Η εφηβική «τρέλα» ξεκινά από τον εγκέφαλο. What makes teens terrible: Scientists find brain 'disconnect' causes emotional outbursts and bad behavior

Norman Rockwell, Baignade interdite, No Swimming, 1921, Huile sur Toile, 64x57 cm. Οι πολλές φορές παράλογες συμπεριφορές των παιδιών στην εφηβεία έχουν τη ρίζα τους στη διαφορετική «σύνδεση» μεταξύ περιοχών του εγκεφάλου τους, στη συγκεκριμένη φάση της ζωής τους, σύμφωνα με νέα μελέτη. Making snap decisions usually means following your initial reaction -- going with your gut. But some adolescents are more likely to heed outside influences, leaving them vulnerable to risky behaviors. A new study is part of a larger investigation of how teens make decisions based on body sensations and could help design prevention and treatment that hones in on risky decision-making.

Όπως θα σας έλεγε ο κάθε γονιός που μεγαλώνει εφήβους, σε αυτή την περίοδο τα παιδιά είναι άκρως συναισθηματικά, έχουν πολλές φορές παράλογες συμπεριφορές και κάνουν συχνά λανθασμένες επιλογές.

Διαφορετική λειτουργία του εγκεφάλου των εφήβων

Among the shortlisted portraits is An Uncertain Time by John Devane. He took three years to paint this shortlisted portrait of his children as they emerge into adulthood. "We know adolescence is a time of profound social change. It's also a profound time for risk-taking -- a time period when peer influence is more important," said Kevin LaBar, a professor in the Duke Center for Cognitive Neuroscience. "This is when we start establishing independent relationships with adults, and some of those relationships are going to be influenced by how trustworthy those people are. It's important in these relationships to evaluate who you can and can't trust."

Τώρα, επιστήμονες πιστεύουν ότι βρήκαν την απάντηση στο γιατί στην εφηβεία τα παιδιά μετατρέπονται σε… μικρά τέρατα. Όπως λένε, ο εγκέφαλος των εφήβων λειτουργεί πράγματι διαφορετικά από εκείνον των ενηλίκων.

Οι ειδικοί του Κέντρου Γνωσιακών Νευροεπιστημών του Πανεπιστημίου Ντιουκ με επικεφαλής τον καθηγητή Κέβιν ΛαΜπαρ παρακολούθησαν 43 έφηβα κορίτσια. Έδειξαν στο καθένα από αυτά 34 εικόνες προσώπων ενηλίκων οι οποίες πέρναγαν από μπροστά τους με τρομερή ταχύτητα (μπορούσαν να τις κοιτάξουν από 50 χιλιοστά του δευτερολέπτου ως 100 χιλιοστά του δευτερολέπτου τη φορά). Καθ’όλη αυτή τη διάρκεια οι ερευνητές κατέγραφαν τη δραστηριότητα του εγκεφάλου των κοριτσιών σε πραγματικό χρόνο με χρήση λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας (fMRI).

Μετά από τη θέαση κάθε εικόνας οι συμμετέχουσες κλήθηκαν να αξιολογήσουν τα πρόσωπα σε μια κλίμακα… αξιοπιστίας (δήλωσαν αν τους φάνηκαν πολύ αναξιόπιστα, αναξιόπιστα, αξιόπιστα ή πολύ αξιόπιστα). Οι τομογραφίες την ίδια στιγμή αποκάλυπταν σε ποιες περιοχές του εγκεφάλου αυξανόταν η ροή του αίματος και το οξυγόνο.

Οι περιοχές αυξημένης δραστηριότητας του εγκεφάλου βοήθησαν τους επιστήμονες να απομονώσουν όσες ήταν υπεύθυνες για την επεξεργασία των κοινωνικών και συναισθηματικών πληροφοριών που συνδέονταν με τα πρόσωπα.

Ο ρόλος του μεταιχμιακού συστήματος

Researchers found the limbic system responsible for emotion connects and communicates with the rest of the brain differently in teens than it does during adulthood.

Η ερευνητική ομάδα τονίζει ότι όταν λαμβάνουμε μια απόφαση… στο φτερό, ουσιαστικώς ακολουθούμε το ένστικτό μας. Αυτή η αρχική, αυθόρμητη αντίδραση πηγάζει από το μεταιχμιακό σύστημα του εγκεφάλου που είναι εξελικτικώς το πιο… ηλικιωμένο και πιο απλό τμήμα του, το οποίο εμπλέκεται στα συναισθήματα, στη συμπεριφορά και στα κίνητρα.

Ωστόσο κατά την εφηβεία το μεταιχμιακό σύστημα συνδέεται και επικοινωνεί με τον υπόλοιπο εγκέφαλο με διαφορετικό τρόπο σε σύγκριση με την ενήλικη ζωή. Το αποτέλεσμα είναι ότι πολλοί έφηβοι είναι πιο ευάλωτοι σε επικίνδυνες συμπεριφορές.

