλτ Ουίτμαν στην ποιητική συλλογή «Φύλλα Χλόης», με μία σπάνια βροχή μετεωριτών που σημάδεψε τον ορίζοντα το 1860. Το 2004, ο Όλσον βρέθηκε στην Αθήνα για να υπολογίσει την ακριβή ημερομηνία της λήξης της Μάχης του Μαραθώνα στηριζόμενος σε στοιχεία που έδωσε ο Ηρόδοτος σε σχέση με τη φάση της Σελήνης. To 2003, συνέδεσε τον έντονα πορτοκαλί ουρανό στο έργο «Κραυγή» του Νορβηγού ζωγράφου Εντβαρντ Μουνκ με την έκρηξη του ηφαιστείου Κρακατόα.

«Το έργο αυτό με προβληματίζει για περισσότερα από 15 χρόνια» λέει ο Όλσον, ενώ στέκεται μπροστά στον πίνακα του Μονέ στην έκθεση στο Παρίσι και με την ικανοποίηση χαραγμένη στο πρόσωπό του αποκαλύπτει βήμα προς βήμα όλη τη διαδικασία της εξιχνίασης του μυστηρίου και της επιστημονικής του έρευνας.

Το μπαλκόνι από όπου ζωγράφιζε

The Hotel d’Amirauté au Havre where Monet stayed. Photo: Bibliothèque municipale du Havre.

Παρά τους δεκάδες χάρτες, τις πάνω από 400 ιστορικές φωτογραφίες του λιμανιού της Χάβρης, τις ακριβείς μετρήσεις του προσανατολισμού της ανατολής του Ηλίου και των λεπτομερών υπολογισμών της παλίρροιας του λιμανιού, δεν θα ήταν δυνατή η χρονολόγηση του πίνακα μέχρι πριν από λίγους μήνες, όταν ο καθηγητής Όλσον βρήκε αναρτημένα στο Διαδίκτυο δύο στοιχεία που του έλυσαν τα χέρια. «Ήταν σημαντικό για τους υπολογισμούς μας να γνωρίζουμε πού ακριβώς στέκονταν ο Μονέ όταν ζωγράφιζε τον πίνακα» λέει ο ίδιος, δείχνοντας ενθουσιασμένος μία φωτογραφία που αγόρασε πρόσφατα από το γαλλικό ebay και απαθανατίζει την πρόσοψη του ξενοδοχείου όπου διέμενε ο Μονέ κατά τη διάρκεια των ταξιδιών του στη Χάβρη το διάστημα 1872-1873. «Ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια σε αυτή την έρευνα ήταν ότι η πόλη της Χάβρης εξαφανίστηκε από βομβαρδισμό κατά τη διάρκεια του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου. Δεν μπορούσαμε να πάμε και να δούμε με τα μάτια μας τη θέα από το μπαλκόνι», λέει ο Όλσον.

Γνωρίζοντας τη γωνία υπό την οποία ο Μονέ αντίκρισε και ζωγράφιζε την ανατολή, ο Όλσον κατάφερε να προσδιορίσει τη θέση του ανατέλλοντος Ηλίου. Όπως εξηγεί, οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν μία συντεταγμένη, το αζιμούθιο, για να προσδιορίσουν την κατεύθυνση της πυξίδας. Σύμφωνα με τις μετρήσεις του, μόνο στα μέσα Νοεμβρίου και στα τέλη Ιανουαρίου ο Ήλιος ανατέλλει στο σημείο του ορίζοντα που απεικονίζεται στον πίνακα. «Ο Μονέ ζωγράφισε τον πίνακα μεταξύ 7.30 π.μ. και 8.30 π.μ.» λέει ο Όλσον που υπολόγισε ότι ο Ήλιος βρίσκεται 2 με 3 μοίρες πάνω από τον ορίζοντα, το οποίο αντιστοιχεί σε 20 -30 λεπτά μετά τη στιγμή της εμφάνισης του Ήλιου.

Η ομίχλη στον καμβά

Monet would have looked across the outer harbour, facing towards the Quai Courbe, to the southeast, as in this postcard.

Εκτός από τη θέση του Ήλιου, ένα ακόμα στοιχείο κρυμμένο μέσα στον πίνακα απέκλεισε αρκετές ημερομηνίες του Νοεμβρίου και του Ιανουαρίου του 1872 και του 1873. Μέσα από την ομίχλη στον καμβά του Μονέ, διαφαίνονται κατάρτια μεγάλων ιστιοφόρων πλοίων να εισέρχονται στο λιμάνι της Χάβρης. Κάτι τέτοιο μπορεί να συμβεί μόνο κατά τη διάρκεια υψηλής παλίρροιας, σε ένα περιθώριο 3-4 ωρών. «Το παλιρροιακό φαινόμενο στο λιμάνι της Χάβρης είναι πολύ έντονο. Δεν έχει καμία σχέση με τη διακύμανση της παλίρροιας που παρατηρείται στην Ελλάδα. Στην ακτή αυτή της Γαλλίας η στάθμη της θάλασσας μπορεί να ανεβαίνει και να κατεβαίνει από 3 έως 6 μέτρα, ενώ σε κάποια σημεία ακόμα και 10 μέτρα

«Τα τελευταία στοιχεία που μας επέτρεψαν να λύσουμε το μυστήριο ήταν μετεωρολογικά δεδομένα του 19ου αιώνα για το λιμάνι της Χάβρης που αναρτήθηκαν πρόσφατα στο Διαδίκτυο» λέει ο Όλσον. Ψάχνοντας για ημέρες με συννεφιά και υγρασία, αλλά όχι καταιγίδες, οι αρχικώς 19 πιθανές ημερομηνίες, περιορίστηκαν στις έξι.

