Γιατί ο ανθρώπινος σκελετός έχει γίνει εύθραυστος. Lightweight skeletons of modern humans have recent origin

Ο σκελετός μας έγινε πιο εύθραυστος λόγω της καθιστικής ζωής που υιοθετήσαμε μετά την επανάσταση της γεωργίας. Researchers found that human joint-bone density remained pretty high until recently in our evolutionary history, around the same time that humans began switching from hunting and gathering to farming. (Bojan Brecelj/CORBIS)

Τα οστά του σημερινού ανθρώπου μοιάζουν με αδύναμα ξυλαράκια συγκριτικά με τον στιβαρό σκελετό ενός χιμπατζή, ή ακόμα και ενός αρχαίου κυνηγού-τροφοσυλλέκτη. Φταίει άραγε η εξέλιξη για τα αδύναμα οστά μας; Μήπως η σύγχρονη διατροφή;

Ένοχη η καθιστική ζωή

Τα οστά του σύγχρονου ανθρώπου είναι αδύναμα λόγω έλλειψης της σκληρής σωματικής άσκησης των προγόνων του. A new study finds that bone joint density remained high throughout human evolution spanning millions of years, until it decreased significantly in recent modern humans, probably as a result of an increasingly sedentary lifestyle. From left to right: modern chimpanzee, Australopithecus, Neanderthal, and modern human. Credit: Image courtesy of © AMNH/J. Steffey and Brian Richmond

Τίποτα από τα δύο, απαντούν δύο μελέτες που δημοσιεύονται αυτήν την εβδομάδα στην ανοιχτή επιθεώρηση PNAS. Η απάντηση που δίνουν είναι ότι ο σκελετός μας έγινε πιο εύθραυστος λόγω της καθιστικής ζωής που υιοθετήσαμε μετά την επανάσταση της γεωργίας.

Στην πρώτη μελέτη, διεθνής ερευνητική ομάδα συγκρίνει τους σκελετούς χιμπατζήδων, εξαφανισμένων αυστραλοπίθηκων, Νεάντερταλ, κυνηγών-τροφοσυλλεκτών και σύγχρονων ανθρώπων που έζησαν μετά την εμφάνιση της γεωργίας.

Η ανάλυση δείχνει ότι ο σκελετός των αρχαίων γεωργών παρουσιάζει σημαντικά χαμηλότερη οστική πυκνότητα σε σχέση με τα υπόλοιπα δείγματα.

Ακόμα και σε σύγκριση με τους αρχαίους κυνηγούς-τροφοσυλλέκτες, οι οποίοι ήταν ανατομικά ίδιοι με τους σύγχρονουs Homo sapiens, οι αρχαίοι αγρότες είχαν 20% μικρότερη οστική μάζα.

Το ποσοστό είναι συγκρίσιμο με την απώλεια που θα εμφάνιζε ένας αστροναύτης έπειτα από τρεις μήνες παραμονής στο Διάστημα, σημειώνουν οι ερευνητές.

Οι συντάκτες της μελέτης αποκλείουν ως πιθανές αιτίες τη διατροφή και άλλους παράγοντες, και καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι τα οστά των σημερινών ανθρώπων είναι πιο αδύναμα λόγω έλλειψης της σκληρής σωματικής άσκησης των προγόνων μας.

Ακόμα και στους ενήλικες, εξάλλου, τα οστά αντιδρούν στην καταπόνηση από μεγάλα φορτία και σταδιακά γίνονται πιο αδύναμα.

Επιρρεπής στα κατάγματα

3D renderings of the femoral head at the hip joint. The femoral head has been sectioned to reveal the 3D volumes of trabecular bone for hunter-gatherers (top) and agriculturalists (bottom). Credit: Image courtesy of Timothy M. Ryan

Η ανακάλυψη της γεωργίας μείωσε δραστικά τον σωματικό κάματο που απαιτούνταν για την εύρεση τροφής και έκανε έτσι τον σκελετό μας «επικίνδυνα αδύνατο» και «επιρρεπή στα κατάγματα», όπως λένε οι ερευνητές.

Παραδέχονται μεν ότι η γεωργία μείωσε το διαθέσιμο ασβέστιο στην ανθρώπινη διατροφή, εκτιμούν όμως ότι η μείωση αυτή δεν ήταν αρκετή για να εξηγήσει μια τόσο χαμηλή οστική πυκνότητα.

Επιβεβαίωση από δεύτερη μελέτη

Relatively sedentary human agriculturalists (right) have more lightly built skeletons compared to more mobile foragers (left). Pictured are 2D microCT images through the femoral head at the hip joint showing differences in bone structure. Credit: Image courtesy of Timothy M. Ryan

Το συμπέρασμα της έρευνας δείχνει να επιβεβαιώνεται από τη δεύτερη μελέτη, στην οποία βρετανοί και αμερικανοί ερευνητές συγκρίνουν την άρθρωση του ισχίου μεταξύ αρχαίων κυνηγών-τροφοσυλλεκτών, αρχαίων γεωργών και πιθήκων.

Η έρευνα διαπιστώνει ότι η κεφαλή του μηριαίου οστού των κυνηγών-τροφοσυλλεκτών ήταν εξίσου δυνατή με των πιθήκων, και πολύ πιο δυνατή σε σχέση με τους γεωργούς (συγκριμένα η μελέτη εξετάζει την πυκνότητα του σπογγώδους οστού στην κεφαλή του μηριαίου οστού).

Δεν ευθύνονται εξελικτικές πιέσεις

In these cross sections of the head of the metacarpal and femur, you can see the decrease in trabecular bone density progressing from chimpanzees (far left) up to modern humans (far right). (PNAS/Chirchir et al.)

