Το όραμα διεπαφής ανθρώπινου εγκεφάλου – υπολογιστικού νέφους. Heads in the cloud: Scientists predict internet of thoughts 'within decades'

Αρχίζει να ανατέλλει η εποχή του Διαδικτύου των Πραγμάτων, όταν όλες οι μηχανές και τα αντικείμενα, τόσο τα σταθερά όσο και τα κινούμενα, θα είναι «έξυπνα» και θα επικοινωνούν μεταξύ τους πίσω από την πλάτη των ανθρώπων. Researchers predict that exponential progress in nanotechnology, nanomedicine, artificial intelligence, and computation will lead this century to the development of a 'human brain/cloud interface' (B/CI), that connects neurons and synapses in the brain to vast cloud-computing networks in real time. Image via Pixabay

Αρχίζει να ανατέλλει η εποχή του Διαδικτύου των Πραγμάτων, όταν όλες οι μηχανές και τα αντικείμενα, τόσο τα σταθερά όσο και τα κινούμενα, θα είναι «έξυπνα» και θα επικοινωνούν μεταξύ τους πίσω από την πλάτη των ανθρώπων.

Η τεχνητή νοημοσύνη και η ανάπτυξη των δικτύων πέμπτης γενιάς (5G) είναι οι δύο βασικές τεχνολογίες που ωθούν τις εξελίξεις προς αυτήν την κατεύθυνση.

Όμως, μερικοί επιστήμονες έχουν ήδη αρχίσει να οραματίζονται και να εργάζονται για να υλοποιήσουν κάτι ακόμη πιο τολμηρό, το Διαδίκτυο των Σκέψεων, μια εποχή όπου θα υπάρχουν διεπαφές ανθρωπίνου εγκεφάλου – υπολογιστικού νέφους (human brain/cloud interfaces). Αυτό θα δώσει στους ανθρώπους -μέσω της σκέψης και μόνον- άμεση πρόσβαση τόσο στις σκέψεις των άλλων όσο και στον τεράστιο όγκο δεδομένων των μηχανών.

Artistic representation of neurons (with blue processes) and glial (white) cells. Image credit: Yuriy Svidinenko, Nanobotmodels Company

Φανταστείτε ένα μέλλον όπου ο καθένας θα μπορεί με το μυαλό του να έρχεται σε προσωπική επαφή με όλη τη γνώση του κόσμου – τουλάχιστον όση θα βρίσκεται αποθηκευμένη σε ψηφιακή μορφή.

Θα αρκεί να σκέπτεται κάτι ή να θέτει ένα ερώτημα με τη σκέψη του και η απάντηση θα έρχεται αμέσως μέσα στο μυαλό του και όχι σε κάποια οθόνη, όπως σήμερα, όπου πρέπει μέσω κάποιας ηλεκτρονικής συσκευής να θέτει το ερώτημα στη μηχανή αναζήτησης της Google.

Οι τηλεπικοινωνίες, η εκπαίδευση, η εργασία, ο ίδιος ο κόσμος όπως τον ξέρουμε σήμερα θα μεταμορφωθεί ριζικά με μια τέτοια τεχνολογία.

Μια διεθνής ομάδα ερευνητών (από ΗΠΑ, Καναδά, Ρωσία και Αυστραλία), με επικεφαλής επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας – Μπέρκλεϊ, παρουσίασε το όραμά της στο περιοδικό Frontiers in Neuroscience (Σύνορα στη Νευροεπιστήμη), προβλέποντας ότι είναι εφικτό να γίνει πραγματικότητα μέσα στον 21ο αιώνα, χάρη στην εκθετική πρόοδο σε πολλά πεδία, όπως η νανοτεχνολογία, η νανοϊατρική, η τεχνητή νοημοσύνη και η επιστήμη των υπολογιστών.

Είναι θέμα χρόνου, όπως λένε, να συνδεθούν σε πραγματικό χρόνο τα ανθρώπινα εγκεφαλικά κύτταρα με τα τεράστια δίκτυα του υπολογιστικού νέφους.

Artistic representations of synaptobot (left) with diamondoid depiction (right) and calibrating at an axon (below). Oscillating piezo “fins” in conjunction with a central ovoid orifice might enable flow-through propulsion. In one configuration, ultrasensitive extendible/retractable “cuff” nanosensors might externally encircle synaptic gaps to monitor neurotransmitter traffic. [Image credits: (left) Frank Boehm, Nanoapps Medical, Inc. and (right and below) Yuriy Svidinenko, Nanobotmodels Company. (These conceptual illustrations do not represent the actual neuralnanorobot design of the synaptobots)]

Το όραμα μιας τέτοιας διεπαφής εγκεφάλου – νέφους είχε αρχικά ο φουτουριστής μηχανικός και συγγραφέας Ρέι Κουρτσγουέιλ, ο οποίος υποστήριξε ότι νευρωνικά νανορομπότ θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να συνδέσουν το βιολογικό νεοφλοιό του ανθρωπίνου εγκεφάλου με το συνθετικό «νεοφλοιό» του υπολογιστικού νέφους. Με τον τρόπο αυτόν, υποστήριξε, θα είναι δυνατός ο άμεσος έλεγχος των σημάτων από και προς τα εγκεφαλικά κύτταρα.

Artistic representations of wireless nanoscale transmitter (left), and in its diamondoid form (right), which might interconnect to form an evenly distributed mesh network, subsequent to self-embedding at the periphery of the brain, on or within the skull. [Image credits: (left) Frank Boehm – Nanoapps Medical, Inc.; (right) Yuriy Svidinenko – Nanobotmodels Company. (These conceptual illustrations do not represent the actual neuralnanorobot design of the wireless nanoscale transmitter)].

Ο ερευνητής δρ Ρόμπερτ Φρέιτας του Ινστιτούτου Μοριακής Παραγωγής στην Καλιφόρνια πιστεύει ότι «τέτοιες συσκευές νανορομπότ θα κυκλοφορούν μέσα στα ανθρώπινα αιμοφόρα αγγεία, θα διασχίζουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό και θα αυτοεγκαθίστανται ανάμεσα ή μέσα στα εγκεφαλικά κύτταρα. Στη συνέχεια θα μεταδίδουν ασύρματα κωδικοποιημένες πληροφορίες προς και από ένα δίκτυο υπερυπολογιστών συνδεδεμένων στο νέφος, επιτυγχάνοντας έτσι σε πραγματικό χρόνο την παρακολούθηση του εγκεφάλου και την άντληση δεδομένων».

