Σύστημα τεχνητής νοημοσύνης βοηθά παράλυτους να «γράψουν» με το νου. AI allows paralyzed person to ‘handwrite’ with his mind

Ένας τετραπληγικός ασθενής, παράλυτος από το λαιμό και κάτω, κατάφερε να «γράψει» σε υπολογιστή με το νου του με ρυθμό 66 χαρακτήρων το λεπτό. Η ταχύτητα αυτή είναι σχεδόν διπλάσια εκείνης που είχε επιτευχθεί έως τώρα (39 χαρακτήρες το λεπτό). By harnessing the power of imagination, researchers have nearly doubled the speed at which completely paralyzed patients may be able to communicate with the outside world. A women with complete locked-in syndrome responds with her thoughts.

Ένας τετραπληγικός ασθενής, παράλυτος από το λαιμό και κάτω, κατάφερε να «γράψει» σε υπολογιστή με το νου του με ρυθμό 66 χαρακτήρων το λεπτό. Η ταχύτητα αυτή είναι σχεδόν διπλάσια εκείνης που είχε επιτευχθεί έως τώρα (39 χαρακτήρες το λεπτό).

Οι ερευνητές στις ΗΠΑ, που έκαναν τη σχετική ανακοίνωση στο ετήσιο συνέδριο της Αμερικανικής Εταιρείας Νευροεπιστήμης (δεν έχει υπάρξει ακόμη επιστημονική δημοσίευση), σύμφωνα με το «Science», ευελπιστούν ότι η ταχύτητα μπορεί να αυξηθεί κι άλλο με περισσότερη πρακτική από τους ασθενείς.

Credit: FRANK WILLETT

Οι τελείως παράλυτοι άνθρωποι, λόγω τραυματισμού, εγκεφαλικού ή νευρολογικής πάθησης, έχουν μια διέξοδο να επικοινωνήσουν με τον κόσμο χάρη στην εμφύτευση ηλεκτροδίων στον εγκέφαλό τους, στην περιοχή που ελέγχει την κίνηση. Μερικοί ασθενείς έχουν καταφέρει να φαντάζονται ότι γράφουν και έτσι να κινούν με το νου τους ένα κέρσορα σε υπολογιστή, γράφοντας λέξεις στην οθόνη, αν και με ρυθμό πιο αργό από τη φυσική γραφή (η μέση ταχύτητα ενός υγιούς ανθρώπου είναι 120 χαρακτήρες το λεπτό).

Στο νέο πείραμα ο υπολογιστής μπορούσε να «μεταφράζει» σε γράμματα τις φανταστικές λέξεις του τετραπληγικού με ακρίβεια σχεδόν 95%.

Πηγές: https://www.abstractsonline.com/pp8/#!/7883/presentation/71586 -  https://www.sciencemag.org/news/2019/10/ai-allows-paralyzed-person-handwrite-his-mind - https://www.in.gr/2019/10/24/tech/systima-texnitis-noimosynis-voitha-paralytous-na-grapsoun-nou/

Νευροεπιστήμονες ίσως ξεπέρασαν τα όρια της βιοηθικής. Scientists 'may have crossed ethical line' in growing human brains

Η δημιουργία μίνι εγκεφάλων ή «εγκεφαλικών οργανοειδών» αποτελεί έναν από τους πιο «καυτούς» τομείς της σύγχρονης νευροεπιστήμης. Μια τομή ενός εγκεφαλικού οργανοειδούς. Debate needed over research with ‘potential for something to suffer’, neuroscientists say. A cross-section of a cerebral organoid. Photograph: Madeline A Lancaster/IMBA/EPA

Τον «ηθικό Ρουβίκωνα» πιθανώς να διέβησαν οι νευροεπιστήμονες αναπτύσσοντας τμήματα ανθρώπινου εγκεφάλου στο εργαστήριο (εγκεφαλικά οργανοειδή) και σε κάποιες περιπτώσεις μεταμοσχεύοντας τον ιστό σε ζώα. Αυτή την προειδοποίηση απηύθυναν, χθες, ειδικοί του Green Neuroscience Laboratory στο ετήσιο συνέδριο της Εταιρείας Νευροεπιστημών, που πραγματοποιείται στο Σικάγο.

