Το πείραμα LHCb ανακάλυψε δύο, ίσως και τρία νέα σωματίδια. LHCb experiment discovers two, perhaps three, new particles

It could be three for the price of one. The LHCb collaboration has found two never-before-seen particles, as well as hints of another new particle, in high-energy proton collisions at the Large Hadron Collider (LHC). Future studies of the properties of these new particles will shed light on the strong force that binds subatomic particles called quarks together. The LHCb experiment at CERN. (Image: CERN)

Το πείραμα LHCb μέσα από τις συγκρούσεις πρωτονίων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, ανακάλυψε δυο νέα σωματίδια και έδωσε επίσης ενδείξεις για τρίτο νέο σωματίδιο. Η μελλοντική διερεύνηση των ιδιοτήτων αυτών των νέων σωματιδίων θα ρίξουν φως στην ισχυρή δύναμη η οποία κρατάει τα κουάρκ δέσμια στο εσωτερικό σύνθετων σωματιδίων, όπως τα πρωτόνια και τα νετρόνια.

Τα νέα σωματίδια προβλέπονται από τη θεωρία των στοιχειωδών σωματιδίων και ανήκουν στην ίδια οικογένεια σωματιδίων με τα πρωτόνια, τα βαρυόνια, που αποτελούνται από τρία κουάρκ. Ενώ τα πρωτόνια περιέχουν δυο πάνω κουάρκ και ένα κάτω κουάρκ, τα νέα σωματίδια που ονομάζονται Σ_b(6097)⁺ και Σ_b(6097)^– αποτελούνται από ένα κουάρκ πυθμένα και δυο πάνω κουάρκ (buu) ή ένα κουάρκ πυθμένα και δυο κάτω κουάρκ (bdd), αντίστοιχα. Τέσσερα παρόμοια με αυτά σωματίδια, γνωστά ως  Σ_b⁺, Σ_b^–, Σ_b^*+ και Σ_b^*- παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά σε ένα πείραμα στο Fermilab, όμως τώρα είναι η πρώτη φορά που τα δυο μεγαλύτερα Σ_b(6097)⁺ και Σ_b(6097)^– ανιχνεύονται.

Η συνεργασία LHCb ανακάλυψε αυτά τα σωματίδια χρησιμοποιώντας την κλασική τεχνική αναζήτησης νέων σωματιδίων που ψάχνει για κάποια περίσσεια γεγονότων, μια κορυφή πάνω σε ένα ομαλό υπόβαθρο γεγονότων στα δεδομένα από τις συγκρούσεις των σωματιδίων. Έτσι βρέθηκαν δυο κορυφές που αντιστοιχούν στα σωματίδια Σ_b(6097)⁺ και Σ_b(6097)^– με την απαιτούμενη στατιστική ακρίβεια. Ο αριθμός 6097 αναφέρεται στις κατά προσέγγιση μάζες των νέων σωματιδίων σε MeV, που είναι περίπου έξι φορές μεγαλύτερη από την μάζα του πρωτονίου.

Το σωματίδιο Z_c^–(4100) (μπλε συντονισμός κάτω) συνεισφέρει στο αντίστοιχο «καρούμπαλο» των πειραματικών δεδομένων.

Στα δεδομένα της ομάδας LHCb εμφανίστηκαν ενδείξεις για ένα τρίτο σωματίδιο, το οποίο ονομάζεται Z_c^–(4100). Πρόκειται για ένα διαφορετικό είδος σωματιδίου που αποτελείται από τέσσερα κουάρκ (δυο κουρκ και δυο αντικουάρκ), δυο από το οποία είναι γοητευτικά κουάρκ. Aυτά τα εξωτικά μεσόνια ονομάζονται και «τετρακουάρκ», τα οποία όπως και τα «πεντακουάρκ» είχαν προβλεφθεί από θεωρητικά αλλά ανακαλύφθηκαν προσφάτως. Πάντως, για την επίσημη επιβεβαίωση του σωματιδίου Z_c^–(4100) χρειάζονται περισσότερα πειραματικά δεδομένα.