Σε συνδυασμό, οι δύο μελέτες συνηγορούν στην υπόθεση ότι η απώλεια οστικής μάζας δεν οφείλεται σε εξελικτικές πιέσεις, ούτε σε αλλαγές της διατροφής, αλλά στην έλλειψη σωματικής καταπόνησης.

Οι συντάκτες της πρώτης μελέτης διαβεβαιώνουν μάλιστα ότι δεν υπάρχουν ανατομικοί λόγοι που θα εμπόδιζαν έναν σύγχρονο άνθρωπο να αποκτήσει τον ισχυρό σκελετό των προγόνων του, εφόσον ασκείται αρκετά.

Όπως το θέτει ο δρ Κόλιν Σο του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, μέλος της ερευνητικής ομάδας, «οι σύγχρονοι άνθρωποι ζουν σε ένα πολιτιστικό και τεχνολογικό περιβάλλον ασύμβατο με τις εξελικτικές προσαρμογές μας».

«Η καθιστική ζωή έγινε τόσο διαδεδομένη μόνο στα τελευταία 50 ή 100 χρόνια [...] Δεν έχουμε εξελιχθεί να καθόμαστε στο αυτοκίνητο ή στο γραφείο».

Έξι μήνες παρατήρησης της Γης σε βίντεο έξι λεπτών. ESA time-lapse video shows Alexander Gerst's 12,500 pictures of Earth in 6 minutes

Εντυπωσιακές εικόνες του πλανήτη όπως τις κατέγραφαν οι αστροναύτες του ISS.  Οι Άλπεις φωτογραφημένες τον Οκτώβριο του 2014. The Alps taken in October 2014. (Alexander Gerst)

Κατά τη διάρκεια των έξι μηνών της αποστολής «Blue Dot» στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS), ο γερμανός αστροναύτης Αλεξάντερ Γκερστ άφηνε συχνά τη φωτογραφική του μηχανή σε λειτουργία, ενώ εργαζόταν και έκανε πειράματα.

 Alexander Gerst's saddest photo from space. (Alexander Gerst)

Αργότερα ο ίδιος μοιράστηκε πολλές από εκείνες τις εικόνες, οι οποίες έκαναν διασημότητα στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης.

Πίσω στη Γη, ο Γκερστ δημιούργησε ένα timelapse έξι λεπτών που αποτελείται από τις καλύτερες λήψεις του στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Το βίντεο περιλαμβάνει βίντεο με εικόνες από το σέλας, αστέρια, ωκεανούς, φωτισμένες πόλεις και αστραπές. Η καταγραφή τους έγινε τόσο από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό όσο και από άλλα διαστημικά σκάφη.

«Τιμή στον Τεριάντ». “Hommage à Tériade”

Ο Στρατής Ελευθεριάδης-Tériade μέσα από το φακό του Henri Quartier-Bresson (Ιδιωτική συλλογή). «Ο άνθρωπος που μιλά για την τέχνη της εποχής του, την τέχνη εν εξελίξει, χαράσσει με κόπο το ίχνος του, ίχνος σκοτεινό ή αυθεντικό, ανάμεσα στη θαυμαστή δύναμη της μαντικής και το εύθραυστο πνεύμα της επικαιρότητας». E. Tériade.

Ο κοσμοπολίτης ευπατρίδης Στρατής Ελευθεριάδης-Tériade (1897-1983), που έφυγε από τη Μυτιλήνη για το Παρίσι το 1915 για να σπουδάσει νομικά και έφτασε να τιμάται από τη Γαλλική Δημοκρατία για την προσφορά του στην ανάδειξη της σύγχρονης τέχνης εξήντα χρόνια αργότερα -αν και εξακολουθητικά αφανής στη γενέτειρα χώρα του-, ήταν μια πολυσχιδής προσωπικότητα που επέδειξε μια εντυπωσιακά πολύπλευρη δραστηριότητα στον χώρο της τέχνης.

Verve 8, Kαλοκαίρι 1940, εξώφυλλο Henri Matisse.

Ποιητής, ζωγράφος, τεχνοκριτικός, συλλέκτης και εκδότης, αγάπησε βαθιά την τέχνη και την αντιλήφθηκε ως τρόπο εμπλοκής, αλλά και τεκμήριο για τη βαθύτερη κατανόηση κάθε εποχής στην Ιστορία. Η εκδοτική του δραστηριότητα, κυρίως μέσα από το περιοδικό τέχνης Verve, αλλά και τις πολυτελείς εκδόσεις Grandes Livres d'Artistes (Μεγάλα Βιβλία των Καλλιτεχνών) που εξέδιδε και από τις οποίες παρέλασε σύσσωμη σχεδόν η καταξιωμένη αλλά και η φύουσα διανόηση της εποχής του, αποτυπώνει το όραμά του για τη δημιουργική διαλεκτική κειμένου και εικόνας και τη συνέχεια της τέχνης από την παράδοση στη σύγχρονη δημιουργία, αναγνωρίζοντας την αξία του παρελθόντος και αναδεικνύοντας παράλληλα ό,τι άξιο στον καιρό του.

Η έκθεση με τίτλο «Τιμή στον Τεριάντ» που παρουσιάζεται από τις 14 Νοέμβρη στο Τελλόγλειο Ίδρυμα Τεχνών θέτει ως στόχο την ευρύτερη διάδοση του ονόματος και της δράσης του Teriade στη χώρα του, αλλά και την ανάδειξη της πολύπλευρης προσωπικότητας και δραστηριότητάς του. Στο πλαίσιο της έκθεσης, επιχειρείται για πρώτη φορά στην Ελλάδα μια πολυδιάστατη προσέγγιση του έργου του Teriade, με υλικό που προέρχεται από την προσωπική συλλογή του ίδιου που φιλοξενείται στο Μουσείο-Βιβλιοθήκη Teriade της Μυτιλήνης, από ιδιωτικές συλλογές, αλλά και τη συλλογή του Τελλόγλειου, η οποία βασίζεται σε τρεις άξονες.

