Τρίτη, 25 Σεπτεμβρίου 2018

Eνδείξεις για γιγάντιες αμμοθύελλες στον Τιτάνα του Κρόνου. Dust Storms on Titan Spotted for the First Time

Η ανακάλυψη – εφόσον επιβεβαιωθεί- κάνει τον Τιτάνα το τρίτο σώμα του ηλιακού συστήματός μας, μετά τη Γη και τον Άρη, όπου έχουν παρατηρηθεί αμμοθύελλες. Καλλιτεχνική απεικόνιση αμμοθύελλας στην επιφάνεια του Τιτάνα. Artist's concept of a dust storm on Titan. Researchers believe that huge amounts of dust can be raised on Titan, Saturn's largest moon, by strong wind gusts that arise in powerful methane storms. Such methane storms, previously observed in images from the international Cassini spacecraft, can form above dune fields that cover the equatorial regions of this moon especially around the equinox, the time of the year when the Sun crosses the equator. Credit: IPGP/Labex UnivEarthS/University Paris Diderot - C. Epitalon & S. Rodriguez

Μια νέα ανάλυση παλαιότερων στοιχείων από τον Τιτάνα, που είχε στείλει στη Γη το σκάφος Cassini της NASA, οδήγησαν τους επιστήμονες στο συμπέρασμα ότι στην επιφάνεια του μεγαλύτερου δορυφόρου του Κρόνου υπάρχουν γιγάντιες αμμοθύελλες.

Η ανακάλυψη -εφόσον επιβεβαιωθεί- κάνει τον Τιτάνα το τρίτο σώμα του ηλιακού συστήματός μας, μετά τη Γη και τον Άρη, όπου έχουν παρατηρηθεί αμμοθύελλες.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον αστρονόμο Σεμπάστιεν Ροντρίγκεζ του Πανεπιστημίου Ντενί Ντιντερό του Παρισιού, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο Nature Geoscience.

Στη μελέτη συμμετείχε και η Ελληνίδα Αθηνά Κουστένη του Αστεροσκοπείου του Παρισιού, η οποία επί χρόνια έχει μελετήσει τον Τιτάνα.

This animation, based on images captured by the Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) on NASA's Cassini mission during several Titan flybys in 2009 and 2010, shows clear bright spots that have been interpreted as evidence of dust storms. Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University Paris Diderot/IPGP/S. Rodriguez et al. 2018

«Ο Τιτάν είναι ένα πολύ ενεργό φεγγάρι, κάτι που ήδη γνωρίζουμε όσον αφορά τη γεωλογία του και τον εξωτικό κύκλο των υδρογονανθράκων του. Τώρα, μπορούμε να προσθέσουμε άλλη μια αναλογία με τη Γη και τον Άρη: τον ενεργό κύκλο σκόνης, καθώς οργανικής προέλευσης άμμος σηκώνεται πάνω από μεγάλες εκτάσεις με δίνες γύρω από τον ισημερινό του Τιτάνα» δήλωσε ο Ροντρίγκεζ.

Ο Τιτάν είναι ένας γοητευτικός κόσμος, που έχει πολλές ομοιότητες με τον πλανήτη μας. Είναι, μεταξύ άλλων, ο μόνος δορυφόρος στο ηλιακό μας σύστημα, ο οποίος διαθέτει εκτεταμένη ατμόσφαιρα, καθώς επίσης το μόνο σώμα πέρα από τη Γη, στην επιφάνεια του οποίου έχουν βρεθεί μεγάλες και σταθερές επιφάνειες με υγρά (λίμνες ή θάλασσες).

Όμως ενώ στη Γη το υγρό είναι νερό, στο δορυφόρο του Κρόνου είναι κυρίως υγρό μεθάνιο και αιθάνιο. Πρόκειται για ένα «εξωτικό» κύκλο, καθώς μόρια υδρογονανθράκων εξατμίζονται συνεχώς, συμπυκνώνονται σε νέφη και μετά πέφτουν ξανά στην επιφάνεια του Τιτάνα με τη μορφή βροχής, ανανεώνοντας τις λίμνες και τις θάλασσές του.