Τα νέα αυτά ευρήματα αποτελούν ένα ακόμα βήμα στην κατανόηση της ισχυρής πυρηνικής δύναμης, μιας από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης.

Πηγές: https://arxiv.org/abs/1809.07416 - https://home.cern/about/updates/2018/09/lhcb-experiment-discovers-two-perhaps-three-new-particles - https://physicsgg.me/2018/09/28/το-πείραμα-lhcb-ανακάλυψε-δύο-ίσως-και-τρί/

Οι Νεάντερταλ είχαν πολύ επιδέξια χέρια. Neanderthals were no brutes – research reveals they may have been precision workers

Τα «ξαδέρφια» μας είχαν πολύ επιδέξια χέρια, τα οποία θύμιζαν μάλλον ράφτη ή ζωγράφο, παρά οικοδόμο! Hand bones with the muscle attachment for both grips shown. Blue: precision, Red: Power. Credit: Copyright Katerina Harvati, University of Tübingen

Ολοένα νέα στοιχεία έρχονται να απομυθοποιήσουν την αντίληψη ότι οι Νεάντερταλ είχαν μόνο κτηνώδη μυϊκή δύναμη και τίποτε άλλο. Η τελευταία μελέτη έρχεται από Έλληνες ερευνητές της διασποράς που δημοσιεύει το Αθηναϊκό Πρακτορείο Ειδήσεων και δείχνει ότι τα «ξαδέρφια» μας είχαν πολύ επιδέξια χέρια, τα οποία θύμιζαν μάλλον ράφτη ή ζωγράφο παρά οικοδόμο!

Οι επιστήμονες, με επικεφαλής την καθηγήτρια παλαιοανθρωπολογίας Κατερίνα Χαρβάτη του γερμανικού Πανεπιστημίου του Τίμπινγκεν, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Sciences Advances», μελέτησαν τις θέσεις πρόσφυσης των μυών στα οστά (γνωστές ως ενθέσεις), από τις οποίες μπορούν να εξαχθούν βάσιμα συμπεράσματα με ποιό τρόπο κάποιος χρησιμοποιεί τους μυς των χεριών στη διάρκεια της ζωής του.

Αρχικά, οι ερευνητές βρήκαν μια υπολογιστική μέθοδο με την οποία ανέλυσαν τρισδιάστατα τα χέρια διαφόρων επαγγελματιών (χτιστών, ραφτών, υποδηματοποιών, ζωγράφων κ.α.). Βρήκαν έτσι ότι όσοι πρέπει να καταβάλουν μεγαλύτερη μυϊκή δύναμη και χρειάζονται μικρότερη επιδεξιότητα, έχουν πιο εξέχουσες ενθέσεις στον αντίχειρα και στο μικρό δάχτυλο. Ενώ όσοι είναι ανάγκη να κάνουν πιο επιδέξιες κινήσεις, τείνουν να έχουν μεγαλύτερες ενθέσεις στον αντίχειρα και στο δείκτη του κάθε χεριού τους.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές πραγματοποίησαν παρόμοια τρισδιάστατη ανάλυση στα οστά των χεριών έξι Νεάντερταλ και έξι «εμφρόνων» ανθρώπων (Homo sapiens), που ζούσαν πριν από τουλάχιστον 40.000 χρόνια. Τα απολιθώματα προέρχονταν από την Ευρώπη, τη Δυτική Ασία και τη Βόρεια Αφρική.

Analysis of Neanderthal hands revealed they used them for delicate and precise purposes, not power gripping. Credit: KARAKOSTIS, ET AL

Διαπιστώθηκε ότι όλα τα χέρια των Νεάντερταλ είχαν περισσότερο το «προφίλ» ενός επιδέξιου χεριού, το οποίο διέθετε μάλλον ακρίβεια παρά δύναμη σε αυτό που έκανε. Συγκριτικά, μόνο οι Homo sapiens που εξετάσθηκαν, είχαν ανάλογα επιδέξια χέρια, ενώ οι υπόλοιποι είχαν ανατομία που παρέπεμπε σε μεγάλη χειρωνακτική δύναμη.