Αν ακούγεται σαν επιστημονική φαντασία τύπου «Μάτριξ», είναι γιατί όντως θυμίζει κάτι τέτοιο. Οι άνθρωποι θα μπορούν να «ανεβάζουν» πληροφορίες στο Δίκτυο και να «κατεβάζουν» ό,τι θέλουν από αυτό – και όλα αυτά μέσα σε κλάσματα του δευτερολέπτου.

«Ένα ανθρώπινο σύστημα διεπαφής εγκεφάλου – νέφους μέσω νευρωνανορομποτικής θα επιτρέψει στους ανθρώπους να έχουν άμεση πρόσβαση σε όλη τη συσσωρευμένη ανθρώπινη γνώση που βρίσκεται στο νέφος, πράγμα που θα αναβαθμίσει σημαντικά τις ανθρώπινες ικανότητες μάθησης και νοημοσύνης» σύμφωνα με τον ερευνητή δρα Νούνο Μάρτινς του Εθνικού Εργαστηρίου Λόρενς Μπέρκλεϊ των ΗΠΑ.

Παγκόσμιος υπερ-εγκέφαλος και συλλογική σκέψη

Brain-to-brain interface (BTBI) for information transfer between human subjects. The emitter subject is shown on the left, where sensorimotor cortex activity was recorded using EEG electrodes. The emitter performed an imagery based binary motor task: imagery of the feet (bit value 0) versus imagery of the hands (bit value 1). The receiver subject is shown on the right. The TMS coil was positioned differently over the visual cortex for 1 and 0 bit values, and evoked or did not evoke phosphenes (flashes of light), respectively. An Internet link was used for this brain-to-brain communication. Image reproduced from Grau et al. (2014).

Το επόμενο λογικό βήμα θα είναι η δημιουργία ενός ενιαίου παγκόσμιου υπερ-εγκεφάλου, που θα διασυνδέει τα επιμέρους δίκτυα των εγκεφάλων και των «έξυπνων» μηχανών.

Όταν αυτό γίνει, τότε η ατομική ανθρώπινη σκέψη θα έχει μετατραπεί σε συλλογική. Το ανθρώπινο μυαλό δε θα είναι πια μια ατομική φυλακή ή ένα ατομικό καταφύγιο, με ό,τι καλό ή κακό μπορεί να σημαίνει κάτι τέτοιο.

Αν και δεν είναι ιδιαίτερα εξελιγμένο προς το παρόν, ένα πειραματικό σύστημα ανθρώπινου εγκεφαλικού δικτύου (BrainNet) έχει ήδη δοκιμαστεί, επιτρέποντας την ανταλλαγή πληροφοριών μέσω της σκέψης και του νέφους ανάμεσα σε ατομικούς εγκεφάλους.

«Με την ανάπτυξη της νευρωνανορομποτικής τεχνολογίας, οραματιζόμαστε τη μελλοντική δημιουργία υπερ-εγκεφάλων, που θα μπορούν να αξιοποιήσουν σε πραγματικό χρόνο τις σκέψεις και τη νοητική δύναμη του οποιουδήποτε αριθμού ανθρώπων και μηχανών. Αυτή η διαμοιρασμένη γνωστική λειτουργία θα φέρει επανάσταση στη δημοκρατία, θα βελτιώσει την ενσυναίσθηση και τελικά θα ενοποιήσει πολιτισμικά τις διαφορετικές ανθρώπινες ομάδες σε μια αληθινά παγκόσμια κοινωνία» ανέφερε ο Μάρτινς.

Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις της διεθνούς επιστημονικής ομάδας, ήδη οι σημερινοί υπερυπολογιστές διαθέτουν ταχύτητες επεξεργασίας ικανές να διαχειριστούν τους αναγκαίους τεράστιους όγκους νευρωνικών και ψηφιακών δεδομένων, πολύ περισσότερο που κάθε χρόνο κάνουν την εμφάνισή τους ολοένα ισχυρότεροι υπερυπολογιστές.

Η μεταφορά νευρωνικών (εγκεφαλικών) δεδομένων από και προς τους υπερυπολογιστές στο νέφος πιθανότατα θα αποτελέσει μεγαλύτερη δυσκολία, με αυξημένο κίνδυνο για «μποτιλιάρισμα».

«Η πρόκληση αφορά όχι μόνο το να βρεθεί το εύρος ζώνης για μια τέτοια παγκόσμια μεταφορά δεδομένων, αλλά επίσης το να καταστεί εφικτή η ανταλλαγή δεδομένων με τους νευρώνες μέσω μικροσκοπικών συσκευών ενσωματωμένων βαθιά μέσα στον εγκέφαλο» δήλωσε ο Μάρτινς.

Μια λύση που προτείνουν οι ερευνητές είναι η χρήση μαγνητοηλεκτρικών σωματιδίων που θα ενισχύουν αποτελεσματικά την επικοινωνία ανάμεσα στα εγκεφαλικά κύτταρα (τους νευρώνες) και το υπολογιστικό νέφος.

Αυτά τα νανοσωματίδια έχουν ήδη χρησιμοποιηθεί σε ζωντανά ποντίκια για να «ζευγαρωθούν» εξωτερικά μαγνητικά πεδία με νευρωνικά ηλεκτρικά πεδία, ώστε η ενίσχυση των μαγνητικών σημάτων να οδηγεί σε τροποποίηση της ηλεκτρικής δραστηριότητας των νευρώνων.

Ο Μάρτινς πιστεύει ότι «αυτό μπορεί να δουλέψει και αντίστροφα: τα ηλεκτρικά σήματα που παράγονται από τους νευρώνες και τα νανορομπότ θα μπορούν να ενισχυθούν μέσω των μαγνητοηλεκτρικών σωματιδίων, πράγμα που θα επιτρέψει την ανίχνευση των σημάτων έξω από το κρανίο».

Μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις για τη δημιουργία διεπαφών ανθρωπίνου εγκεφάλου – υπολογιστικού νέφους θα είναι με ποιον τρόπο αυτά τα νανοσωματίδια και τα νανορομπότ θα εισαχθούν με ασφάλεια στον εγκέφαλο μέσω της κυκλοφορίας του αίματος.

Οι ερευνητές δήλωσαν πάντως αισιόδοξοι ότι, παρά τις τεχνικές δυσκολίες, «ένα Διαδίκτυο των Σκέψεων θα έχει γίνει πραγματικότητα έως το τέλος του αιώνα μας».

Φυσικά, δε χρειάζεται να έχει διαβάσει κανείς δυστοπική επιστημονική φαντασία για να αντιληφθεί ότι η εξέλιξη αυτή μπορεί κάλλιστα να έχει και σκοτεινές πλευρές για την ανθρωπότητα.

Πηγές: Human Brain/Cloud Interface. Frontiers in Neuroscience, 2019; 13 DOI: 10.3389/fnins.2019.00112 - https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190412094736.htm - https://www.in.gr/2019/08/04/tech/metavainontas-apo-diadiktyo-ton-pragmaton-sto-diadiktyo-ton-skepseon/ 

Ο Γαλαξίας μας μοιάζει με καμπυλωμένο πατατάκι. The Milky Way is warped around the edges, new star map confirms

Ένας νέος τρισδιάστατος χάρτης του Γαλαξία μας. If we could see it from outside, our home galaxy would not be a flat disk, but would look more like a poached egg sliding off a slotted spoon. This artist's illustrations shows our galaxy's warped disk, traced out by young variable stars called Cepheids (green points). Image credit: J. Skowron / OGLE / Astronomical Observatory, University of Warsaw

Αστρονόμοι χρησιμoποιώντας τους μεταβλητούς αστέρες Κηφείδες σχεδίασαν μια ακριβέστερη τρισδιάστατη απεικόνιση του Γαλαξία μας.

Over the course of days or even months, Cepheid stars grow brighter and dimmer in regular cycles. The longer the cycle, the more light the star is actually producing, so by measuring the tempo of a Cepheid variable star, astronomers can understand how far away that star is. Image by Przemek Mróz / OGLE

Η λαμπρότητα των Κηφείδων μεταβάλλεται περιοδικά και οι αστρονόμοι τους χρησιμοποιούν για να υπολογίσουν αποστάσεις στο Σύμπαν και στον Γαλαξία μας.

Distribution of Galactic classical Cepheids. Top: on-sky view of the Milky Way in galactic coordinates, with the team’s sample of classical Cepheids in the Milky Way and in the Magellanic Clouds. Cepheids from the OGLE project are shown with yellow dots, other sources with cyan dots. Bottom: face-on view of our Galaxy with all 2,431 Cepheids in the sample marked with green dots. The background image represents a four-arm spiral galaxy model consistent with neutral hydrogen measurements in our Galaxy. The Sun is marked with a yellow dot. Image credit: Serge Brunier / ESO / Skowron et al, doi: 10.1126/science.aau3181.

Ο νέος τρισδιάστατος χάρτης του Γαλαξία που κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας πάνω από 2.400 Κηφείδες, δείχνει ότι ο δίσκος του Γαλαξία δεν είναι επίπεδος, αλλά στρεβλώνεται σε αποστάσεις μεγαλύτερες από 25.000 έτη φωτός από το κέντρο του Γαλαξιακού κέντρου.

The Milky Way’s Cepheid stars are plotted in three dimensions, revealing the galaxy’s warped shape. Unlike other stars, Cepheids vary in brightness in a particular way that helps scientists make more precise estimates of their distances from Earth. Brighter colors represent Cepheids closer to the warped plane of the galaxy, indicated by the grid. The star icon indicates the sun. Video: J. Skowron/OGLE/Astronomical Observatory/Univ. of Warsaw

Υπενθυμίζεται ότι η διάμετρος του Γαλαξία μας είναι 120.000 έτη φωτός και ότι το ηλιακό μας σύστημα βρίσκεται σε απόσταση 27.000 έτη φωτός από το κέντρο του.

Colored dots represent older (red) and younger (blue) stars in the Milky Way belonging to three stellar groups that seem to have formed in relatively recent bursts. © Image by J. Skowron/OGLE/Astronomical Observatory, University of Warsaw

Παρότι ο δίσκος του Γαλαξία μας συνήθως απεικονίζεται επίπεδος, παλαιότερες έρευνες έδειξαν ότι καμπυλώνεται στα άκρα του. Η νέα μελέτη από αστρονόμους του Πανεπιστημίου της Βαρσοβίας δείχνει πως η καμπύλωση είναι ακόμη μεγαλύτερη.

Πηγές: https://science.sciencemag.org/content/365/6452/478 - http://en.uw.edu.pl/the-milky-way-in-three-dimensions/ - https://www.nationalgeographic.com/science/2019/08/milky-way-galaxy-has-warped-disk-star-map-confirms/ - physicsgg

Απήδημα Μάνης: Κρανίο 210.000 ετών αποτελεί το αρχαιότερο δείγμα σύγχρονου ανθρώπου στην Ευρασία. 210,000-year-old skull in Greece is earliest sign of modern humans in Europe or Asia

Ένα κρανίο που βρέθηκε στην Ελλάδα και χρονολογείται πριν από τουλάχιστον 210.000 έτη αντιπροσωπεύει το αρχαιότερο δείγμα από ανατομικής απόψεως σύγχρονου ανθρώπου στην Ευρασία, δηλαδή εκτός Αφρικής, όπως ανακοίνωσε μια ομάδα ελλήνων και ξένων επιστημόνων. This is the oldest known modern human skull in Eurasia, dating to about 210,000 years ago. The Apidima 1 partial cranium (right) and its reconstruction. The rounded shape of the skull is a unique feature of modern humans and contrasts with Neanderthals and their ancestors. Photograph: Katerina Harvati, Eberhard Karls/University of Tübingen

Ένα κρανίο που βρέθηκε στην Ελλάδα και χρονολογείται πριν από τουλάχιστον 210.000 έτη αντιπροσωπεύει το αρχαιότερο δείγμα από ανατομικής απόψεως σύγχρονου ανθρώπου στην Ευρασία, δηλαδή εκτός Αφρικής, όπως ανακοίνωσε μια ομάδα ελλήνων και ξένων επιστημόνων.