«Γνωρίζουμε ότι η εφηβεία είναι μια περίοδος βαθιάς κοινωνικής αλλαγής. Πρόκειται επίσης για μια περίοδο λήψης ρίσκων στην οποία η επίδραση των συνομηλίκων είναι πιο μεγάλη από εκείνη των ενηλίκων» ανέφερε ο καθηγητής ΛαΜπαρ και προσέθεσε: «Στη συγκεκριμένη φάση αρχίζουν να χτίζονται ανεξάρτητες σχέσεις με τους ενηλίκους και ορισμένες από αυτές τις σχέσεις επηρεάζονται από το πόσο αξιόπιστα είναι τα άτομα που έχουν οι έφηβοι απέναντί τους. Είναι σημαντικό για τον έφηβο να αξιολογήσει ποια άτομα μπορεί να εμπιστεύεται και ποια όχι».

Ο δρ ΛαΜπαρ εξήγησε ότι η μελέτη του που δημοσιεύθηκε στο τεύχος Μαρτίου 2014 του επιστημονικού εντύπου «Social Cognitive and Affective Neuroscience» περιέλαβε μόνο κορίτσια (ηλικίας 10-20 ετών) και όχι αγόρια, καθώς τα αγόρια ωριμάζουν με πιο αργό ρυθμό.

Πρόβλημα επικοινωνίας των περιοχών του εγκεφάλου

Participants experienced enhanced limbic system (emotional and behavioral) responses and a greater disconnection from brain regions that could help regulate responses, the team said.

Σύμφωνα με τα ευρήματα, οι έφηβες παρουσίασαν έντονη απόκριση του μεταιχμιακού συστήματος και μεγαλύτερη «αποσύνδεσή» του από περιοχές του εγκεφάλου οι οποίες βοηθούν στη λογική ρύθμιση των αποκρίσεων. «Αυτή η αποσύνδεση μπορεί να οδηγήσει τους εφήβους στο να επεξεργάζονται την αξιοπιστία και την αναξιοπιστία με διαφορετικό τρόπο» σημείωσε ο καθηγητής. Συμπλήρωσε ότι οι έφηβοι δεν αξιολογούν την αξιοπιστία και την αναξιοπιστία με τον ίδιο τρόπο όπως οι ενήλικοι. «Λαμβάνουν σαφώς χώρα αλλαγές στον εγκέφαλο των εφήβων σε ό,τι αφορά την επικοινωνία των διάφορων περιοχών του, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει και σε αλλαγές στη συμπεριφορά τους».

Συγκεκριμένα οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι οι έφηβοι ήταν ιδιαιτέρως ευαίσθητοι στα χαρακτηριστικά εκείνα του προσώπου που συνδέονται με την αναξιοπιστία, τα οποία, σύμφωνα με προηγούμενες μελέτες, είναι στόματα με κλίση των χειλιών προς τα κάτω καθώς και «σουφρωμένα» φρύδια.

Υψηλή δραστηριότητα στην αμυγδαλή και τον νησιωτικό φλοιό

Based on the fMRI results, the components of the limbic system known as the amygdala and insula were the most active for the faces participants rated as untrustworthy. Among all ages, the right amygdala showed high levels of activity when presented with an untrustworthy face. This is a diagram of the limbic system. The image is not connected to the research and is used for illustrative purposes only. Credit BruceBlaus.

Σε όλους τους εφήβους η δεξιά περιοχή της αμυγδαλής του εγκεφάλου εμφάνιζε υψηλά επίπεδα δραστηριότητας όταν τα κορίτσια έβλεπαν ένα πρόσωπο που δεν τους ενέπνεε εμπιστοσύνη. Και άλλα σημεία της αμυγδαλής αλλά και του νησιωτικού φλοιού του εγκεφάλου παρουσίαζαν επίσης αυξημένη δραστηριότητα απέναντι σε ένα αναξιόπιστο πρόσωπο, και κυρίως στις έφηβες ηλικίας 13 ως 15 ετών.

«Αυτές οι έντονες αποκρίσεις μαρτυρούν πως σε αυτή τη φάση, τα έφηβα κορίτσια είναι ιδιαιτέρως ευαίσθητα απέναντι στα χαρακτηριστικά εκείνα του προσώπου που δεν τους εμπνέουν εμπιστοσύνη» είπε ο καθηγητής. Τόνισε ότι οι ειδικοί δεν γνωρίζουν για ποιον λόγο συμβαίνει αυτό. «Ίσως είναι οι ορμονικές αλλαγές της εφηβείας που προκαλούν αυτή την έντονη απόκριση, ή ίσως οι έφηβες είναι πιο ευαισθητοποιημένες στο να προσέχουν τις κοινωνικές απειλές σε αυτή την περίοδο της ζωής τους».

Τα καινούργια ευρήματα εκτιμάται ότι θα βοηθήσουν στον σχεδιασμό προληπτικών αλλά και θεραπευτικών στρατηγικών για τους εφήβους που παρουσιάζουν επικίνδυνες συμπεριφορές.