Η δημιουργία μίνι εγκεφάλων ή «εγκεφαλικών οργανοειδών» αποτελεί έναν από τους πιο «καυτούς» τομείς της σύγχρονης νευροεπιστήμης. Τα συσσωματώματα ιστού δημιουργούνται από βλαστοκύτταρα και, παρότι σε μέγεθος δεν ξεπερνούν αυτό ενός μπιζελιού, ορισμένα ανέπτυξαν εγκεφαλικά σήματα παρόμοια με αυτά που καταγράφονται σε πρόωρα μωρά. Πολλοί επιστήμονες εκτιμούν ότι τα οργανοειδή έχουν το δυναμικό να επιφέρουν τη μεγάλη επανάσταση στην ιατρική επιστήμη, καθώς επιτρέπουν στους ειδικούς να ερευνήσουν τον ζώντα εγκέφαλο όπως ποτέ μέχρι σήμερα δεν ήταν εφικτό. Ωστόσο, η έρευνα παραμένει άκρως αμφιλεγόμενη, καθώς δεν είναι εντελώς σαφές πότε ξεπερνιούνται τα όρια και αρχίζουν τα πειράματα σε άνθρωπο. Χθες, στο ετήσιο συνέδριο της Εταιρείας Νευροεπιστημών, ερευνητές τόνισαν ότι οι επιστήμονες που εργάζονται με εγκεφαλικά οργανοειδή προσεγγίζουν την υπερκέραση των ηθικών ορίων, ενώ κάποιοι άλλοι μπορεί να το έχουν ήδη πράξει, δημιουργώντας εργαστηριακά τμήματα εγκεφάλου, τα οποία αισθάνονται.

«Ακόμη και αν υπάρχει μία πιθανότητα το οργανοειδές να αισθάνεται, ίσως ήδη να έχουμε διαβεί τον “ηθικό Ρουβίκωνα”», δήλωσε ο Ελάν Οχαγιόν, επικεφαλής του Green Neuroscience Laboratory, στο Σαν Ντιέγκο της Καλιφόρνιας. «Δεν θέλουμε να γίνονται έρευνες σε κάτι που πιθανώς να υποφέρει».

Mini brains at 10 months. (Muotri Lab/UCTV)

Σύμφωνα με μελέτη του πανεπιστημίου Χάρβαρντ, τα εγκεφαλικά οργανοειδή αναπτύσσουν μεγάλη ποικιλία ιστών, από νευρώνες εγκεφαλικού φλοιού μέχρι κύτταρα αμφιβληστροειδούς. Οργανοειδή που αναπτύχθηκαν επί οκτάμηνο είχαν τα δικά τους νευρωνικά δίκτυα, τα οποία αντιδρούσαν στην έκθεση στο φως. Σε μια άλλη μελέτη, που εκπονήθηκε από το Ινστιτούτο Σαλκ του Σαν Ντιέγκο, οι ερευνητές εμφύτευσαν ανθρώπινα εγκεφαλικά οργανοειδή στον εγκέφαλο ποντικού και διαπίστωσαν ότι αυτά συνδέθηκαν με το αιμοφόρο δίκτυο του ζώου, δημιουργώντας νέες συνάψεις.

Ο Οχάγιον και οι συνεργάτες του ζητούν το άμεσο «πάγωμα» όλων των χρηματοδοτήσεων σε έρευνες που προβλέπουν την εμφύτευση ανθρώπινων εγκεφαλικών οργανοειδών σε ζώα, όπως εξάλλου και σε κάθε άλλη έρευνα όπου υπάρχει έστω και απειροελάχιστη πιθανότητα τα οργανοειδή να έχουν συναίσθηση. Ο Οχάγιον, άλλωστε, έχει ήδη δημιουργήσει κάποια ηλεκτρονικά πρότυπα, τα οποία μπορούν να προβλέψουν πότε ενδέχεται ένα εγκεφαλικό οργανοειδές να εμφανιστεί συναίσθηση, αλλά τονίζει ότι υπάρχει άμεση ανάγκη για περαιτέρω έρευνες.