Verve 7. «Ιστορικά Μεσαιωνικά Χειρόγραφα». Συναξάρι του Δούκα του Berry. Το καλαντάρι. 1940, Παρίσι.

Οι επισκέπτες έχουν τη δυνατότητα να εισαχθούν στον κόσμο του Teriade μέσω της επαφής τους με τυπωμένες μικρογραφίες από γαλλικά μεσαιωνικά χειρόγραφα, αυτά που τον γοήτευσαν με την ενότητα κειμένου και εικόνας και την κομψότητά τους και τον ενέπνευσαν να οραματιστεί τη δημιουργία μεγάλων χειροποίητων βιβλίων-λευκωμάτων τέχνης στα οποία το ίδιο χέρι (εκείνο του καλλιτέχνη) ενορχηστρώνει τον δημιουργικό διάλογο ανάμεσα στις λέξεις και τις εικόνες.

Verve 37 - 38. «Αφιέρωμα σε καλλιτέχνη». Marc Chagall. 1960, Παρίσι.

Τον κύριο όγκο της έκθεσης καταλαμβάνουν αποσπάσματα από την εκδοτική δραστηριότητα του Teriade που αποτυπώνει τις σημαντικότερες καλλιτεχνικές τάσεις του 20ου αιώνα. Παρουσιάζονται τεύχη και σελίδες από το Verve (38 τεύχη από το 1937 ως το 1960), την πολυτελή έκδοση που έθεσε ως στόχο την αναγέννηση του εικονογραφημένου βιβλίου τέχνης, ανθολογώντας καλλιτεχνικές δημιουργίες από τον Μεσαίωνα και κατόπιν, άρθρα και κριτικές, με εξώφυλλα φιλοτεχνημένα από σπουδαίους καλλιτέχνες της εποχής όπως Matisse, Picasso, Braque, Bonnard κ.α. σε δισέλιδες έγχρωμες λιθογραφίες, και κατόρθωσε να μειώσει την απόσταση ανάμεσα στους «λίγους» και τους «πολλούς» και να διασώσει την κατά Benjamin απωλεσθείσα αύρα του αναπαραγόμενου έργου τέχνης, προσφέροντας υψηλής ποιότητας αναπαραγωγές που καθιστούν ουσιαστικά τις ίδιες τις εκδόσεις αυτοτελή έργα τέχνης. 

Το Ποίημα της Ορθής Γωνίας. Le Poème de l’ Angle Droit. Λε Κορμπυζιέ. 1955, Παρίσι.

Παράλληλα εκτίθενται αποσπάσματα από τα «Μεγάλα Βιβλία των Καλλιτεχνών» (27 από το 1943 ως το 1975), τους «καλλιτεχνικούς μικρόκοσμους» όπως ο ίδιος τα αποκαλούσε, στα οποία καταξιωμένοι καλλιτέχνες αναλαμβάνουν με παρότρυνση του φίλου τους Teriade και αφιλοκερδώς να εικονογραφήσουν κλασικά λογοτεχνικά κείμενα, πχ. «Δάφνις και Χλόη» του Λόγγου (Chagall), «Μάκβεθ» (Marcel Gromaire) ή να δημιουργήσουν οι ίδιοι τις λέξεις και τις εικόνες της έκδοσης, π.χ. «Το ποίημα της Ορθής Γωνίας» του Le Corbusier ή το εμβληματικό «Jazz» του Matisse, έχοντας σχεδόν πλήρη εποπτεία του συνόλου της παραγωγής.

Τέλος, η έκθεση υπογραμμίζει τη σημασία της παράδοσης στη θεώρηση του Teriade φωτίζοντας τον ρόλο του στην ανάδειξη και αναγνώριση στην Ελλάδα και την Ευρώπη του συντοπίτη του λαϊκού ζωγράφου Θεόφιλου, που εκθειάστηκε ως παραγνωρισμένη μεγαλοφυία και κάποτε αποκηρύχθηκε ως υπερεκτιμημένη απάτη. Παρουσιάζονται έργα που ο ίδιος ο Θεόφιλος φιλοτέχνησε για τον Teriade, ανταποδίδοντας την καλλιτεχνική πατρωνία του δεύτερου προς το πρόσωπό του κατά τα τελευταία χρόνια της ζωής του, ενώ για πρώτη φορά παρουσιάζονται έξι φορητές θρησκευτικές εικόνες που ζωγράφισε ο Θεόφιλος κατά τη διάρκεια της παραμονής του στη Σμύρνη. Η αφιερωμένη στον Θεόφιλο ενότητα τεκμηριώνεται από υλικό για την ιστορία της αναγνώρισης του Θεόφιλου στην Ελλάδα από το αρχείο Σπητέρη που φιλοξενείται στο Τελλόγλειο.

 Τσίρκο. Cirque. Μαρκ Σαγκάλ (1889-1985). 1967, Παρίσι.

Η ετερόκλητη, και αρκετά ανομοιογενής στην απόπειρά της να πραγματευτεί ένα τόσο σύνθετο και ετερογενές υλικό, έκθεση, πλαισιώνεται παράλληλα από φωτογραφικό και οπτικοακουστικό υλικό και από έργα του ζωγράφου Κώστα Μανιατόπουλου, διευθυντή του Μουσείου-Βιβλιοθήκης Teriade, σε μια μάλλον άκαρπη απόπειρα να αναπαρασταθεί το περιβάλλον, φυσικό και διαπροσωπικό, μέσα στο οποίο έδρασε ο Teriade. Ο κόσμος όμως που στήνει, μας επιτρέπει να γίνουμε για λίγο κοινωνοί αυτών των θαυμαστών, αλλά στενών κύκλων της γαλλικής και ευρωπαϊκής καλλιτεχνικής δημιουργίας και διανόησης του 20ου αιώνα, αυτών στους οποίους εισέβαλε ο Teriade με το δαιμόνιο και την ευρύτητα του πνεύματός του, τους αναδιάταξε και τους διαμεσολάβησε σε ένα ευρύτερο κοινό.