Levalloisian lithic technology. Credit: Didier Descouens/wikipedia, CC BY-SA

Αυτό υποδηλώνει ότι οι Νεάντερταλ ήσαν σε θέση να κρατήσουν με τα δάχτυλά τους ένα μικρό αντικείμενο, π.χ. ένα εργαλείο, όπως κανείς θα έπιανε ένα πινέλο ζωγραφικής ή ένα στιλό. Εξηγείται έτσι πώς κατάφερναν να φτιάχνουν εργαλεία, να ζωγραφίζουν βραχογραφίες, να χαράζουν διακοσμητικά πάνω σε οστά πουλιών και να φτιάχνουν κολιέ από όστρακα τρυπώντας τα. Τίποτε από αυτά δεν θα ήταν εύκολο, αν είχαν δυνατά αλλά αδέξια χέρια.

«Η μελέτη μας συμφιλιώνει τα αρχαιολογικά με τα ανατομικά στοιχεία των απολιθωμάτων. Στο παρελθόν είχε προταθεί ότι οι Νεάντερταλ βασίζονταν στη δύναμη για τις χειρωνακτικές δραστηριότητές τους, αλλά αυτό ερχόταν σε αντίφαση με τις συσσωρευόμενες αρχαιολογικές ενδείξεις περί εξελιγμένης πολιτισμικής συμπεριφοράς των Νεάντερταλ» δήλωσε η Κ. Χαρβάτη, σύμφωνα με το «New Scientist».

Μάλιστα, όπως είπε, η νέα μελέτη δείχνει ότι ο κάθε Νεάντερταλ έκανε περίπου τις ίδιες εργασίες με τα χέρια του, αφού η ανατομία τους δεν διέφερε. Αντίθετα, στους Homo sapiens παρατηρείται ένας καταμερισμός εργασιών, αφού μερικά χέρια ήσαν ικανά για πιο δυνατό πιάσιμο και άλλα για μεγαλύτερη ακρίβεια.

Στην έρευνα συμμετείχαν από ελληνικής πλευράς, επίσης, οι Φώτης Αλέξανδρος Καρακωστής και Βαγγέλης Τουρλούκης, συνεργάτες της Κ. Χαρβάτη, καθώς επίσης ο Γκέρχαρντ Χολτς από το Πανεπιστήμιο και το Μουσείο Φυσικής Ιστορίας της Βασιλείας στην Ελβετία.

Πηγές: "Evidence for precision grasping in Neandertal daily activities," Science Advances (2018). advances.sciencemag.org/content/4/9/eaat2369 - https://www.tovima.gr/2018/09/27/science/oi-neantertal-eixan-poly-epideksia-xeria-apokalyptoun-ellines-epistimones/

Ο Β’ Παγκόσμιος Πόλεμος άφησε το αποτύπωμά του στην ιονόσφαιρα. Impact of WWII bombing raids felt at edge of space

Τα ωστικά κύματα από τις τεράστιες βόμβες που έριξαν τα βρετανικά και αμερικανικά αεροπλάνα πάνω στη ναζιστική Γερμανία, ήταν αρκετά μεγάλες για να εξασθενήσουν την ιονόσφαιρα, το ανώτερο τμήμα της ατμόσφαιρας που συνορεύει με το διάστημα. Bombing raids by Allied forces during the Second World War not only caused devastation on the ground but also sent shockwaves through Earth's atmosphere which were detected at the edge of space, according to new research. Bombing of a factory at Marienburg, Germany, on Oct. 9, 1943. Credit: US Air Force

Οι μαζικοί βομβαρδισμοί των γερμανικών πόλεων από τις συμμαχικές δυνάμεις κατά τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο δεν προκάλεσαν μόνο πολυάριθμα θύματα και τεράστιες καταστροφές στο έδαφος, αλλά άφησαν το αποτύπωμά τους στην ατμόσφαιρα της Γης, ως τα σύνορα του διαστήματος, σύμφωνα με νέα βρετανική επιστημονική μελέτη.