Αυτό σημαίνει ότι, εάν οι επιστήμονες έχουν δίκιο, το κρανίο είναι κατά τουλάχιστον 150.000 χρόνια παλαιότερο από το αρχαιότερο απολίθωμα «έμφρονος ανθρώπου» (Homo sapiens) που είχε βρεθεί έως τώρα στην Ευρώπη.

The Apidima 2 cranium, right, and its reconstruction, left. Apidima 2 shows a collection of features characteristic of Neanderthals, indicating that it belongs to the Neanderthal lineage. (Katerina Harvati / Eberhard Karls University of Tübingen)

Ένα δεύτερο κρανίο που βρέθηκε στην ίδια τοποθεσία της Πελοποννήσου και εκτιμάται ότι είναι τουλάχιστον 170.000 ετών διαθέτει χαρακτηριστικά Νεάντερταλ.

Remains discovered on Mani peninsula could rewrite history of Homo sapiens in Eurasia. The Apidima Cave site in Greece, where the fossils were found. (Katerina Harvati / Eberhard Karls University of Tübingen)

Τα δύο απολιθωμένα κρανία είχαν ανακαλυφθεί στο σπήλαιο Απήδημα, δυτικά της Αερόπολης, στη Μάνη, στα τέλη της δεκαετίας του 1970, κατά τη διάρκεια ερευνών του Ανθρωπολογικού Μουσείου της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Αθηνών.

Όμως, έως τώρα δεν είχαν μελετηθεί σε βάθος και είχαν παραμείνει σχετικά άγνωστα, παρά τη μεγάλη σπουδαιότητά τους, όπως τώρα γίνεται αντιληπτό με μεγάλη καθυστέρηση.

These fragmented fossils, which were found mere inches apart, could be the skulls from two hominin species separated by tens of thousands of years—a 170,000-year-old Neanderthal (left) and a 210,000-year-old early modern human. COMPOSITE IMAGE COURTESY OF KATERINA HARVATI, EBERHARD KARLS UNIVERSITY OF TÜBINGEN

Όπως δήλωσε η κ. Χαρβάτη, «τα αποτελέσματα της έρευνάς μας δείχνουν τη σημαντικότητα του ελλαδικού χώρου για την ανθρώπινη εξέλιξη. Έχουμε τον αρχαιότερο σύγχρονο άνθρωπο εκτός Αφρικής, που μεταφέρει την άφιξη του Homo sapiens στην Ευρώπη περισσότερο από 150 χιλιάδες χρόνια νωρίτερα απ’ ό,τι νομίζαμε μέχρι τώρα. Η δουλειά αυτή είναι αποτέλεσμα 25 χρόνων έρευνάς μου στην Αφρική, στην Ευρώπη και ιδιαίτερα στην Ελλάδα. Ως Ελληνίδα, εύχομαι η έρευνα στην Ελλάδα να συνεχιστεί, καθώς πιστεύω ότι η χώρα μας έχει ακόμα πολλά να δώσει στο χώρο της παλαιοανθρωπολογίας».

Η ερευνητική ομάδα, η οποία έκανε, μεταξύ άλλων, εικονική ανακατασκευή των κατεστραμμένων τμημάτων των κρανίων, διεξήγαγε συγκρίσεις με άλλα ανθρώπινα απολιθώματα και χρησιμοποίησε μια υψηλής ακριβείας ραδιομετρική μέθοδο χρονολόγησης, προκειμένου να καθορίσει την ηλικία των δύο κρανίων.

The skull fragment scientists say belonged to an early human, found in a cave in southern Greece. Photograph: Katerina Harvati, Eberhard Karls/University of Tübingen

Το «Απήδημα 2», που βρίσκεται σε καλύτερη κατάσταση, εμφανίζει τα χαρακτηριστικά Νεάντερταλ, ενώ το «Απήδημα 1» δεν έχει καθόλου νεαντερτάλια γνωρίσματα, αλλά συνδυάζει σύγχρονα και πρωτόγονα χαρακτηριστικά, τα οποία -κατά τους επιστήμονες- το κατατάσσουν στην οικογένεια του Homo sapiens.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι στο σπήλαιο Απήδημα έζησαν δύο ομάδες: ένας πρώιμος πληθυσμός Homo sapiens, που στη συνέχεια αντικαταστάθηκε από έναν πληθυσμό Νεάντερταλ, οι οποίοι προϋπήρχαν στην ευρύτερη περιοχή της νότιας Ελλάδας.

Με τη σειρά τους, οι Νεάντερταλ αντικαταστάθηκαν από προγόνους του σύγχρονου ανθρώπου της Ανώτερης Παλαιολιθικής Περιόδου, η πιο πρώιμη παρουσία των οποίων στην περιοχή χρονολογείται πριν από περίπου 40.000 χρόνια.

Πολλές «έξοδοι» και η σημασία της Ελλάδας

Some key early fossils of Homo sapiens and related species in Africa and Eurasia. Harvati et al. present their analyses of two fossil skulls from Apidima Cave in Greece. They report that the fossil Apidima 1 is an H. sapiens specimen that is at least 210,000 years old, from a time when Neanderthals occupied many European sites. It is the earliest known example of H. sapiens in Europe, and is at least 160,000 years older than the next oldest H. sapiens fossils found in Europe (not shown). Harvati and colleagues confirm that, as previously reported, Apidima 2 is a Neanderthal specimen, and they estimate that it is at least 170,000 years old. The authors’ findings, along with other discoveries of which a selection is shown here, shed light on the timing and locations of early successful and failed dispersals out of Africa of hominins (modern humans and other human relatives, such as Neanderthals and Denisovans). kyr, thousand years old.

Η ανακάλυψη για την παλαιότητα του κρανίου «Απήδημα 1» και η εκτίμηση ότι ανήκει στον Homo sapiens ενισχύει την άποψη ότι οι πρόγονοι των σημερινών ανθρώπων εξαπλώθηκαν από την Αφρική προς την Ευρώπη και την Ασία νωρίτερα απ’ ό,τι συνήθως πιστεύεται.