Απρίλιος. April

Henri-Edmond Cross, Cypress, April, 1904.

To “April” είναι το τελευταίο κομμάτι από τον δίσκο Deep Purple III που κυκλοφόρησε το 1969. Έχει διάρκεια 12 λεπτών και θα μπορούσε να πει κανείς πως χωρίζεται θεματικά σε τρία διακριτά μέρη.

Τα δυο πρώτα έχουν ύφος κλασικής μουσικής, ενώ στο τρίτο μέρος το συγκρότημα επιστρέφει στην θεμελιώδη ροκ κατάστασή του, όπου ακούγονται οι στίχοι του Jon Lord:

April is a cruel time(*)

Even though the sun may shine

And world looks in the shade as it slowly comes away

Still falls the April rain

And the valley’s filled with pain

And you can’t tell me quite why

As i look up to the grey sky

Where it should be blue

Grey sky where I should see you

Ask why, why it should be so

I’ll cry, say that I don’t know

Maybe once in a while I’ll forget and I’ll smile

But then the feeling comes again of an April without end

Of an April lonely as they come

In the dark of my mind I can see all too fine

But there is nothing to be done when I just can’t feel the sun

And the springtime’s the season of the night

Grey sky where it should be blue

Grey sky where I should see you

Ask why, why it should be so

I’ll cry, say that I don’t know

I don’t know

Pieter Bruegel the Elder, The Triumph of Death, c. 1562, oil on panel, 117 cm × 162 cm (46 in × 63.8 in), Museo del Prado, Madrid.

(*) Ο στίχος αυτός είναι σχεδόν πανομοιότυπος με τον πρώτο στίχο της Έρημης Χώρας (The Waste Land) που έγραψε ο Τ. S. Eliot το 1922:

“April is the cruelest month, breeding

Lilacs out of the dead land, mixing

Memory and desire, stirring

Dull roots with spring rain.

Winter kept us warm, covering

Earth in forgetful snow, feeding

A little life with dried tubers…”

Ο Γιώργος Σεφέρης που μετέφρασε στα ελληνικά την Έρημη Χώρα απέδωσε τους παραπάνω στίχους ως εξής:

“Ο Απρίλης είναι ο μήνας ο σκληρός, γεννώντας

Μες απ’ την πεθαμένη γη τις πασχαλιές, σμίγοντας

Θύμηση κι επιθυμία, ταράζοντας

Με τη βροχή της άνοιξης ρίζες οκνές.

Ο χειμώνας μας ζέσταινε, σκεπάζοντας

Τη γη με το χιόνι της λησμονιάς, θρέφοντας

Λίγη ζωή μ’ απόξερους βολβούς…”

Περιορισμός θερμίδων «συνταγή» μακροζωίας. Monkey caloric restriction study shows big benefit; contradicts earlier study

Diego Vélasquez, Repas de paysans, 1620, Huile sur Toile, 0,96x1,12 m, Budapest, Szepmüvészeti Museum. Φάνηκε για πρώτη φορά ότι η «δίαιτα των φτωχών» έχει οφέλη και για τα πρωτεύοντα. The latest results from a 25-year study of diet and aging in monkeys shows a significant reduction in mortality and in age-associated diseases among those with calorie-restricted diets. The study, begun in 1989, is one of two ongoing, long-term U.S. efforts to examine the effects of a reduced-calorie diet on nonhuman primates.

Ο συνειδητός περιορισμός των θερμίδων μπορεί να συντελέσει στη βελτίωση της υγείας και στην επίτευξη της μακροζωίας, σύμφωνα με αμερικανική μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση Nature Communications.

Διαμάχη για τη «δίαιτα των φτωχών»

Ο περιορισμός των θερμίδων φάνηκε να σώζει από την εμφάνιση ασθενειών αλλά και να καθυστερεί τη γήρανση σε πιθήκους μακάκους. Rhesus monkeys 27-year-old Canto, on a restricted diet (left), and 29-year-old Owen, a control subject on an unrestricted diet (right), were photographed at the Wisconsin National Primate Research Center at the University of Wisconsin-Madison on May 28, 2009. Canto and Owen were among the subjects in a pioneering long-term study of the links between diet and aging in rhesus macaque monkeys. Credit: Jeff Miller, University Communications, UW-Madison

Η μελέτη των ερευνητών του Πανεπιστημίου του Ουισκόνσιν, στο Μάντισον, έρχεται να αναζωπυρώσει τη διαμάχη κατά πόσον η λεγόμενη «δίαιτα των φτωχών» είναι δυνατό να παρατείνει το προσδόκιμο ζωής, χαρίζοντας περισσότερα χρόνια ζωής και μάλιστα πιο υγιή.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τη βιοχημικό και επίκουρη καθηγήτρια Γηριατρικής, Ροζαλίν Άντερσον, μελέτησαν 76 μακάκους επί 25 χρόνια. Τα μισά πειραματόζωα ακολουθούσαν διατροφή χωρίς περιορισμούς, ενώ τα άλλα μισά, μετά την ηλικία των επτά και ως τα 14 έτη τους, ακολουθούσαν συστηματικά διατροφή με ως 30% λιγότερες θερμίδες.