An Avro Lancaster heavy bomber seen from above during a Second World War bombing raid over Hamburg, Germany.

Τα ωστικά κύματα από τις τεράστιες βόμβες που έριξαν τα βρετανικά και αμερικανικά αεροπλάνα πάνω στη ναζιστική Γερμανία, ήταν αρκετά μεγάλες για να εξασθενήσουν την ιονόσφαιρα, το ανώτερο τμήμα της ατμόσφαιρας που συνορεύει με το διάστημα.

Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ρέντινγκ, με επικεφαλής τον καθηγητή διαστημικής και ατμοσφαιρικής φυσικής του Τμήματος Μετεωρολογίας Κρις Σκοτ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο επιστημονικό έντυπο Annales Geophysicae της Ευρωπαϊκής Ένωσης Γεωεπιστημών, μελέτησαν στοιχεία της περιόδου 1943-45 από το Κέντρο Ραδιο-Ερευνών της Βρετανίας.

Η ιονόσφαιρα, η οποία επηρεάζεται σημαντικά από τις μεταβολές της ηλιακής δραστηριότητας και του διαστημικού καιρού, επηρεάζει τις σύγχρονες τεχνολογίες όπως τις ραδιοεπικοινωνίες, τα συστήματα GPS, τα ραδιοτηλεσκόπια, τα ραντάρ έγκαιρης προειδοποίησης κ.α. Η νέας μελέτη εντάσσεται στο πλαίσιο μιας ευρύτερης προσπάθειας να κατανοηθεί πώς άλλες φυσικές δυνάμεις, όπως οι αστραπές, οι ηφαιστειακές εκρήξεις και οι σεισμοί, επηρεάζουν επίσης την ανώτερη γήινη ατμόσφαιρα.

Destructive: The Grand Slam bomb was the largest conventional weapon ever deployed by the British military.

Η μελέτη των ερευνητών για το πώς αντέδρασε η ιονόσφαιρα πάνω από τη Βρετανία την εποχή των μεγάλων βομβαρδισμών του 1943-45, αποκαλύπτει ότι η συγκέντρωση ηλεκτρονίων μειώθηκε σημαντικά εξαιτίας των ωστικών κυμάτων των βομβών. Αυτό θέρμαινε την ανώτερη ατμόσφαιρα, επιδεινώνοντας περαιτέρω την εξασθένηση της ιονόσφαιρας σε ύψος έως 1.000 χιλιομέτρων πάνω από το έδαφος.

The ruins of Berlin seen from above, following allied bombing raids World War Two, the collapsed suspension bridge can be seen over the Rhine, Germany, March 2nd 1945. The huge bombs dropped by Allied planes on European cities were big enough to weaken the electrified upper atmosphere – the ionosphere – above the UK, 1000km away.

«Οι εικόνες από τις γειτονιές της Ευρώπης που είχαν καταντήσει ερείπια λόγω των αεροπορικών επιδρομών, αποτελούν μια μόνιμη υπενθύμιση για την καταστροφή που μπορούν να προκαλέσουν οι ανθρωπογενείς εκρήξεις. Αλλά η επίπτωση αυτών των βομβών μέχρι την ατμόσφαιρα της Γης δεν είχε συνειδητοποιηθεί έως τώρα», δήλωσε ο Σκοτ.

New research at the University of Reading has shown the shock waves produced by bombs dropped by Allied planes on European cities were large enough to affect Earth's electrified upper atmosphere - the ionosphere - up to 300km above the UK. Professor Chris Scott (Meteorology) and Professor Patrick Major (History) explain the findings.