Όσο για το κοινό της αγνώμονος γενέτειρας χώρας του, ίδρυσε στη Μυτιλήνη με προσωπικά του έξοδα ένα Μουσείο για τον Θεόφιλο και το Μουσείο-Βιβλιοθήκη που φέρει το όνομά του, δίνοντάς του τη δυνατότητα μιας μόνιμης σχέσης με τη σπουδαία τέχνη του παρελθόντος που σπάνια έχουμε την ευκαιρία να βλέπουμε στα μέρη μας, για να μπορέσει μόνο του κάποια στιγμή να καταφέρει να αναγνωρίζει τα ταπεινά και τα μεγάλα του καιρού του. «Η ιστορία ενός ανθρώπου είχε τελειώσει για μας κι άρχιζε για τους άλλους - και για τους αιώνες» γράφει ο Ελύτης, περιγράφοντας τη διαδικασία ανέγερσης του Μουσείου για τον Θεόφιλο, γνωρίζοντας ότι κατά βάθος μιλάει για τον ίδιο τον Teriade.

Διάλογοι. Dialogues. Ανρί Λωράνς (1885-1954). Λουκιανός από τα Σαμοσάτα (120-190 μ.Χ.). 1951, Παρίσι.

Γενική ευθύνη έκθεσης: Καθ. Αλεξάνδρα Γουλάκη-Βουτυρά. Ώρες λειτουργίας: Δε.-Τρ.-Πε.-Πα. 09:00-14:00, Τετ. 09:00-14:00 και 17:00-21:00, Σαβ.- Κυρ. 10.00-18:00. Διάρκεια έκθεσης: 14 Νοεμβρίου 2014 - 18 Μαρτίου 2015.

Μια «αεροπολιτεία» στην Αφροδίτη. NASA considers possibilities for manned mission to Venus

Καλλιτεχνική απεικόνιση του στόλου των αερόπλοιων που θα εξερευνούν την Αφροδίτη. NASA's Systems Analysis and Concepts Directorate has issued a report outlining a possible way for humans to visit Venus, rather than Mars—by hovering in the atmosphere instead of landing on the surface. The hovering vehicle, which they call a High Altitude Venus Operational Concept (HAVOC), would resemble a blimp with solar panels on top, and would allow people to do research just 50 kilometers above the surface of the planet. Credit: NASA Langley Research Center

Ένα νέο πρόγραμμα εξερεύνησης της Αφροδίτης βγαλμένο από ταινία επιστημονικής φαντασίας επεξεργάζεται η NASA.

Τα αερόπλοια

NASA Langley researchers want to get a better idea about conditions on our nearest planetary neighbor, Venus, so they have come up with HAVOC or a High Altitude Venus Operational Concept – a lighter-than-air rocket ship that would help send two astronauts on a 30-day mission to explore the planet’s atmosphere. Exploration of Venus is a challenge not only because its smog-like sulfuric acid-laced atmosphere, but also its extremely hot surface temperature and extremely high air pressure on the surface.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι πιθανώς κάποτε η Αφροδίτη διέθετε συνθήκες αν όχι παρόμοιες με αυτές της Γης πάντως αρκετά φιλικές στην παρουσία της ζωής. Κάποια στιγμή όμως οι γεωατμοσφαιρικές συνθήκες μεταβλήθηκαν δραματικά μετατρέποντας τον πλανήτη σε ένα άκρως τοξικό για την ζωή περιβάλλον. Τίποτε δεν μπορεί να σταθεί στην επιφάνεια της Αφροδίτης, σύμφωνα με τους ειδικούς μέσα σε διάστημα λίγων ωρών ένα σκάφος θα διαλυόταν. Τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει νέες παρατηρήσεις και ερευνητικές αποστολές στην Αφροδίτη αλλά η NASA θέλει να την εξερευνήσει εκ του σύνεγγυς.

Artist’s conception of the High Altitude Venus Operational Concept (HAVOC) mission, a far-out concept being developed by NASA, approaching the planet. Credit: NASA Langley Research Center/YouTube (screenshot)

Για αυτό η αμερικανική υπηρεσία διαστήματος έχει ζητήσει από τους τεχνικούς και τους μηχανικούς της νέες ιδέες για την εξερεύνηση της Αφροδίτης. Στο πλαίσιο αυτό μηχανικοί του Κέντρου Ερευνών Langley της NASA σχεδίασαν το HAVOC (High Altitude Venus Operational Concept), ένα αερόπλοιο που θα μπορεί να εγκαθίσταται πάνω από τα τοξικά νέφη της Αφροδίτης. 

The proposed Venus exploration plan for HAVOC. Credit: Space Mission Analysis Branch, NASA Langley Research Center.

Οι σχεδιαστές υποστηρίζουν ότι θα μπορούν να σταλούν πολλά HAVOC στην Αφροδίτη τα οποία να σχηματίσουν όχι απλά μια εναέρια βάση αλλά μια μικρή «αερόπολη» όπως την χαρακτηρίζουν οι ίδιοι. Τα πληρώματα των αερόπλοιων θα μπορούν να συλλέγουν δεδομένα και να πραγματοποιούν σε ασφαλές περιβάλλον μελέτες και αναλύσεις της Αφροδίτης.