Ενώ η μέση διάρκεια ζωής αυτών των ζώων σε αιχμαλωσία είναι περίπου 26 χρόνια, πάνω από τους μισούς μακάκους που έτρωγαν λιτά, έζησαν τουλάχιστον 30 χρόνια. Επιπλέον, τα υπόλοιπα πειραματόζωα που έτρωγαν χωρίς θερμιδικούς περιορισμούς, εμφάνιζαν σχεδόν τριπλάσιο κίνδυνο διαφόρων ασθενειών σχετικών με τη γήρανση. Οι «παμφάγες» μαϊμούδες, σε οποιαδήποτε ηλικία, είχαν διπλάσια πιθανότητα να πεθάνουν, σε σχέση με όσες κατανάλωναν θερμίδες με μέτρο.

Διατροφική στρατηγική για όλα τα πρωτεύοντα

The regulation of longevity by caloric restriction.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι ο θερμιδικός περιορισμός είναι όντως μια διατροφική στρατηγική, η οποία μπορεί να βελτιώσει την υγεία και το προσδόκιμο ζωής όλων των πρωτευόντων ειδών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. «Ελέγξαμε την υπόθεση, κατά πόσον ο περιορισμός των θερμίδων καθυστερεί τη γήρανση και νομίζω ότι το αποδείξαμε. Δεν έχω καμία αμφιβολία ότι τα ευρήματά μας θα επηρεάσουν καθοριστικά τη θεραπεία των ανθρώπων στις γηριατρικές κλινικές σε δέκα χρόνια από σήμερα» σημειώνει η δρ Άντερσον.

Το μυστικό στον θερμιδικό περιορισμό φαίνεται πως βρίσκεται στην καλύτερη διαχείριση της ενέργειας από τον οργανισμό. Σύμφωνα με την ερευνήτρια, «ο περιορισμός των θερμίδων επηρεάζει την επεξεργασία των τροφών από τον οργανισμό και προκαλεί επαναπρογραμματισμό του μεταβολισμού, μεταβάλλοντας έτσι την ικανότητα των κυττάρων να ανταποκρίνονται στις αλλαγές τού περιβάλλοντος, καθώς γερνάνε».

Απαλλαγμένα από διαβήτη

Δεν είναι τυχαίο, σύμφωνα με τους επιστήμονες, ότι τα πειραματόζωα υπό θερμιδικό περιορισμό δεν εμφάνισαν καθόλου διαβήτη (μία κατ' εξοχήν μεταβολική διαταραχή), αντίθετα με τα περισσότερα ζώα που κατανάλωναν άφθονες θερμίδες, τα οποία είχαν διαβήτη, προδιαβήτη ή μεταβολικό σύνδρομο.

Αξίζει να σημειωθεί ότι, οι ερευνητές είχαν πραγματοποιήσει και πειράματα σε λιγότερο εξελιγμένους οργανισμούς (μύγες, σκουλήκια, ζυμομύκητες, ποντίκια κ.α.), που έδειχναν τα πολλαπλά οφέλη του περιορισμού των θερμίδων κατά τη διατροφή, παρατείνοντας ως 40% τη διάρκεια της ζωής αυτών των ειδών.

Επιβεβαίωση των ευρημάτων στα θηλαστικά

«Η νέα μελέτη είναι σημαντική, επειδή δείχνει πως οι ωφέλιμες επιδράσεις που έχουμε κατ' επανάληψη δει σε λιγότερο εξελιγμένους οργανισμούς, ισχύουν επίσης για τα πρωτεύοντα θηλαστικά. Συνεπώς, ενισχύουν την πεποίθηση πως ο θερμιδικός περιορισμός θα έχει ωφέλιμη επίδραση και στους ανθρώπους» σχολιάζει ο δρ Ρίκι Κόλμαν του Εθνικού Κέντρου Ερευνών στα Πρωτεύοντα, στο Ουισκόνσιν.

Επιφυλάξεις

Diego Vélasquez, Trois hommes à Table, 1620, Huile sur Toile, 1,07x1,01 m, Paris, musée du Louvre. Caloric restriction became something of a fad two decades ago, when a few individuals set out to cut their calories by 30 percent to slow the diseases of aging, but the Wisconsin and NIA studies have a much broader focus. "We are not studying it so people can go out and do it, but to delve into the underlying causes of age-related disease susceptibility," says Anderson. "It's a research tool, not a lifestyle recommendation, but some people get caught up: 'What if I did caloric restriction?'" Many of the benefits of caloric restriction are linked to regulation of energy, Anderson says. "It affects how fuel is utilized. Caloric restriction essentially causes a reprogramming of the metabolism. In all species where it has been shown to delay aging and the diseases of aging, it affects the regulation of energy and the ability of cells and the organism to respond to changes in the environment as they age."