Η Νοτιοανατολική Ευρώπη γενικότερα και ειδικότερα η περιοχή της σημερινής Ελλάδας αποτέλεσε σημαντικό διάδρομο για την εξάπλωση των πρώτων αυτών «μεταναστών» από την Αφρική. Η νέα μελέτη, σύμφωνα με τους ερευνητές, ενισχύει επίσης τη θεωρία ότι δεν υπήρξε μόνο μία «έξοδος» από τη μαύρη ήπειρο, αλλά πολλές.

Four manual reconstructions of Apidima 2. Top row, reconstruction 1 (made by C.R., mirroring criterion). Second row, reconstruction (made by C.R., smoothness criterion). Third row, reconstruction 3 (made by A.B., mirroring criterion). Bottom row, reconstruction 4 (made by A.B., smoothness criterion). Scale bar, 3 cm. From: Apidima Cave fossils provide earliest evidence of Homo sapiens in Eurasia

«Το Απήδημα 2 είναι περίπου 170.000 ετών. Θα λέγαμε ότι ήταν ένας Νεάντερταλ» σύμφωνα με την Κατερίνα Χαρβάτη. «Προς μεγάλη μας έκπληξη, το Απήδημα 1 είναι ακόμα παλαιότερο, ηλικίας περίπου 210.000 ετών, αλλά δεν έχει κανένα χαρακτηριστικό Νεάντερταλ».

Αντιθέτως, η μελέτη ανέδειξε μια μίξη σύγχρονων ανθρώπινων και αρχαϊκών χαρακτηριστικών, παραπέμποντας σε έναν πρώιμο Homo sapiens.

«Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι τουλάχιστον δύο ομάδες ανθρώπων ζούσαν στην περιοχή της Νοτίου Ελλάδας κατά τη Μέση Πλειστόκαινο Εποχή: ένας πρώιμος πληθυσμός Homo sapiens και, αργότερα, μία ομάδα Νεάντερταλ» εξήγησε η κυρία Χαρβάτη. Αυτό στηρίζει την υπόθεση ότι οι πρώιμοι σύγχρονοι άνθρωποι πραγματοποίησαν πολλές φορές εξορμήσεις πέραν της Αφρικής, στην οποία και πρωτοεμφανίστηκαν.

«Το κρανίο Απήδημα 1», όπως ανέφερε, «δείχνει ότι μια πρώτη διασπορά συνέβη νωρίτερα απ’ ό,τι πιστεύαμε, καθώς και ότι εξαπλώθηκε πολύ περισσότερο γεωγραφικά, έως και στο εσωτερικό της Ευρώπης. Εικάζουμε ότι, όπως και στην Εγγύς Ανατολή, ο πρώιμος σύγχρονος ανθρώπινος πληθυσμός, που αντιπροσωπεύεται από το Απήδημα 1, πιθανώς αντικαταστάθηκε από τους Νεάντερταλ, η παρουσία των οποίων στη Νότια Ελλάδα είναι σαφώς τεκμηριωμένη, λαμβάνοντας υπόψιν και το κρανίο Απήδημα 2 από την ίδια τοποθεσία» πρόσθεσε.

Ωστόσο, και οι Νεάντερταλ με τη σειρά τους αντικαταστάθηκαν από τους σύγχρονους ανθρώπους. Κατά την Ανώτερη Παλαιολιθική Περίοδο, περίπου 40.000 χρόνια πριν, οι νεοαφιχθέντες σύγχρονοι άνθρωποι εγκαταστάθηκαν στην περιοχή, όπως και στην υπόλοιπη Ευρώπη. Η παρουσία τους επιβεβαιώνεται από την ανασκαφή λεπτοδουλεμένων λίθινων εργαλείων και άλλων ευρημάτων. Από την άλλη, οι Νεάντερταλ εξαφανίστηκαν περίπου την ίδια περίοδο. «Αυτή η ανακάλυψη υπογραμμίζει τη σημασία της Νοτιοανατολικής Ευρώπης στην εξέλιξη του ανθρώπου» τόνισε η κ. Χαρβάτη.

Από ελληνικής πλευράς στη μελέτη συμμετείχαν επίσης ο καθηγητής Βασίλης Γοργούλης (διευθυντής του Τμήματος Ιστολογίας – Εμβρυολογίας της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Αθηνών), η καθηγήτρια Μυρσίνη Κουλούκουσα (διευθύντρια του Ανθρωπολογικού Μουσείου της Ιατρικής Σχολής του ΕΚΠΑ), ο Φώτης Καρακωστής (Πανεπιστήμιο Τίμπινγκεν), ο Παναγιώτης Καρκάνας (Αμερικανική Σχολή Κλασσικών Σπουδών Αθηνών), η καθηγήτρια ακτινολογίας Λία Μουλοπούλου (Ιατρική Σχολή ΕΚΠΑ) και ο επίκουρος καθηγητής ακτινολογίας Βασίλης Κουτουλίδης (Ιατρική Σχολή ΕΚΠΑ). Μεταξύ των ξένων επιστημόνων είναι ο κορυφαίος διεθνώς παλαιοντολόγος Κρις Στρίνγκερ του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας του Λονδίνου.

Οι επιστήμονες επισήμαναν τις λιγοστές γνώσεις που ακόμη υπάρχουν για τα ανθρώπινα απολιθώματα στη Νοτιοανατολική Ευρώπη και τη σημασία της Ελλάδας για την κατανόηση της ανθρώπινης εξέλιξης και των πρώτων μεταναστευτικών κινήσεων.

The depositional setting of the Apidima 1 and Apidima 2 specimens. a, The interior of Apidima Cave A, with the ‘skull breccia’ (red box) before its removal from the cave, shown wedged between the cave walls and near the ceiling. A cross-section of the Apidima 1 cranium can be seen in the bottom left corner of the red box. Note the bedded appearance of the breccia remnant (black dashed line) consisting of different clast sizes and distribution similar to those seen in the talus cone outside the cave in c. b, Cast of the ‘skull breccia’ in the early stages of preparation and cleaning. Apidima 1 is seen on the left, Apidima 2 on the right. c, View of the Apidima site from the sea. Images courtesy and copyright of the Museum of Anthropology, Medical School, National Kapodistrian University of Athens. From: Apidima Cave fossils provide earliest evidence of Homo sapiens in Eurasia

Έτσι, σχεδιάζουν περαιτέρω μελέτες του ανευρεθέντος υλικού στο σπήλαιο Απήδημα, το οποίο ήδη θεωρούνταν σημαντικό στην εξέλιξη του ανθρώπινου είδους και απέκτησε επιπρόσθετη αξία υπό το φως των νέων ανακαλύψεων.