«Νόμιζα ότι εκεί θα σταματούσα, με αυτές τις έξι εναλλακτικές. Ένα πρωί όμως, ενώ ακόμα ήμουν ξαπλωμένος στο κρεβάτι μου, διαπίστωσα ότι δεν είχα χρησιμοποιήσει το στοιχείο της διεύθυνσης του ανέμου» λέει ο Όλσον, δείχνοντας τον καπνό από 2-3 φουγάρα στο αριστερό μέρος του πίνακα, τα οποία φανερώνουν ότι ο άνεμος φυσούσε από τα ανατολικά.

 The port of La Havre, late 19th century.

«Αυτό απέκλεισε άλλες τέσσερις ημερομηνίες και έμεινα με δύο εναλλακτικές, μία τον Νοέμβρη του 1872 και μία τον Ιανουάριο του 1873», λέει ο Όλσον, ο οποίος σε αυτό το σημείο της έρευνας άφησε το Μουσείο Μαρμοτάν να έχει τον τελευταίο λόγο. Σεβόμενοι τη χρονολογία που έδωσε ο ίδιος ο Μονέ, όρισαν ως πιο πιθανή ημερομηνία για τη δημιουργία του πίνακα την 13η Noεμβρίου του 1872, στις 7.35 π.μ. «Το να εξετάζω ένα προϊόν τέτοιας υψηλής τέχνης κάνει τη ζωή μου πλουσιότερη. Με κάνει να φαντάζομαι ότι βρίσκομαι σε εκείνο το μπαλκόνι και κοιτώ τη θάλασσα δίπλα στον Μονέ» λέει ο Όλσον.

Παγετώνες «σμίλεψαν» το Γκραν Κάνιον του Άρη. Glaciers in the Grand Canyon of Mars?

Στο Valles Marineris υπήρχαν κάποτε παγετώνες που έλιωσαν και το... σμίλεψαν. For decades, planetary geologists have speculated that glaciers might once have crept through Valles Marineris, the 2000-mile-long chasm that constitutes the Grand Canyon of Mars. Using satellite images, researchers have identified features that might have been carved by past glaciers as they flowed through the canyons; however, these observations have remained highly controversial and contested. Valles Marineris, Mars. Credit: NASA

Ερευνητές στις ΗΠΑ ανακάλυψαν νέα ενδιαφέροντα ευρήματα για το Valles Marineris το εντυπωσιακό φαράγγι του Άρη που είναι και το μεγαλύτερο του ηλιακού μας συστήματος.

Γιγάντιο

Named after the Mariner 9 Mars orbiter of 1971/1972, Valles Marineris is one of the largest systems of canyons in the solar system. It is located on the Martian equator and stretches for a quarter of the planet’s circumference. This image of Valles Marineris was taken by Nasa's Viking orbiter in June 1992.

Πρόσφατες παρατηρήσεις έδειξαν ότι το Valles Marineris είναι πολύ βαθύτερο από όσο πιστεύαμε. Με βάση προηγούμενες παρατηρήσεις οι ειδικοί είχαν υπολογίσει αρχικά ότι το Valles Marineris έχει μήκος 3.000 χλμ., πλάτος 200 χλμ. και βάθος 7 χλμ. Λίγο αργότερα οι μετρήσεις αναθεωρήθηκαν και οι ειδικοί έκαναν λόγο για μήκος 4.000 χλμ. και βάθος 8 χλμ. Οι τελευταίες παρατηρήσεις που έκανε ο δορυφόρος Mars Express του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος δείχνουν ότι το μήκος και πλάτος του φαραγγιού είναι αυτά που έχουν υπολογιστεί μέχρι τώρα αλλά το βάθος του είναι ακόμη μεγαλύτερο αφού σε κάποια σημεία του φτάνει τα 10 χλμ.! Συγκριτικά, το Γκραν Κάνιον στην Αριζόνα έχει μήκος 446 χλμ., 29 χλμ. πλάτος, και το μέγιστο βάθος του φτάνει τα 1.800 μέτρα.

Οι παγετώνες

Research led by Dr Selby Cull from Bryn Mawr College in Philadelphia suggests that part of Valles Marineris may have played host to an ancient glacier. Evidence comes from a mineral called jarosite found half way up the cliff wall (shown), which may have been the top of an ancient glacier that has long since disappeared.

Προηγούμενες παρατηρήσεις είχαν υποδείξει την παρουσία παγετώνων στο γιγάντιο φαράγγι στο πολύ μακρινό παρελθόν του Άρη. Κάποια οι παγετώνες στιγμή έλιωσαν προκαλώντας τεράστιες πλημμύρες οι οποίες … σμίλεψαν τα τοιχώματα του. Ερευνητές του Κολεγίου Bryn Mawr στην Πενσιλβάνια μελετώντας δεδομένα που έστειλε ο δορυφόρος MRO της NASA υποστηρίζουν ότι εντόπισαν στο φαράγγι ιζήματα η σύνθεση των οποίων επιβεβαιώνει την παρουσία των παγετώνων.

The mineral known as jarosite must have been desposited by highly acidic water at low temperature - and a glacier is the best explanation. Dr Cull says it could not have been a regular water flow such as a river as it would have had to fill half the deep canyon (Ius Chasma shown in image).

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η θερμότητα από τα τοιχώματα του φαραγγιού προκάλεσαν το λιώσιμο των παγετώνων. Στη συνέχεια ο λιωμένος πάγος αλληλεπίδρασε με το θείο που υπήρχε στην πρώιμη ατμόσφαιρα του Κόκκινου Πλανήτη. Έτσι σύμφωνα με τους ερευνητές το λιωμένο από τους πάγους νερό ήταν άκρως τοξικό. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Geology».