Ωστόσο, άλλοι επιστήμονες εμφανίζονται επιφυλακτικοί κατά πόσο μπορεί να εξαχθεί ένα τέτοιο συμπέρασμα και για τους ανθρώπους. Έρευνα του Εθνικού Ινστιτούτου Γήρανσης των ΗΠΑ στη Βαλτιμόρη, σε 120 μαϊμούδες, το 2012, κατά την οποία τα ζώα είχαν επίσης υποβληθεί σε διατροφή περιορισμένων θερμίδων, δεν είχε βρει κάποια διαφορά στην υγεία και στο προσδόκιμο ζωής των πειραματόζωων.

Έτσι, παραμένει ασαφές γιατί οι δύο μελέτες κατέληξαν σε διαφορετικές διαπιστώσεις, αν και πιθανώς να οφείλεται στα διαφορετικά διατροφικά πρωτόκολλα που χρησιμοποιήθηκαν.

Οι ερευνητές του Εθνικού Ινστιτούτου Γήρανσης, με επικεφαλής τον δρα Ραφαέλ ντε Κάμπο, θεωρούν ότι το όφελος από τον θερμιδικό περιορισμό εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως γενετικούς, περιβαλλοντικούς, διατροφικούς κ.α.

Εξέταση των αντικρουόμενων αποτελεσμάτων

Ήδη οι δύο επιστημονικές ομάδες άρχισαν να εξετάζουν από κοινού τα διαφορετικά ευρήματά τους, με την ελπίδα ότι θα βρουν τελικά κοινό έδαφος, ενώ, προς το παρόν, επισημαίνουν ότι είναι πρόωρο να γίνει οποιαδήποτε σχετική διατροφική σύσταση στους ανθρώπους.

Σε κάθε περίπτωση, πάντως, με δεδομένο ότι λίγοι άνθρωποι μπορούν να ανεχτούν μείωση κατά 30% στην ημερήσια πρόσληψη θερμίδων, έχει ήδη εκδηλωθεί μεγάλο ενδιαφέρον από εταιρείες για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων, που θα μιμούνται τους μηχανισμούς θερμιδικού περιορισμού, καθυστερώντας έτσι τη γήρανση, τις παθήσεις που σχετίζονται με αυτήν και τον θάνατο.

Ένα μπαλόνι σκάει «κοιτάζοντας» τον Όλυμπο, High Altitude Balloon Burst

Εκπληκτική εικόνα από ενδιαφέρον διαστημικό πρόγραμμα Έλληνα ερευνητή. The photo above shows the remains of a high altitude balloon just after it burst far above the Thessalian Plain of northern Greece. This was Greece's first suborbital photography project. The project that launched the balloon is referred to as SlaRos (Tesla,Ikaros); the mission is called Stratonauts. Mount Olympus is beneath the clouds at top left – to the left of the balloon is the Aegean Sea. The balloon reached an altitude of 111,296 ft (33, 923m) before bursting. All such high altitude balloons burst when the atmospheric air pressure is too low to contain the expanding volume of the gas within the balloon. This balloon’s capsule was retrieved intact and will be re-used for a future launch. Note that since there are too few air molecules at altitudes above about 60,000 ft (18,288 m) to effectively scatter sunlight, the sky appears essentially black. Photographer: Kostas Tamateas

Μια εκπληκτική από πολλές απόψεις φωτογραφία δόθηκε στη δημοσιότητα από το ερευνητικό πρόγραμμα SlaRos εμπνευστής και επικεφαλής του οποίου είναι ο 29χρονος Κώστας Ταματέας απόφοιτος του ΤΕΙ Πληροφορικής της Θεσσαλονίκης.

Το πρόγραμμα χρησιμοποιεί μπαλόνια που ταξιδεύουν στα υψηλότερα στρώματα της ατμόσφαιρας ή και έξω από αυτή στα σύνορα Γης και Διαστήματος. Τα μπαλόνια συλλέγουν ατμοσφαιρικά και άλλα δεδομένα ενώ είναι εφοδιασμένα με κάμερες για να καταγράφουν εικόνες. Στην εικόνα που δόθηκε στη δημοσιότητα ένα από τα μπαλόνια αυτά σκάει σε ύψος 33.923 μέτρων πάνω από τη Βόρειο Ελλάδα. Κάτω από το μπαλόνι εμφανίζεται ο Όλυμπος και το Αιγαίο Πέλαγος.  