Επίσης, ο καιρός στον Τιτάνα εμφανίζει εποχικές μεταβολές όπως και στη Γη, ιδίως στην περιοχή του ισημερινού του, όπου κατά περιόδους τεράστια νέφη μαζεύονται πάνω από τις τροπικές περιοχές και προκαλούν ισχυρές καταιγίδες μεθανίου, ένα φαινόμενο που το Cassini είχε την ευκαιρία να παρατηρήσει κατ’ επανάληψη.

This compilation of images from nine Cassini flybys of Titan in 2009 and 2010 captures three instances when clear bright spots suddenly appeared in images taken by the spacecraft's Visual and Infrared Mapping Spectrometer. Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University Paris Diderot/IPGP/S. Rodriguez et al. 2018

Όταν οι ερευνητές ανέλυσαν ξανά υπέρυθρες εικόνες του 2009 και 2010, τις οποίες είχε τραβήξει το διαστημικό σκάφος κατά τη διέλευσή του, εντόπισαν ασυνήθιστες ενδείξεις. Αρχικά νόμιζαν ότι επρόκειτο για νέφη μεθανίου, όμως μετά συνειδητοποίησαν ότι ήταν κάτι τελείως διαφορετικό: νέφη σκόνης κοντά στην επιφάνεια, που είχαν σηκωθεί από τις δίνες άμμου εξαιτίας των ισχυρών ανέμων που πνέουν στον Τιτάνα και οι οποίοι μεταφέρουν τη σκόνη σε μεγάλες αποστάσεις.

Πηγές: S. Rodriguez et al. Observational evidence for active dust storms on Titan at equinox, Nature Geoscience (2018). DOI: 10.1038/s41561-018-0233-2 - www.jpl.nasa.gov - http://www.in.gr/2018/09/25/tech/endeikseis-gia-giganties-ammothyelles-ston-titana-tou-kronou/

Το εσωτερικό «ρολόι» του ανθρώπινου εγκέφαλου. How your Brain Experiences Time

Πώς ο εγκέφαλός μας κρατά τον χρόνο των όσων κάνουμε. Researchers at the Kavli Institute for Systems Neuroscience have discovered a network of brain cells that express our sense of time within experiences and memories. The illustration shows the episodic time from the experience of a 4-hour-long ski trip up and down a steep mountain, including events that alter the skier’s perception of time. The idea is that experienced time is event-dependent and may be perceived as faster or slower than clock time. The newly discovered neural record of experienced time is in the lateral entorhinal cortex (LEC) in green. Next to the LEC is the MEC, the brain’s seat for space (not depicted). Next to the MEC is the hippocampus, the structure in which information from the time and space networks come together to form episodic memories. Infographic: Kolbjørn Skarpnes & Rita Elmkvist Nilsen

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος διαθέτει ένα εσωτερικό «ρολόι» το οποίο κρατά τον χρόνο των συμβάντων που βιώνουμε κατά τη διάρκεια της ημέρας καταγράφοντας τη χρονική σειρά που αυτά λαμβάνουν χώρα. Το εγκεφαλικό «όργανο» που μας επιτρέπει να τοποθετούμε σε χρονική αλληλουχία τις πρόσφατες αναμνήσεις των όσων κάνουμε είναι ένα δίκτυο νευρώνων που βρίσκεται στο δεξιό εγκεφαλικό ημισφαίριο, πολύ κοντά στην περιοχή που ρυθμίζει τις χωρικές μας εμπειρίες.