Το σπήλαιο Απήδημα ανεσκάφη στις δεκαετίες του 1970-80 από ερευνητές του Μουσείου Ανθρωπολογίας της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Αθηνών, αποφέροντας σημαντικά ευρήματα που φιλοξενούνται στο Μουσείο, το οποίο ιδρύθηκε το 1886 και είναι ένα από τα παλαιότερα του είδους του στην Ευρώπη.

Η νέα έρευνα πραγματοποιήθηκε με χρηματοδότηση του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου Έρευνας στην K. Χαρβάτη, καθώς και του Γερμανικού Ερευνητικού Ιδρύματος (DFG).

Σχεδόν παράλληλα, δημοσιεύτηκε μια άλλη επιστημονική μελέτη από ερευνητές του Εθνικού Κέντρου Ερευνών της Γαλλίας (CNRS), που εξέτασαν και αυτοί τα δύο κρανία από το σπήλαιο Απήδημα, καταλήγοντας σε ένα διαφορετικό συμπέρασμα, ότι αυτά αντιπροσωπεύουν μια μεταβατική φάση ανάμεσα στον ευρωπαίο «Όρθιο άνθρωπο» (Homo erectus) και στους Νεάντερταλ, κάτι με το οποίο όμως δε συμφωνεί η ερευνητική ομάδα υπό την Κ. Χαρβάτη.

Πηγές: https://www.nature.com/articles/s41586-019-1376-z - https://www.nature.com/articles/d41586-019-02075-9 - https://www.theguardian.com/science/2019/jul/10/piece-of-skull-found-in-greece-is-oldest-human-fossil-outside-africa - https://www.livescience.com/65906-oldest-modern-human-skull-eurasia.html - https://www.tovima.gr/2019/07/11/science/apidima-manis-kranio-210-000-eton-apotelei-to-arxaiotero-deigma-sygxronou-anthropou-stin-eyrasia/

Παιχνίδια με… τη δύναμη του μυαλού! A game that really exercises the mind

Ερευνητές δημιούργησαν ένα δίκτυο επικοινωνίας εγκεφαλικών σημάτων, φτιάχνοντας μια πλατφόρμα όπου οι συμμετέχοντες δεν χρειάζονται παρά το μυαλό τους για να επικοινωνήσουν. Researchers have created a method for two people to help a third person solve a task using only their minds. Brain-computer interface concept. Credit: © freshidea / Adobe Stock

Ηλεκτρονικό παιχνίδι που δεν χρειάζεται παρά μόνο το μυαλό για να παίξει κανείς σχεδίασαν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον. Σε πρόσφατη δημοσίευσή τους στην επιστημονική επιθεώρηση Scientific Reports οι επιστήμονες περιγράφουν με ποιον τρόπο δημιούργησαν ένα ηλεκτρονικό παιχνίδι στο οποίο τρία άτομα καταφέρνουν να παίξουν χωρίς τηλεχειριστήριο ή κάμερα που να ανιχνεύει τις κινήσεις τους. Μόνο τους εφόδιο, το μυαλό.

Το Τέτρις του μυαλού

A game in progress. Credit: UNIVERSITY OF WASHINGTON

Οι ερευνητές τοποθέτησαν σε τρεις συμμετέχοντες ηλεκτρόδια, τα οποία ανιχνεύουν την ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου. Οι τρεις συμμετέχοντες βρίσκονταν σε διαφορετικά δωμάτια, χωρίς να υπάρχει τρόπος επικοινωνίας μεταξύ τους. Έπειτα κλήθηκαν να παίξουν ένα παιχνίδι σαν το Τέτρις. Στο παιχνίδι αυτό, ένας κύβος που έπεφτε από ψηλά στην οθόνη έπρεπε να «κουμπώσει» σε μια λωρίδα στη βάση της οθόνης. Οι δύο παίκτες έβλεπαν τη λωρίδα αυτή, ενώ ο τρίτος έβλεπε μόνο τον κύβο που πέφτει. Ο κανόνας του παιχνιδιού ήταν οι δύο παίκτες να συμβουλέψουν τον τρίτο εάν ο κύβος θα έπρεπε να στραφεί ή όχι ώστε να «κουμπώσει» σωστά στη βάση της οθόνης. Ο τρίτος παίκτης έπειτα έπαιρνε την τελική απόφαση.

Επικοινωνία με ηλεκτρόδια

Οι επιστήμονες περιγράφουν με ποιον τρόπο δημιούργησαν ένα ηλεκτρονικό παιχνίδι στο οποίο τρία άτομα καταφέρνουν να παίξουν χωρίς τηλεχειριστήριο ή κάμερα που να ανιχνεύει τις κινήσεις τους. Researchers link three people on a brain-to-brain network. A receiver (centre) and two senders ready to work their brains. Come game time, they were in separate rooms. Credit: MARK STONE/UNIVERSITY OF WASHINGTON

Πώς να συμβουλέψεις όμως κάποιον εάν δεν υπάρχει άλλος τρόπος επικοινωνίας πέρα από τα εγκεφαλικά σήματα; Οι ερευνητές επινόησαν έναν ευφάνταστο τρόπο: Επάνω στην οθόνη υπήρχαν οι λέξεις ΝΑΙ και ΟΧΙ, πίσω από τις οποίες αναβόσβηνε ένα φλας, με διαφορετικό τρόπο το καθένα. Όταν κάποιος παίκτης έκρινε απαραίτητο πως ο κύβος χρειάζεται να στρίψει, έστρεφε το βλέμμα του στη λέξη ΝΑΙ, ενώ όταν επιθυμούσε να παραμείνει ο κύβος στη θέση του κοιτούσε το ΟΧΙ. Τα φλας που αναβόσβηναν πίσω από τις λέξεις ήταν ικανά να επάγουν το καθένα μια συγκεκριμένη εγκεφαλική δραστηριότητα στον εγκέφαλο. Τη δραστηριότητα αυτή ανίχνευαν τα ηλεκτρόδια, τα οποία μετέφεραν την εντολή στον υπολογιστή του παιχνιδιού. Ο υπολογιστής μετέφερε το σήμα στην οθόνη του παίκτη που έπαιρνε την τελική απόφαση και αυτός αποφάσιζε με τον ίδιο τρόπο εάν ο κύβος θα στρίψει ή όχι.