Εξωσκελετός θα ανοίξει το Μουντιάλ, World Cup 2014 to Open with Exoskeleton Kick

Εκατομμύρια τηλεθεατές θα δουν έναν νεαρό παραπληγικό να δίνει το εναρκτήριο λάκτισμα στο Μουντιάλ 2014. Brain-controlled exoskeleton will allow paralyzed teenager to kick off the World Cup 2014. Credit: Walk Again Project

Στην τελετή έναρξης του εφετινού Παγκόσμιου Κυπέλλου στο Σάο Πάουλο της Βραζιλίας, ένας παραπληγικός νεαρός θα σηκωθεί από το αναπηρικό του αμαξίδιο, θα περπατήσει μέχρι το κέντρο του γηπέδου και θα δώσει το εναρκτήριο λάκτισμα για τους αγώνες. 

Ρομποτικός σκελετός που υπακούει στη σκέψη

The Walk Again Project, a nonprofit collaboration dedicated to producing full-body mind-controlled prosthetics, represents a collaboration between such academic institutions as Duke University, the Technical University of Munich, the Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne, the Edmond and Lily Safra International Institute of Neuroscience of Natal in Brazil, the University of California at Davis, the University of Kentucky, the Duke Immersive Virtual Environment facility.

Δεν θα πρόκειται όμως για θαύμα -ο νεαρός θα φορά έναν ρομποτικό σκελετό που υπακούει στη σκέψη, και θα μπορούσε να μετατρέψει τα αναπηρικά αμαξίδια σε μουσειακά εκθέματα.

Ο εξωσκελετός είναι το αποτέλεσμα πολυετών ερευνών στο πρόγραμμα Walk Again, μια διεθνή προσπάθεια στην οποία συμμετέχουν μεγάλα ερευνητικά ιδρύματα στην Ευρώπη, στις ΗΠΑ και στη Βραζιλία.

Miguel Nicolelis, the Brazilian neuroscientist at Duke University who is leading the Walk Again Project’s efforts to create the robotic suit, had this to say about the planned event: We want to galvanize people’s imaginations. With enough political will and investment, we could make wheelchairs obsolete.

Επικεφαλής του προγράμματος είναι ο βραζιλιάνος Μιγκέλ Νικολέλις, νευροεπιστήμονας του Πανεπιστημίου Duke στη Βόρεια Καρολίνα και πρωτοπόρος της τεχνολογίας σύνδεσης του ανθρώπινου εγκεφάλου με μηχανές.

Small groups of neurons, it seems, are surprisingly capable of communicating with digital devices. Individual cells learn to communicate with computer algorithms more effectively over time by changing their firing patterns, as revealed in a study of a mouse’s brain published last year in Nature. This capacity for extensive plasticity and the ability to learn comes in quite handy when designing a prosthetic.

Το 2000, ο Νικολέλις παρουσίασε ένα σύστημα που καταγράφει την εγκεφαλική δραστηριότητα ενός πιθήκου και αναπαράγει τις κινήσεις του με έναν ρομποτικό βραχίονα. Πιο πρόσφατα, το 2013, πραγματοποίησε το πρώτο πείραμα σύνδεσης ζωντανών εγκεφάλων με καλώδια, επιτρέποντας σε ένα πειραματόζωο να αντιλαμβάνεται τα ερεθίσματα που δεχόταν ένα άλλο πειραματόζωο.

Η προσέγγιση που ακολουθεί το πρόγραμμα Walk Again είναι παρόμοια. Ο χρήστης στερεώνει τα πόδια του σε έναν μεταλλικό σκελετό και φορά ένα καπέλο με ηλεκτρόδια, τα οποία καταγράφουν την εγκεφαλική δραστηριότητα και διαβιβάζουν τα σήματα σε έναν υπολογιστή που φοριέται στην πλάτη.

Αναλύοντας τα σήματα αυτά το λογισμικό του συστήματος αντιλαμβάνεται ποια κίνηση θέλει να εκτελέσει ο χρήστης. Στέλνει έτσι εντολές σε υδραυλικούς κινητήρες οι οποίοι βρίσκονται στο μεταλλικό πλέγμα που στηρίζει τα πόδια και αναλαμβάνουν να εκτελέσουν τις κινήσεις αυτόματα.

Τα πέλματα του χρήστη παραμένουν ακουμπισμένα σε επίπεδα στηρίγματα, τα οποία φέρουν αισθητήρες στην κάτω επιφάνειά τους. Κάθε φορά που το στήριγμα αγγίζει το έδαφος στέλνει σήμα σε μια συσκευή δόνησης που φοριέται στον βραχίονα και ξεγελά τον εγκέφαλο ώστε να νομίζει ότι η δόνηση προέρχεται από τα πόδια.

Σε δοκιμές σε συστήματα εικονικής πραγματικότητας, ο ασθενής είχε την αίσθηση ότι τα πόδια του κινούνταν και άγγιζαν το δάπεδο. «Νιώθω ότι περπατάω στην παραλία, ότι αγγίζω άμμο» δήλωσε ένας από τους εθελοντές της δοκιμής σύμφωνα με τον Νικολέλις.

Ο εξωσκελετός κινείται με τη βοήθεια μπαταριών που βρίσκονται στο σακίδιο πλάτης μαζί με τον υπολογιστή και προσφέρουν περίπου δύο ώρες συνεχούς λειτουργίας.