Πώς η άσκηση αλλάζει τη λειτουργία του DNA. How Exercise Changes Our DNA

Edgar Degas, Young Spartans Exercising, 1860. Oil on canvas, 109.5 cm × 155 cm, The National Gallery, London. Νέα μελέτη δείχνει ότι η άσκηση ανοιγοκλείνει τους διακόπτες χιλιάδων γονιδίων. Exercise, a new study finds, changes the shape and functioning of our genes, an important stop on the way to improved health and fitness.

Πώς ακριβώς μπορεί η γυμναστική να αλλάξει το σώμα μας; Η απάντηση είναι περίπλοκη και εν πολλοίς άγνωστη, ωστόσο μια πρώτη εικόνα έρχεται από μελέτη του διάσημου Ινστιτούτου Καρολίνσκα της Σουηδίας, η οποία δείχνει ότι η αερόβια άσκηση ανοιγοκλείνει τους διακόπτες χιλιάδων γονιδίων.

Οι παράγοντες

Η μελέτη αφορά τους λεγόμενους επιγενετικούς παράγοντες, διαδικασίες που ενεργοποιούν ή απενεργοποιούν γονίδια χωρίς να επηρεάζουν την ίδια την αλληλουχία του DNA. Αυτό γίνεται κυρίως μέσω της «μεθυλίωσης», κατά την οποία ομάδες ατόμων που ονομάζονται μεθυλομάδες συνδέονται σε συγκεκριμένες θέσεις του DNA και αυξάνουν ή περιορίζουν τη λειτουργία, ή έκφραση, συγκεκριμένων γονιδίων.

Το πρόβλημα είναι ότι τα μοτίβα μεθυλίωσης του DNA επηρεάζονται από μια πληθώρα περιβαλλοντικών παραγόντων, όπως για παράδειγμα η διατροφή και η έκθεση σε ρύπους. Ως εκ τούτου, είναι δύσκολο να απομονώσει κανείς την επίδραση μεμονωμένων παραγόντων όπως η σωματική άσκηση.

Το εμπόδιο

Επί τρεις μήνες, οι εθελοντές της μελέτης ασκούνταν στο στατικό ποδήλατο κάνοντας πεντάλ μόνο με το ένα πόδι. Who’s resolving to go to the gym more in 2015? If you need some more motivation, The New York Times reports that scientists have now discovered that physical exercise is changing your body right down to the level of DNA. By having volunteers pedal a bicycle with only one leg for 3 months, researchers were able to compare the exercised leg with its lazy counterpart. They found that, in the active leg, 5000 sites along the DNA were altered by a process known as methylation that regulates when and how genes are used. NOTTINGHAM TRENT UNIVERSITY/FLICKR (CC BY-NC-ND 2.0)

Οι ερευνητές του Καρολίνσκα ξεπέρασαν το εμπόδιο με έναν ευρηματικό τρόπο: ζήτησαν από τους εθελοντές του πειράματος να γυμνάζουν μόνο το ένα πόδι, ώστε να μπορούν να το συγκρίνουν άμεσα με το αγύμναστο άκρο. Κατά κάποιο τρόπο, οι εθελοντές έγιναν η ομάδα ελέγχου του εαυτού τους, σχολιάζει η εφημερίδα New York Times,

Συνολικά 23 υγιείς άνδρες και γυναίκες υποβλήθηκαν σε ένα μπαράζ ιατρικών εξετάσεων, συμπεριλαμβανομένης μιας βιοψίας στους μυς του ποδιού. Στη συνέχεια ακολούθησαν πρόγραμμα άσκησης στο οποίο έκαναν πεντάλ στο ποδήλατο μόνο με το ένα πόδι σε μέτριο ρυθμό για 45 λεπτά, τέσσερις φορές την εβδομάδα επί τρεις μήνες. Στο τέλος του προγράμματος, οι ιατρικές εξετάσεις και οι βιοψίες επαναλήφθηκαν.

Τα μοτίβα

So for a study published this month in Epigenetics, scientists at the Karolinska Institute in Stockholm recruited 23 young and healthy men and women, brought them to the lab for a series of physical performance and medical tests, including a muscle biopsy, and then asked them to exercise half of their lower bodies for three months. Getty Images

Χρησιμοποιώντας σύγχρονες γενετικές μεθόδους, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα μυϊκά κύτταρα του γυμνασμένου ποδιού παρουσίαζαν αλλαγές των μοτίβων μεθυλίωσης σε 5.000 θέσεις του γονιδιώματος. Σε άλλες θέσεις είχαν προστεθεί μεθυλομάδες και σε άλλες είχαν αφαιρεθεί, ωστόσο οι αλλαγές ήταν εκτεταμένες και στατιστικά σημαντικές.

Επιπλέον, σημαντικές αλλαγές καταγράφηκαν στα μοτίβα έκφρασης χιλιάδων γονιδίων, πολλά από τα οποία είναι γνωστό ότι παίζουν ρόλο στο μεταβολισμό, την απόκριση στην ινσουλίνη και τη φλεγμονή των μυών. Τέτοιες αλλαγές δεν παρατηρήθηκαν στο αγύμναστο πόδι, αναφέρει η ερευνητική ομάδα στην επιθεώρηση «Epigenetics».

Το συμπέρασμα της μελέτης είναι προφανές. Όπως το θέτει η Μαλίν Λίντχολμ, πρώτη συγγραφέας της δημοσίευσης, «μέσω της άσκησης αντοχής, μια αλλαγή του τρόπου ζωής που μπορούν να υιοθετήσουν χωρίς κόστος οι περισσότεροι άνθρωποι, μπορούμε να φέρουμε αλλαγές που επηρεάζουν το πώς χρησιμοποιούμε τα γονίδιά μας και, μέσω αυτού, να αποκτήσουμε πιο υγιείς και λειτουργικούς μύες που τελικά βελτιώνουν την ποιότητα ζωής μας». Η ομάδα της Λίντχολμ σχεδιάζει τώρα περαιτέρω μελέτες για να εξακριβώσει το εάν οι αλλαγές στα μοτίβα μεθυλίωσης είναι μόνιμες, ημιμόνιμες ή παροδικές.