Professor Edvard Moser, Jørgen Sugar, a postdoc at the Kavli Institute, and Professor May-Britt Moser. The Kavli scientists believe that this discovery will bring us one leap closer to solving the challenge of brain diseases such as Alzheimer’s. The neural clock for subjective time serves a critical function in memory and learning, in our ability to organize experiences as a succession of events, and to form memories, to learn, and in the shaping of who we are. Photo: Erlend Lånke Solbu/Norwegian Broadcasting Corporation, NRK

Τη σημαντική αυτή ανακάλυψη έκανε μια ομάδα ερευνητών στο Ινστιτούτο Συστημάτων Νευροεπιστήμης της Νορβηγίας (Institute for Systems Neuroscience) το οποίο διευθύνει ο Εντβαρντ Μόζερ (Edvard Moser), διάσημος επιστήμονας του εγκεφάλου που το 2014 πήρε το βραβείο Νόμπελ Ιατρικής. Η έρευνα δημοσιεύτηκε πριν από μερικές ημέρες στο επιστημονικό περιοδικό «Nature».

«Οι έρευνές μας έδειξαν πώς ο ανθρώπινος νους καταφέρνει να αποδίδει ένα χρονικό νόημα σε κάθε γεγονός που βιώνει καθημερινά. Ωστόσο, το συγκεκριμένο νευρωνικό δίκτυο δεν μετρά κυριολεκτικά τον χρόνο: αυτό που μετρά είναι μάλλον ο υποκειμενικός χρόνος που προκύπτει από τη συνεχή ροή της εμπειρίας», όπως εξηγεί ο Albert Tsao, ένας από τους βασικούς πρωταγωνιστές αυτής της έρευνας.

Από τον εγκεφαλικό χάρτη στο εγκεφαλικό… ρολόι

Albert Tsao, who took his PhD from the Kavli Institute and was supervised by the Mosers. Tsao is now postdoc at Stanford University. Photo: Private

Τη συγκεκριμένη έρευνα εμπνεύστηκε ο Albert Tsao από τις προηγούμενες μελέτες του ζεύγους Έντβαρντ και Μέι-Μπριτ Μόζερ, οι οποίοι πριν από μερικά χρόνια είχαν ανακαλύψει, στο ίδιο Ινστιτούτο της Νορβηγίας, το νευρωνικό δίκτυο που εμπλέκεται στη δημιουργία από τον εγκέφαλό μας του χωρικού χάρτη των αντικειμένων που μας περιβάλλουν. Και για την ανακάλυψη του εγκεφαλικού GPS κέρδισαν το 2014 το βραβείο Νόμπελ για την Ιατρική και τη Φυσιολογία.

Πράγματι, το Νόμπελ για το έτος 2014 απονεμήθηκε στην ανακάλυψη του εγκεφαλικού συστήματος που μας επιτρέπει να προσανατολιζόμαστε στον χώρο, ένα είδος συστήματος πλοήγησης που, για όσους αρέσκονται σε τεχνολογικές μεταφορές, θα μπορούσε κάλλιστα να περιγραφεί ως «εγκεφαλικό GPS».

Το βραβείο μοιράστηκαν από κοινού τρεις πρωτοπόροι ερευνητές του εγκεφάλου, ο Τζον Ο’Κιφ, διάσημος Αμερικανοβρετανός νευροψυχολόγος, και το ζεύγος Μόζερ, αμφότεροι Νορβηγοί νευροεπιστήμονες. Χάρη στις πρωτοποριακές έρευνές τους αυτοί οι τρεις επιστήμονες ανακάλυψαν όχι μόνο το πώς καταφέρνει ο εγκέφαλός μας να εντοπίζει τη θέση μας στον χώρο, αλλά και πώς «πλοηγεί» το σώμα μας μέσα σ’ αυτόν.

Οι ανακαλύψεις τους, λοιπόν, «έλυσαν ένα πρόβλημα που απασχολούσε επί αιώνες τους φιλοσόφους και τους επιστήμονες: πώς δημιουργεί ο εγκέφαλος έναν χάρτη του χώρου που μας περιβάλλει και πώς βρίσκουμε τον δρόμο μας σε ένα περίπλοκο περιβάλλον», σύμφωνα με την επίσημη ανακοίνωση της επιτροπής των Νόμπελ.