Κινήσεις ανθρώπινες, όχι ρομποτικές

German-made sensors will relay a feeling of pressure when each foot touches the ground. And months of training on a virtual-reality simulator will have prepared the teenager — selected from a pool of 10 candidates — to do all this using a device that translates thoughts into actions. In an interview with New Scientist, the lead robotic engineer Gordon Cheng of the Technical University of Munich gave some indication of how the suit works: The vibrations can replicate the sensation of touching the ground, rolling off the toe and kicking off again. There’s so much detail in this, it’s phenomenal.

«Οι κινήσεις είναι πολύ ομαλές. Είναι ανθρώπινες κινήσεις, όχι ρομποτικές» λέει ο Νικολέλις στην εφημερίδα The Guardian.

Τον περασμένο μήνα, ο Νικολέλις και οι συνεργάτες του παρακολούθησαν ποδοσφαιρικούς αγώνες στο Σάο Πάουλο προκειμένου να βεβαιωθούν ότι τα σήματα των κινητών τηλεφώνων δεν επηρεάζουν τον εξωσκελετό.

Εκπαίδευση εννέα παραπληγικών ασθενών

Για την τελετή έναρξης του Παγκόσμιου Κυπέλλου, η οποία θα πραγματοποιηθεί στις 12 Ιουνίου στο στάδιο Arena Corinthians του Σάο Πάουλο, οι ερευνητές εκπαιδεύουν εννέα παραπληγικούς ασθενείς, άνδρες και γυναίκες 20 έως 40 ετών, ένας από τους οποίους θα επιλεχθεί για να δώσει το εναρκτήριο λάκτισμα των αγώνων.

Ο Μιγκέλ Νικολέλις ενημερώνει για την προσπάθεια μέσω του προφίλ του στο Facebook, ενώ η ομάδα του σχεδιάζει να λανσάρει αργότερα έναν ειδικό δικτυακό τόπο.

Η επίδειξη της τεχνολογίας στο Σάο Πάουλο είχε περιληφθεί από την επιθεώρηση Nature στη λίστα με τις δέκα επιστημονικές εξελίξεις που μπορούμε να περιμένουμε το 2014.

Δείτε ηλιακή έκλαμψη 35 φορές σαν τη Γη! Footage of solar flare 35 times the size of EARTH could help scientists develop protection for our planet

Scientists have for the first time witnessed the mechanism behind explosive energy releases in the Sun's atmosphere, confirming new theories about how solar flares are created. New footage put together by an international team led by University of Cambridge researchers shows how entangled magnetic field lines looping from the Sun's surface slip around each other and lead to an eruption 35 times the size of the Earth and an explosive release of magnetic energy into space. CREDIT: The SDO/AIA data are courtesy of the NASA/SDO and AIA science teams.

Το 2010 το διαστημικό παρατηρητήριο SDO που μελετά τον Ήλιο και τα φαινόμενα του κατέγραψε μια γιγάντια ηλιακή έκλαμψη το μέγεθος της οποίας ήταν 35 φορές μεγαλύτερο από αυτό της Γης. Επιστήμονες του Πανεπιστημίου Κέιμπριτζ δημιούργησαν ένα τρισδιάστατο μοντέλο αυτής της έκλαμψης για να μελετήσουν το φαινόμενο.

3D μελέτη

Footage put together by an international team led by University of Cambridge researchers shows entangled magnetic field lines looping from the sun's surface, shown here within the dotted lines.

Το μοντέλο δείχνει τα μαγνητικά πεδία να περιπλέκονται μεταξύ τους δημιουργώντας «βρόγχους» και δακτυλίους στην επιφάνεια του αστρικού μας άστρου.

Οι ερευνητές μελετούν το βίντεο ευελπιστώντας ότι θα αποκρυπτογραφήσουν τους μηχανισμούς του φαινομένου και θα μπορέσουμε έτσι να αναπτύξουμε καλύτερες μεθόδους προστασίας του πλανήτη μας από τη… δράση αυτών των εκλάμψεων.

Η απειλή

The flare was of the most energetic kind, known as an X Class flare, and it took around an hour to reach its maximum.

Οι εκλάμψεις είναι ξαφνικές, απρόβλεπτες εξάρσεις του μαγνητικού πεδίου που πηγάζουν συνήθως από τις ηλιακές κηλίδες. Συχνά συνοδεύονται από τις λεγόμενες εκτινάξεις στεμματικού υλικού, ή CME, γιγάντιες ποσότητες φορτισμένων σωματιδίων που εκτινάσσονται στο διάστημα με ταχύτητες εκατομμυρίων χιλιομέτρων την ώρα. Σε περίπτωση που η Γη βρεθεί στην πορεία αυτών των γιγάντιων πιδάκων υλικού, τα φορτισμένα σωματίδια μπορούν να προκαλέσουν βλάβες σε δορυφόρους και συστήματα ηλεκτροδότησης και να κάνουν ασυνήθιστα έντονο το βόρειο και το νότιο σέλας.