Όπως σημειώνει ο πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης Λίνκξινκ Πρέστον Γιανκ, «όταν ο παίκτης παίρνει μια απόφαση για το αν επιθυμεί ή όχι να γυρίσει ο κύβος, «στέλνει» την απάντησή του στον υπολογιστή συγκεντρώνοντας το βλέμμα του σε ένα από τα δύο φλας», ενώ ο ερευνητής Αντρέα Στόκο, που συμμετείχε επίσης στη δημοσίευση,  συμπληρώνει πως «ουσιαστικά εκμαιεύουμε από τους νευρώνες το σήμα που δέχτηκαν από τα οπτικά σήματα του φλας». Η ερευνητική αυτή πλατφόρμα, η οποία ονομάστηκε BrainNet, ανοίγει τον δρόμο για τη δημιουργία ενός ευρύτερου δικτύου που θα κάνει εφικτή την επικοινωνία μεταξύ των ανθρώπων αξιοποιώντας τα εγκεφαλικά σήματα.

Όπως εξηγεί ο ερευνητής Αντρέα Στόκο, μακροπρόθεσμα το δίκτυο αυτό θα μπορούσε να βασίζεται στο Διαδίκτυο, κάτι που θα επέτρεπε σε ανθρώπους από όλον τον κόσμο να συνεργαστούν σε πραγματικό χρόνο για την επίλυση κάποιου προβλήματος.

Πηγές: BrainNet: A Multi-Person Brain-to-Brain Interface for Direct Collaboration Between Brains. Scientific Reports, 2019; 9 (1) DOI: 10.1038/s41598-019-41895-7 - https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190701163827.htm - https://www.tovima.gr/2019/07/06/science/paixnidia-me-lfti-dynami-tou-myalou/

Γενετική έρευνα: Έλληνες ο Γολιάθ και η Δαλιδά; Ancient DNA sheds light on the origins of the Biblical Philistines

Ήταν ο Γολιάθ και η Δαλιδά ελληνικής καταγωγής; Μία νέα μελέτη δείχνει ότι το DNA των Φιλισταίων έμοιαζε με αυτό των Αρχαίων Ελλήνων! The Philistines, epitomised by the original hard man Goliath, originally came from Greece, according to new research. Excavation at the Philistine cemetery of the city of Ashkelon. Credit: Melissa Aja, Leon Levy Expedition to Ashkelon

Είχε ο Γολιάθ ελληνική καταγωγή; Μια νέα διεθνής γενετική επιστημονική έρευνα θεωρεί πιθανό κάτι τέτοιο, αφού κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι Φιλισταίοι, οι μεγαλύτεροι αντίπαλοι των βιβλικών Ισραηλιτών, κατάγονταν από ανθρώπους που είχαν έρθει στην περιοχή της Παλαιστίνης από το Αιγαίο, τη Νότια Ευρώπη και τη Μεσόγειο στην αρχή της Εποχής του Σιδήρου. Ουσιαστικά η γενετική φαίνεται να επιβεβαιώνει τα στοιχεία της αρχαιολογικής σκαπάνης, που είχαν οδηγήσει στη θεωρία ότι οι Φιλισταίοι είχαν μεταναστεύσει από το Αιγαίο, κάτι για το οποίο δεν υπήρχε ομοφωνία έως τώρα.

Fig. 1 Overview of locations and ages of analyzed individuals. (A) Locations of newly reported and other selected published genomes. The newly reported Ashkelon populations are annotated in the upper corner. (B) The range of average ages of the ancient groups is given in thousands of years (ka) BCE. (Feldman et al 2019)

Η συγκριτική μελέτη για πρώτη φορά σύγχρονου και αρχαίου DNA δέκα ανθρώπων που έζησαν πριν από 3.600 έως 2.800 χρόνια στην αρχαία παράκτια πόλη της Ασκελόν (Ασκάλωνας), κοντά στα νότια σύνορα του Ισραήλ με τη Λωρίδα της Γάζας, φωτίζει την καταγωγή των Φιλισταίων, ένα ζήτημα ιδιαίτερα φορτισμένο μέχρι σήμερα από επιστημονική πλευρά, αλλά και με σύγχρονες πολιτικές προεκτάσεις. Η Ασκάλωνα ήταν ένα από τα βασικά κέντρα των Φιλισταίων κατά την εποχή του Σιδήρου και οι σκελετοί από τους οποίους ελήφθησαν τα δείγματα, είχαν ανακαλυφθεί από Ισραηλινούς αρχαιολόγους το 2016.

The Philistines have been traced back to the Aegean. It suggests they descended from migrants who crossed the Mediterranean and reached the shores of modern-day Israel, Palestine and Jordan more than 3,000 years ago. Excavation of the Philistine Cemetery at Ashkelon. Credit: Melissa Aja, Leon Levy Expedition to Ashkelon

Οι ερευνητές, με επικεφαλής την ισραηλινής καταγωγής αρχαιογενετίστρια Μίχαλ Φέλντμαν του γερμανικού Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ για τη Μελέτη της Ανθρώπινης Ιστορίας στην Ιένα, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Science Advances», βρήκαν βάσιμες γενετικές ενδείξεις ότι οι πρόγονοι των Φιλισταίων μετανάστευσαν στη Μέση Ανατολή από τα δυτικά και σταδιακά, μέσα στους επόμενους αιώνες, το DNA τους αναμίχθηκε με εκείνο των ντόπιων.