Μια νέα Υπερ-Γαία ανακάλυψε το Kepler. Kepler Spacecraft Finds 1st Alien Planet of New Mission

Ο νέος πλανήτης HIP 116454b έχει διπλάσια διάμετρο από τη Γη και μάζα 12 φορές μεγαλύτερη. This artist's conception portrays the first planet discovered by the Kepler spacecraft during its K2 mission. A transit of the planet was teased out of K2's noisier data using computer algorithms developed by a CfA researcher. The newfound planet, HIP 116454b, has a diameter of 20,000 miles (2½ times the size of Earth) and weighs 12 times as much as Earth. It orbits its star once every 9.1 days. Credit: David A. Aguilar (CfA)

Για να παραφράσουμε τον Μαρκ Τουέιν, οι αναφορές για το θάνατο του Kepler ήταν άκρως υπερβολικές. Παρά τη σοβαρή βλάβη που απείλησε να τερματίσει την αποστολή, το διαστημικό τηλεσκόπιο που σχεδιάστηκε για τον εντοπισμό μακρινών πλανητών ζει και βασιλεύει. Απόδειξη η ανακάλυψη ενός ακόμα εξωπλανήτη σε απόσταση 180 ετών φωτός.

Το τηλεσκόπιο

Ο κυνηγός πλανητών αναδύεται από τις στάχτες του και συνεχίζει να εξερευνά τον Γαλαξία. An artist's illustration depcits NASA's planet-hunting Kepler spacecraft working in a new mission profile called K2. Astronomers have used publicly available data to confirm K2's first exoplanet discovery, proving Kepler can still locate planets. Credit: NASA Ames/JPL-Caltech/T Pyle

«Σαν το μυθικό πουλί του Φοίνικα που αναδύθηκε από τις στάχτες του, το Kepler ξαναγεννήθηκε και συνεχίζει να προσφέρει ανακαλύψεις» καμαρώνει ο  Άντριου Βάντερμπεργκ του Κέντρου Αστροφυσικής Harvard-Smithsonian, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

Το διαστημικό τηλεσκόπιο, το οποίο εκτοξεύτηκε το 2009, είναι σχεδιασμένο να ανιχνεύει την απειροελάχιστη μείωση της φωτεινότητας ενός άστρου όταν τύχει να περάσει από μπροστά του κάποιος πλανήτης. Στα τέσσερα πρώτα χρόνια της λειτουργίας του, το Kepler μπόρεσε να εντοπίσει πάνω από 3.500 πιθανούς εξωπλανήτες.

Η αποστολή

Η αποστολή κόντεψε όμως να τερματιστεί στα μέσα του 2013, όταν το Kepler έχασε δύο από τους τέσσερις «σφόνδυλους αντίδρασης», μηχανισμούς που βοηθούν το σκάφος να διατηρεί τη θέση και τον προσανατολισμό του. Αυτό σήμαινε ότι το σκάφος δεν μπορούσε πια να κρατά σταθερό το βλέμμα του στην περιοχή του ουρανού που ήταν σχεδιασμένο να κοιτάει.

Οι μηχανικοί της NASA έδωσαν τελικά τη λύση με ένα ευφυές τρικ: διατηρούν το σκάφος σταθερό αξιοποιώντας την πίεση του ηλιακού φωτός. Όσο κι αν ακούγεται παράξενο, το φως ασκεί πίεση. Κι αυτό σημαίνει ότι το Kepler μπορεί να διατηρείται σταθερό αν κρατά τους ηλιακούς συλλέκτες του ομοιόμορφα φωτισμένους.  Στη νέα φάση της αποστολής, η οποία βαφτίστηκε K2 από το όνομα της δεύτερης ψηλότερης κορυφής των Ιμαλαΐων, το Kepler αναγκαστικά εξετάζει διαφορετική περιοχή του ουρανού.

Η νέα ανακάλυψη

An international team of astronomers using NASA’s Kepler space telescope has discovered a new exoplanet, named HIP 116454b. This artistic impression shows a super-Earth exoplanet. Image credit: ESO / M. Kornmesser / Nick Risinger, skysurvey.org.

Αυτό όμως δεν στερεί τη δυνατότητα νέων ανακαλύψεων. Η τελευταία είναι ο εξωπλανήτης HIP 116454b, o οποίος περιφέρεται γύρω από έναν πορτοκαλί νάνο σε απόσταση 180 ετών φωτός, στην κατεύθυνση του αστερισμού των Ιχθύων. Έχει διάμετρο 32.000 χιλιόμετρα, περίπου διπλάσια από της Γης, και μάζα περίπου 12 φορές μεγαλύτερη.

Αυτό σημαίνει ότι ο πλανήτης είναι μια «υπερ-Γαία», μια κατηγορία πλανητών που δεν υπάρχουν στο Ηλιακό Σύστημα. Η μέση πυκνότητά του υποδηλώνει ότι ο HIP 116454b πρέπει να αποτελείται είτε από τρία τέταρτα νερό και ένα τέταρτο βράχων, είτε να αποτελείται από αέρια όπως ο Ποσειδώνας, με πολύ παχιά ατμόσφαιρα.

Η ανακάλυψη του νέου πλανήτη επιβεβαιώθηκε με επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια, οπότε οι ερευνητές είναι σίγουροι ότι το Kepler λειτουργεί. Απώτερος στόχος της αποστολής είναι η ανακάλυψη του πρώτου πλανήτη με τα χαρακτηριστικά της Γης ο οποίος βρίσκεται στην κατάλληλη απόσταση από το μητρικό άστρο του ώστε να διαθέτει υγρό νερό.