Η έμπνευση για την πρόσφατη έρευνα ήταν οι μελέτες του ζεύγους Μόζερ. Ο Albert Tsao, ερευνητής στο Ινστιτούτο της Νορβηγίας όπου έκανε το διδακτορικό του, πρότεινε να διερευνήσουν τι ακριβώς συμβαίνει στην περιοχή που ονομάζεται πλευρικός ενδορινικός φλοιός (Lateral Entorhinal Cortex, LEC), μια περιοχή που γειτονεύει με την περιοχή του ενδορινικού φλοιού όπου βρίσκεται το εγκεφαλικό GPS που ανακάλυψαν οι δάσκαλοί του οι Μόζερ.

Στην αρχή οι ερευνητές δεν μπορούσαν να καταλάβουν τι συμβαίνει. «Το νευρικό σήμα άλλαζε συνεχώς, οι δραστηριότητες αυτών των νευρώνων δεν φαίνονταν να ακολουθούν ένα σταθερό σχήμα. Πριν από δύο χρόνια, όμως, αρχίσαμε να υποψιαζόμαστε ότι το σήμα των νευρώνων άλλαζε διαρκώς επειδή ακολουθούσε το πέρασμα του χρόνου. Από αυτή τη στιγμή και ύστερα, τα περίεργα δεδομένα απέκτησαν νόημα», διηγείται ο Μόζερ.

Marco the rat chasing bits of chocolate during a test. Photo: Erlend Lånke Solbu/Norwegian Broadcasting Corporation, NRK

Για να ελέγξουν οι ερευνητές την τολμηρή υπόθεση, ότι το συγκεκριμένο δίκτυο νευρώνων στον πλευρικό ενδορινικό φλοιό χρησίμευε για τη χρονική διευθέτηση των συμβάντων και των αναμνήσεών τους, κατέγραφαν την εγκεφαλική λειτουργία πολλών ποντικών που εκτελούσαν κάποιες εργασίες. Έτσι διαπίστωσαν ότι, παρακολουθώντας το καταγεγραμμένο νευρικό «σήμα του χρόνου», μπορούσαν να χαράσσουν την πορεία των όσων συνέβησαν στις δύο ώρες που συνήθως διαρκούσε το πείραμα!

The recorded data from the repetitive tasks of the figure-8 maze show that the rat’s encoding of time relative to each lap time (left or right turn) improved, while time coding across laps were overlapping and thus reduced. Illustration: Albert Tsao

«Η έρευνα δείχνει σαφώς ότι κάθε φορά που αλλάζουμε τη δραστηριότητα που εκτελούμε, αλλάζουμε επίσης την πορεία του νευρωνικού σήματος-χρόνος μέσα στον πλευρικό ενδορινικό φλοιό και άρα τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τον χρόνο».

Ωστόσο, η συγκεκριμένη έρευνα φαίνεται να φωτίζει και ένα άλλο πανάρχαιο φιλοσοφικό-επιστημονικό ερώτημα: «Ο χρόνος που βιώνουμε με τον νου μας είναι γραμμικός ή κυκλικός; Τα δεδομένα που προκύπτουν από την έρευνά μας», υποστηρίζει ο Μόζερ, «δείχνουν ότι και τα δύο μοντέλα είναι σωστά και ότι το εγκεφαλικό σήμα του χρόνου μπορεί να παίρνει διαφορετικές μορφές ανάλογα με την εμπειρία».

Πηγές:  Integrating time from experience in the lateral entorhinal cortex. Nature 30 August 2018. Albert Tsao, Jørgen Sugar, Li Lu, Cheng Wang, James J. Knierim, May-Britt Moser, Edvard I. Moser. Kavli Institute for Systems Neuroscience and Centre for Neural Computation, NTNU, Trondheim, Norway - https://www.ntnu.edu/how-your-brain-experiences-time - http://www.efsyn.gr/arthro/pos-o-egkefalos-mas-krata-ton-hrono-ton-oson-kanoyme