«Είναι εντυπωσιακό να βλέπει κανείς ότι τα κύματα των ανθρωπογενών εκρήξεων μπορούν να έχουν επιπτώσεις ως τα άκρα του διαστήματος. Κάθε επιδρομή απελευθέρωσε την ενέργεια τουλάχιστον 300 αστραπών. Η τρομερή αυτή δύναμη μας επέτρεψε να υπολογίσουμε με ποιο τρόπο τα γεγονότα στην επιφάνεια της Γης μπορούν επίσης να επηρεάσουν την ιονόσφαιρα», πρόσθεσε.

Πηγές: The ionospheric response over the UK to major bombing raids during World War II, Annales Geophysicae (2018). DOI: 10.5194/angeo-36-1243-2018  - https://www.tovima.gr/2018/09/26/science/o-v-pagkosmios-polemos-afise-to-apotypoma-tou-stin-ionosfaira/

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 

Μίλτος Σαχτούρης, «Γιατί»

Gert Wollheim, The Wounded Man, 1919

Γιατί το αίμα του χειμώνα

έβγαλε φτερά την άνοιξη

και πέταξε το καλοκαίρι;

γιατί τα λουλούδια που φύτεψα στον κήπο μου

φύτρωσαν άγρια στον καθρέφτη της κάμαρας μου;

γιατί τ’ ωραίο άσπρο σώμα που κρατούσα

μαύρισε

και μου έβαψε τα χέρια;

γιατί μετράνε τα πουλιά την άνοιξη με τα μαχαίρια;

γιατί οι αρρώστιες του καλοκαιριού

φάνηκαν στο φεγγάρι του χειμώνα;

γιατί τα μαύρα μαλλιά που τύλιγα τα χέρια μου

γίναν αράχνες και δέρματα σκονισμένα;

γιατί το φλιτζάνι που έπινα καφέ

γέμισε ένα πράσινο σκοτεινό μαρτύριο;

Δεν έχει κόκκινη απάντηση

το γιατί είναι μια μεγάλη έλλειψη

κάτι σαν τάφος

Εικ. Ο Ζακ Κωστόπουλος. Φωτογραφία του Κώστα Παπαντωνίου από το 3point magazine (που είχε δημοσιεύσει συνέντευξη, στις 3.2.2017 του Ζ. Κωστόπουλου στη Μαρία Καμάνη, με τίτλο “Αρνούμαι να προσέξω”: https://bit.ly/2xt32o0).

Άρχισε η εξερεύνηση του αστεροειδούς Ryugu. Japan's space rovers send pictures back after first ever successful landing on asteroid

Η φωτογραφία λήφθηκε από το Rover-1B στις 21 Σεπτεμβρίου, περίπου στις 13:07 JST, αμέσως μετά την απελευθέρωσή του από το διαστημικό σκάφος Hayabusa2. Η επιφάνεια του Ryugu φαίνεται κάτω δεξιά. Image captured by Rover-1B on September 21 at around 13:07 JST. This color image was taken immediately after separation from the spacecraft. The surface of Ryugu is in the lower right. The coloured blur in the top left is due to the reflection of sunlight when the image was taken. (Image credit: JAXA)

Έλαβε τέλος το «σασπένς» για την τύχη των δύο μικροσκοπικών ρομποτικών ρόβερ που έστειλε την Παρασκευή το ιαπωνικό σκάφος Hayabusa2 στον αστεροειδή Ριούγκου, καθώς η Ιαπωνική Διαστημική Υπηρεσία (JAXA) διαβεβαίωσε ότι προσεδαφίσθηκαν με επιτυχία και μάλιστα έστειλαν τις πρώτες εικόνες στη Γη.