Αν το Kepler δεν καταφέρει να βρει ένα τέτοιο σώμα, οι αστρονόμοι θα πρέπει να περιμένουν μέχρι το 2017, οπότε προγραμματίζεται να εκτοξευτεί το TESS της NASA, ένας ακόμα καλύτερος κυνηγός εξωπλανητών. Η ανακάλυψη του HIP 116454b έχει γίνει δεκτή για δημοσίευση από το The Astrophysical Journal.

Οι πιο αποτελεσματικοί τρόποι μάθησης. Better Ways to Learn

Winslow Homer, The Country School, 1871. Θα μπορούσε η ψυχολογία ν’ αλλάξει τον τρόπο που μαθαίνουμε; Could psychology change the way we learn?

Ισχύει πάντα ότι ένας καλός βαθμός πηγαίνει στον μαθητή που έχει μάθει την ύλη και ένας κακός βαθμός στον μαθητή που απλά δεν διάβασε αρκετά;

Το νέο βιβλίο του Μπενεντίκτ Κάρεϊ «How we Learn: The surprising Truth About When, Where and Why It Happens», ενός δημοσιογράφου επιστήμης από τους The New York Times, αμφισβητεί την αντίληψη ότι ένας υψηλός βαθμός στις εξετάσεις σημαίνει και πραγματική μάθηση. Υποστηρίζει ότι παρότι ένας καλός βαθμός μπορεί να επιτευχθεί βραχυπρόθεσμα, όταν διαβάζεις εντατικά για ένα διαγώνισμα, το πιθανότερο είναι ότι η περισσότερη πληροφορία θα ξεχαστεί πολύ γρήγορα. Ο Κάρεϊ ισχυρίζεται ότι οι περισσότεροι μαθητές ίσως να μη χρειάζεται να διαβάσουν περισσότερο, αλλά απλά πιο έξυπνα.

Δ. Χαρισιάδης, παιδί με αλφαβητάρι, 1951. Φωτογραφικά Αρχεία Μουσείου Μπενάκη.

Ο Κάρεϊ προσφέρει στους μαθητές, μικρούς και μεγάλους, ένα νέο πλάνο διαβάσματος βασισμένο σε δεκαετίες έρευνας πάνω στον εγκέφαλο, τη μνήμη και τη μάθηση. Ανατρέπει την αντίληψη ότι το να «πέσεις με τα μούτρα στο διάβασμα» είναι το μόνο απαραίτητο συστατικό ενός επιτυχημένου μαθητή, και αντ’ αυτού προσφέρει μία εις βάθος εξερεύνηση του εγκεφάλου, αποκαλύπτοντας ακριβώς το πώς μαθαίνουμε και πώς μπορούμε να μεγιστοποιήσουμε αυτή τη δυνατότητα.

Hard Times: schoolchildren are given a lesson in natural history, circa 1908. Photo: Alamy

«Οι περισσότεροι από εμάς διαβάζουμε και ελπίζουμε πως το κάνουμε σωστά», λέει ο Κάρεϊ. «Όμως τείνουμε να έχουμε μία στατική και στενή αντίληψη σχετικά με το πώς πραγματοποιείται η μάθηση». Για τους αρχάριους, τα μεγάλου μήκους και έντονης συγκέντρωσης διαστήματα διαβάσματος μπορεί να μοιάζουν παραγωγικά, αλλά πιθανότατα οι μαθητές ξοδεύουν την περισσότερη φαιά ουσία τους στην προσπάθεια διατήρησης της συγκέντρωσής τους για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτό δεν αφήνει αρκετή εγκεφαλική ενέργεια για μάθηση. «Είναι δύσκολο να κάτσεις σε ένα σημείο και να πιέσεις τον εαυτό σου να διαβάσει για ώρες», λέει ο Κάρεϊ. «Καταβάλλεις μεγάλη προσπάθεια μόνο και μόνο για να μείνεις εκεί, ενώ υπάρχουν άλλοι τρόποι για να κάνεις το διάβασμα πιο αποτελεσματικό, διασκεδαστικό και ενδιαφέρον».

Jan Steen, A school class with a sleeping schoolmaster, 1672.

Το πρώτο βήμα προς μία καλύτερη μάθηση είναι απλά να αλλάζεις το περιβάλλον μελέτης από καιρό σε καιρό. Αντί να κάθεσαι στο γραφείο σου ή στο τραπέζι της κουζίνας διαβάζοντας για ώρες, η εναλλαγή σκηνικού θα δημιουργήσει νέους συσχετισμούς στον εγκέφαλό σου και θα κάνει ευκολότερη τη συγκράτηση της πληροφορίας. «Ο εγκέφαλος χρειάζεται εναλλαγές», λέει ο Κάρεϊ. «Θέλει κίνηση και περιοδικά διαλείμματα».

Παιδιά που διαβάζουν σε παιδόπολη. Φωτογραφία της Β. Παπαϊωάννου. 1950. Αρχεία Φωτογραφίας του Μουσείου Μπενάκη.

Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο εγκέφαλος επεξεργάζεται, αποθηκεύει και ανασύρει πληροφορίες μπορεί επίσης να βελτιώσει τις συνήθειες μελέτης σας. Για κάποιους ανθρώπους, το εντατικό διάβασμα για ένα διαγώνισμα μπορεί να αποβεί επιτυχημένο βραχυπρόθεσμα, όταν όμως ο μαθητής συγκεντρωθεί και διαβάσει μόνο μία φορά, δεν στέλνει μήνυμα στον εγκέφαλο ότι η πληροφορία αυτή είναι σημαντική. Έτσι, παρότι το αρχικό διάβασμα των λέξεων του γαλλικού λεξιλογίου ξεκινά τη διαδικασία της μάθησης, το επόμενο επαναληπτικό διάβασμα, ύστερα από μερικές ημέρες, είναι αυτό που αναγκάζει τον εγκέφαλο να ανασύρει την πληροφορία, ουσιαστικά μαρκάροντάς την ως σημαντική και άξια ενθύμησης.