Η κακή φήμη και η Βίβλος

Illustration depicting a Philistine victory over the Israelites. Source: Internet Archive Book Images, Wikimedia Commons

Οι Φιλισταίοι (ένας από τους οποίους ήταν ο Γολιάθ που μονομάχησε με τον Δαβίδ, αλλά και η Δαλιδά που έκοψε κρυφά τα μαλλιά του Σαμψών) απέκτησαν κακό όνομα, επειδή η εβραϊκή Βίβλος τους κατονομάζει ως βασικούς εχθρούς των Ισραηλιτών. Τα αρχαία κείμενα δεν λένε πολλά πράγματα γι’ αυτούς, πέρα από μια κατοπινή αναφορά ότι ήλθαν από την «Καφθόρ» (όνομα της εποχής του Χαλκού για την Κρήτη). Πριν περίπου ένα αιώνα οι Αιγυπτιολόγοι βρήκαν αναφορές σε ιερογλυφικά κείμενα του ύστερου 12ου αιώνα π.Χ. ότι ένας λαός (που ταυτίστηκε πιθανώς με τους Φιλισταίους) ταξίδεψε από «τα νησιά» και εισέβαλε στην Κύπρο και στις ακτές της σημερινής νότιας Τουρκίας, Συρίας και Λιβάνου, με τελικό στόχο την ίδια την Αίγυπτο.

Μεταξύ 1985-2016 η Αποστολή Λέον Λέβι, ένα πρόγραμμα του Σημιτικού Μουσείου του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ, μελέτησε την καταγωγή των Φιλισταίων στην Ασκάλωνα, μία από τις πέντε «φιλισταϊκές» πόλεις, σύμφωνα με τη Βίβλο. Η αποστολή, ο διευθυντής της οποίας αρχαιολόγος Ντάνιελ Μάστερ συμμετείχε στη νέα γενετική μελέτη, βρήκε στοιχεία ότι τον 12ο αιώνα π.Χ. υπήρξαν σημαντικές αλλαγές στη ζωή της περιοχής (π.χ. έντονη παρουσία κεραμικών ελληνικής τεχνοτροπίας), οι οποίες αποδόθηκαν στην άφιξη των Φιλισταίων. Όμως αρκετοί επιστήμονες είχαν έως τώρα αρνηθεί να δεχθούν ότι επρόκειτο για μια μαζική μετακίνηση ανθρώπων, αλλά επέμεναν ότι ήταν απλώς τοπική μίμηση ξένων (μυκηναϊκών και αιγαιακών) συνηθειών, με τις οποίες είχαν έλθει σε επαφή μέσω εμπορικών και άλλων ανταλλαγών.

Photograph of infant burial at the Philistine Cemetery at Ashkelon. Credit: Ilan Sztulman, Leon Levy Expedition to Ashkelon

Η νέα έρευνα, που αποτελεί το αποκορύφωμα άνω των 30 ετών αρχαιολογικών και γενετικών αναλύσεων, συμπέρανε ότι όντως οι Φιλισταίοι κατέφθασαν μαζικά στο νότιο Λεβάντε από τη Δύση μέσω της θάλασσας κατά τη μεταβατική φάση μεταξύ της εποχής του Χαλκού και του Σιδήρου (12ος αιώνας π.Χ.), μια ταραχώδη περίοδο για όλη την ανατολική Μεσόγειο, στη διάρκεια της οποίας πολλές πόλεις καταστράφηκαν και αυτοκρατορίες κατέρρευσαν.

Οι «Λαοί της θάλασσας»

Reconstruction of a Philistine house from the 12th Century B.C. (Artist Balage Balogh / Courtesy Leon Levy Expedition to Ashkelon)

Η Φέλντμαν δήλωσε ότι η μελέτη παραπέμπει σε καταγωγή των Φιλισταίων από τη Νότια Ευρώπη, συνδέοντας τους πιθανώς με τους λεγόμενους «Λαούς της Θάλασσας», αλλά, όπως είπε, θα χρειασθούν περαιτέρω γενετικές αναλύσεις σε μεγαλύτερο δείγμα για να προσδιορισθούν με μεγαλύτερη ακρίβεια οι συγκεκριμένοι μεσογειακοί πληθυσμοί που ήσαν πρόγονοι των Φιλισταίων. Η ίδια, σύμφωνα με το New Scientist, θεωρεί πολύ πιθανή την καταγωγή τους από την Ελλάδα. Το DNA των Φιλισταίων π.χ. εμφανίζει ομοιότητα 25% έως 70% με το DNA αρχαίων σκελετών από την Κρήτη, ενώ ομοιότητες προκύπτουν επίσης με ανθρώπους της Ιβηρικής και της Σαρδηνίας.

The analysis of ancient genomes indicates that the Philistines descended from humans who migrated across the Mediterranean and reached the shores of the eastern Mediterranean coast at the beginning of the Iron Age. Credit: Max Planck Institute for the History of Mankind

Είναι πάντως αξιοσημείωτο ότι μέσα σε μόνο δύο αιώνες από την άφιξη τους, το γενετικό αποτύπωμα των Φιλισταίων είχε τόσο πολύ «αραιωθεί» λόγω επιμιξιών, που είχε ουσιαστικά εξαφανιστεί. Παρόλο που στα μάτια των εχθρών τους Ισραηλιτών παρέμεναν Φιλισταίοι, στην πραγματικότητα το DNA τους ήταν πια λεβαντίνικο, καθώς είχε χαθεί σχεδόν κάθε ελληνικό ίχνος. «Πιθανώς όλοι οι μετανάστες που ήλθαν, παντρεύτηκαν με τον ντόπιο πληθυσμό, εωσότου αυτή η ξενική καταγωγή εξαφανίστηκε στο DNA», δήλωσε η Φέλντμαν.

«Συνυπολογίζοντας τα γενετικά δεδομένα και τα αρχαιολογικά, ενισχύεται πλέον η άποψη ότι υπήρξε μετανάστευση από τις περιοχές που σήμερα αποκαλούμε Ελλάδα και δυτική Τουρκία», δήλωσε ο Κρίστοφ Μπαχούμπερ του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης.

Πηγές: M. Feldman el al., "Ancient DNA sheds light on the genetic origins of early Iron Age Philistines," Science Advances (2019). advances.sciencemag.org/content/5/7/eaax0061 - https://www.mpg.de/13670046/origins-of-biblical-philistines - https://www.newscientist.com/article/2208581-ancient-dna-reveals-that-jews-biblical-rivals-were-from-greece/ - https://www.tovima.gr/2019/07/04/science/genetiki-ereyna-ellines-o-goliath-kai-i-dalida/