Φωτογραφία που λήφθηκε από το Rover-1A στις 21 Σεπτεμβρίου, περίπου στις 13:08 JST, αμέσως μετά την απελευθέρωση του ρόβερ από το διαστημικό σκάφος. Πάνω φαίνεται το Hayabusa2 και κάτω η η επιφάνεια του Ryugu. Η φωτογραφία βγήκε θολή εξαιτίας της κίνησης του ρόβερ. Image captured by Rover-1A on September 21 at around 13:08 JST. This is a color image taken immediately after separation from the spacecraft. Hayabusa2 is at the top and the surface of Ryugu is bottom. The image is blurred because the shot was taken while the rover was rotating. (Image credit: JAXA)

«Και τα δύο ρόβερ βρίσκονται σε καλή κατάσταση», ανέφερε η JAXA. Πρόκειται για μια ιστορική επιτυχία, καθώς μετά την προσεδάφιση μιας διαστημοσυσκευής από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος σε έναν κομήτη (η αποστολή «Ροζέτα»), τώρα για πρώτη φορά γίνεται κάτι ανάλογο με ένα ρομποτικό ρόβερ σε έναν αστεροειδή.

Image captured by Rover-1A on September 22 at around 11:44 JST. Color image captured while moving (during a hop) on the surface of Ryugu. The left-half of the image is the asteroid surface. The bright white region is due to sunlight. (Image credit: JAXA)

Το Hayabusa, αφού πλησίασε την Παρασκευή σε απόσταση μόνο 55 μέτρων για να απελευθερώσει τα ρόβερ στην επιφάνειά του αστεροειδούς, τώρα έχει απομακρυνθεί σε απόσταση περίπου 20 χιλιομέτρων από αυτόν, περιμένοντας για τα επόμενα βήματα της αποστολής.

Στόχος της αποστολής είναι να συλλέξει δείγματα από τον αστεροειδή Ριούγκου διαμέτρου 900 μέτρων και να το φέρει πίσω στη Γη για μελέτη. Κάθε ρόβερ Minerva ΙΙ έχει διαστάσεις μόνο 18 επί επτά εκατοστά και βάρος 1,1 κιλό.

Artists impression of the Minerva-II-1 rovers landing on the surface of the Ryugu asteroid. (Image credit: JAXA)

Αν και η JAXA το αποκαλεί ρόβερ, στην πραγματικότητα δεν έχει ρόδες ή ερπύστριες, αλλά κινείται πάνω στον Ριούγκου χοροπηδώντας από το ένα σημείο στο άλλο. Ο μηχανισμός αυτός του επιτρέπει να μένει στο κενό έως 15 λεπτά μετά από ένα άλμα και μετά, όταν πέφτει στο έδαφος, να κινείται οριζόντια σε απόσταση έως 15 μέτρων, προτού κάνει το επόμενο άλμα.

Αν όλα πάνε καλά, τα δύο μίνι ρόβερ θα κινηθούν αυτόνομα σε διάφορες περιοχές του Ριούγκου. Καθ’ οδόν και χάρη στα πολλά όργανά τους (αισθητήρες θερμοκρασίας, οπτικοί, γυροσκόπια, επιταχυνσιόμετρα, επτά κάμερες κ.α.), κάθε Minerva II θα συλλέξει μια σειρά από δεδομένα και εικόνες.

Στην επόμενη φάση της κόστους 150 εκατ. δολαρίων αποστολής, που είχε εκτοξευθεί το Δεκέμβριο του 2014, το μητρικό σκάφος Hayabusa 2, το οποίο είχε τεθεί σε τροχιά γύρω από τον Ριούγκου φέτος στις 27 Ιουνίου, θα ρίξει τον Οκτώβριο στον αστεροειδή μια μεγαλύτερη στατική διαστημοσυσκευή (MASCOT), καθώς και ένα ακόμη Minerva το 2019.

Τελικά το Hayabusa2 προγραμματίζεται να αναχωρήσει για τη Γη το Δεκέμβριο του 2019, επιστρέφοντας τα δείγματα του αστεροειδούς με μια ειδική κάψουλα μετά από ένα έτος.

Πηγές: http://www.hayabusa2.jaxa.jp/en/topics/20180922e/ - http://www.amna.gr/home/article/294730/Ta-rompotika-rober-tou-iaponikou-Hayabusa2-ston-asteroeidi-Riougkou