Ένας άλλος τρόπος να στείλεις μήνυμα στον εγκέφαλο ότι η πληροφορία είναι σημαντική είναι να μιλάς γι’ αυτήν. Ζήτησε από έναν νεαρό μαθητή να παίξει τον δάσκαλο βασισμένος στην πληροφορία που έχει διαβάσει. Η αυτοεξέταση και η καταγραφή της πληροφορίας σε κάρτες (flashcards) ενισχύει επίσης τη μάθηση.

Μία άλλη τεχνική για φιλόδοξους μαθητές ονομάζεται κατανεμημένο διάβασμα και σχετίζεται άμεσα με την επιστήμη του εγκεφάλου. Ο Κάρεϊ την συγκρίνει με το πότισμα του γρασιδιού. Μπορείς να ποτίσεις το γρασίδι μία φορά την εβδομάδα για 90 λεπτά ή τρεις φορές την εβδομάδα από 30 λεπτά. Η κατανομή του ποτίσματος κατά τη διάρκεια της εβδομάδας θα κρατήσει το γρασίδι πιο πράσινο για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.

Edward Lamson Henry, A Country School, 1890.

Έρευνες έχουν δείξει ότι για να μάθει και να συγκρατήσει ένας μαθητής πληροφορίες, όπως ιστορικά γεγονότα, λεξιλόγιο ή επιστημονικούς ορισμούς, είναι προτιμότερο να κάνει επανάληψη μία με δύο μέρες μετά το πρώτο διάβασμα. Μία θεωρία προτείνει ότι το μυαλό δίνει λιγότερη προσοχή κατά τη διάρκεια σύντομων μεταξύ τους επαναλήψεων. Έτσι επαναλαμβάνοντας την πληροφορία έπειτα από μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, για παράδειγμα ύστερα από μερικές ημέρες ή μία εβδομάδα, στέλνει πιο δυνατό σήμα στον εγκέφαλο ότι χρειάζεται να συγκρατήσει αυτή την πληροφορία.

H κατανεμημένη μελέτη προσθέτει επίσης συμφραζόμενα. Στο σπίτι, όταν ένας μαθητής προσπαθεί να απομνημονεύσει τους προέδρους των ΗΠΑ, ίσως ακούσει τον σκύλο να γαβγίζει ή το τηλέφωνο να χτυπά. Δύο ημέρες αργότερα, όταν μετακινήσει τον χώρο μελέτης του σε ένα καφέ ακούει τον υπάλληλο να φτιάχνει αφρόγαλα. Τώρα η λίστα των προέδρων ενσωματώνεται στη μνήμη του μαθητή κάτω από δύο πλαίσια, και αυτό ισχυροποιεί τη μνήμη.

Το 2008, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο εξέτασαν 1.300 συμμετέχοντες πάνω σε κάποια ασήμαντα γεγονότα, όπως για παράδειγμα ποιο είναι το όνομα του σκύλου ενός χαρακτήρα που εμφανίζεται στη συσκευασία γνωστών αμερικανικών σνακ. Οι συμμετέχοντες μελέτησαν την ύλη δύο φορές, σε διαφορετικά διαστήματα: κάποιοι σε απόσταση λίγων λεπτών, άλλοι μιας μέρας και άλλοι μιας εβδομάδας.

Από τα στοιχεία που συγκέντρωσαν, οι επιστήμονες προσδιόρισαν το βέλτιστο διάστημα για να μαθαίνεις μία πληροφορία. Αν το διαγώνισμά σου είναι σε μία εβδομάδα, θα πρέπει να προγραμματίσεις δύο περιόδους μελέτης, σε απόσταση τουλάχιστον ενός ή δύο ημερών. Για παράδειγμα, για ένα διαγώνισμα την Παρασκευή, διάβασε τη Δευτέρα και κάνε επανάληψη την Πέμπτη. Αν το διαγώνισμά σου είναι σε ένα μήνα, κάνε επαναλήψεις μία φορά την εβδομάδα.

Credit: Stuart Bradford

Ο ύπνος επίσης, όπως είναι γνωστό, είναι σημαντικό μέρος του καλού διαβάσματος. Το πρώτο μισό του κύκλου του ύπνου βοηθά στη συγκράτηση πληροφοριών, ενώ το δεύτερο μισό παίζει σημαντικό ρόλο στις μαθηματικές δεξιότητες. Ένας μαθητής λοιπόν που έχει διαγώνισμα σε μία ξένη γλώσσα είναι καλύτερα να κοιμηθεί νωρίς για να αφήσει τον ύπνο να τον βοηθήσει στην απομνημόνευση, και να κάνει επανάληψη το πρωί. Για κάποιον που έχει διαγώνισμα στα μαθηματικά, είναι προτιμότερο να κάνει επανάληψη πριν πάει για ύπνο και μετά να αφήσει τον εγκέφαλο να επεξεργαστεί την πληροφορία.

«O ύπνος είναι ο τελευταίος σκόρερ στη μάθηση», λέει ο Κάρεϊ. «Ο εγκέφαλος είναι έτοιμος να επεξεργαστεί, να κατηγοριοποιήσει και να παγιώσει αυτά που έχεις μελετήσει. Μόλις κουραστείς, ο εγκέφαλός σου, σου λέει ότι δεν αντέχει άλλο».

Πηγή:  THE NEW YORK TIMES