Φάτε επτά μερίδες φρούτων και λαχανικών ημερησίως. Eating seven or more portions of fruit and vegetables a day reduces your risk of death by 42 percent

Pierre Bonnard, Corbeille de Fruits, 1924. Η μαγική συνταγή της ζωής είναι επτά μερίδες φρούτων και λαχανικών ημερησίως. Eating seven or more portions of fruit and vegetables a day reduces your risk of death at any point in time by 42 percent compared to eating less than one portion, reports a new study. This is the first study to link fruit and vegetable consumption with all-cause, cancer and heart disease deaths in a nationally-representative population, the first to quantify health benefits per-portion, and the first to identify the types of fruit and vegetable with the most benefit.

Η κατανάλωση επτά τουλάχιστον μερίδων φρούτων και λαχανικών μέσα στη μέρα μειώνει δραστικά -κατά 42%- τον κίνδυνο πρόωρου θανάτου από οποιαδήποτε αιτία, σύμφωνα με μια νέα βρετανική επιστημονική έρευνα. Η μελέτη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι τα λαχανικά παρέχουν πολύ μεγαλύτερη ωφέλεια για την υγεία από τα φρούτα.

Η μελέτη

Pierre Bonnard, Panier de fruits sur le vaisselier, 1924. New research shows that eating more fruit and veg slashes the risk of premature death by 42 per cent, compared with less than one helping a day.

Η μελέτη έδειξε ότι όσο περισσότερα φρούτα και λαχανικά τρώει κανείς μέσα στη μέρα, τόσο λιγότερο κινδυνεύει να πεθάνει πρόωρα σε οποιαδήποτε ηλικία. Αν, για παράδειγμα, τρώει επτά ή περισσότερες μερίδες φρούτων και λαχανικών, τότε ο κίνδυνος πρόωρου θανάτου ειδικά από καρκίνο μειώνεται κατά 25%, ενώ από καρδιά κατά 31%.

This table summarizes the main effects of fruit and vegetable consumption on risk of death, expressed as percentage decreases. Credit: UCL

Σε σχέση με όσους τρώνε λιγότερο από μία μερίδα φρούτων και λαχανικών τη μέρα, όσοι τρώνε μία έως τρείς, μειώνουν τον κίνδυνο πρόωρου θανάτου (από οποιαδήποτε αιτία) κατά 14%, όσοι τρώνε τρεις έως πέντε μερίδες καθημερινά, μειώνουν τον κίνδυνο κατά 29%, όσοι καταναλώνουν πέντε έως επτά μερίδες, κινδυνεύουν λιγότερο κατά 36%, ενώ για επτά και πάνω μερίδες η μείωση του κινδύνου πρόωρου θανάτου είναι της τάξης του 42%.

Τα ευρήματα

Pierre Bonnard, Nature morte au Compotier, 1923. Some experts want guidelines advising people to eat 5-a-day changed on the back of the study from University College London.

Τα φρέσκα λαχανικά έχουν σαφώς πιο προστατευτική δράση από τα φρούτα, με κάθε πρόσθετη μερίδα λαχανικών να μειώνει τον κίνδυνο πρόωρου θανάτου κατά 16%. Οι σαλάτες ειδικότερα συνεισφέρουν κατά 13% ανά μερίδα στην μείωση του κινδύνου. Το όφελος από τα φρέσκα φρούτα φαίνεται να είναι μικρότερο, με κάθε πρόσθετη μερίδα να απομακρύνει την πιθανότητα πρόωρου θανάτου κατά 4%.

«Όλοι γνωρίζουμε ότι η κατανάλωση φρούτων και λαχανικών είναι υγιεινή, όμως, όπως δείχνει η νέα έρευνα, το όφελος είναι συγκλονιστικό», δήλωσε ο δρ. Ογιεμπόντε. Όπως είπε, η καλύτερη επίσημη σύσταση διεθνώς προέρχεται από την κυβέρνηση της Αυστραλίας, η οποία συνιστά τους πολίτες την πολιτική του «2+5» (δύο μερίδες φρούτων και πέντε μερίδες λαχανικών τη μέρα).

Από την άλλη, η έρευνα δεν διαπίστωσε κάποιο σημαντικό όφελος από την κατανάλωση φρουτοχυμών, ενώ αντίθετα η κατανάλωση κονσερβαρισμένων και κατεψυγμένων φρούτων αυξάνει τον κίνδυνο πρόωρου θανάτου κατά 17% ανά πρόσθετη ημερήσια μερίδα. Όπως ανέφεραν οι βρετανοί ερευνητές, τα περισσότερα φρούτα σε κονσέρβες περιέχουν μεγάλη ποσότητα ζάχαρης, η οποία μπορεί να υπεραντισταθμίσει όλα τα οφέλη από τα φρούτα. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Journal of Epidemiology and Community Health».