Στη Βρετανία έχει ήδη απαγορευθεί η έρευνα σε ανθρώπινα έμβρυα που είναι μεγαλύτερα των 14 ημερών, προκειμένου να αποτραπεί το ενδεχόμενο τα υπό ανάπτυξη όντα να υποφέρουν.

Πηγές: https://www.abstractsonline.com/pp8/#!/7883/presentation/58037 - https://www.theguardian.com/science/2019/oct/21/scientists-may-have-crossed-ethical-line-in-growing-human-brains - https://www.kathimerini.gr/1048178/article/epikairothta/episthmh/episthmones-3eperasan-ta-oria

Δημιουργήθηκε ο πρώτος μεγάλος κβαντικός επεξεργαστής, φτιαγμένος μόνο από φως. Weaving quantum processors out of laser light

Μία διεθνής ομάδα ερευνητών από την Αυστραλία, την Ιαπωνία και τις ΗΠΑ δημιούργησε τον πρώτο κβαντικό επεξεργαστή μεγάλης κλίμακας, κατασκευασμένο αποκλειστικά από φως λέιζερ. The entanglement structure of a large-scale quantum processor made of light. Credit: Shota Yokoyama 2019

Μία διεθνής ομάδα ερευνητών από την Αυστραλία, την Ιαπωνία και τις ΗΠΑ ανακοίνωσε ότι άνοιξε έναν νέο δρόμο στο πεδίο των κβαντικών υπολογιστών, δημιουργώντας τον πρώτο κβαντικό επεξεργαστή μεγάλης κλίμακας, κατασκευασμένο αποκλειστικά από φως λέιζερ.

Μετά από προσπάθειες δέκα ετών δημιουργήθηκε ένας επεξεργαστής, όλα τα συστατικά του οποίου είναι φτιαγμένα από φως. Ο νέος επεξεργαστής (που λέγεται «cluster state») αποτελείται από μία ομάδα κβαντικά «διαπλεκόμενων» συστατικών που επιτρέπουν την εκτέλεση κβαντικών υπολογισμών.

O «cluster state» κάνει την υπέρβαση μέσω του φωτός

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον δρα Νίκολας Μενικούτσι του Κέντρου Κβαντικού Υπολογισμού και Τεχνολογίας Επικοινωνιών του Πανεπιστημίου RMIT της Μελβούρνης, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Science».

Οι κβαντικοί υπολογιστές υπόσχονται πιο γρήγορες λύσεις στα δύσκολα προβλήματα, όμως μέχρι σήμερα βασίζονται σε κβαντικούς επεξεργαστές που είναι μικροί και επιρρεπείς σε σφάλματα.

Ο νέος κβαντικός σχεδιασμός αποτελεί μία εναλλακτική πρόταση, καθώς χρησιμοποιεί φως για να λειτουργήσει σε μεγάλη κλίμακα, όπως απαιτείται προκειμένου οι κβαντικοί υπολογιστές να ξεπεράσουν τελικά τους κλασσικούς υπολογιστές.

Το «συμπιεσμένο» φως ως επεξεργαστής

A network of optical devices -- mirrors, beamsplitters, and optical fibres -- weave laser light into an optical quantum processor. Credit: CQC2T

«Παρόλο που οι σημερινοί κβαντικοί επεξεργαστές είναι εντυπωσιακοί, δεν είναι σαφές αν ο τωρινός σχεδιασμός τους επιτρέπει να κλιμακωθούν σε πολύ μεγάλα μεγέθη. Η δική μας προσέγγιση εξ αρχής ενσωματώνει ακριβώς αυτήν τη δυνατότητα, καθώς ο επεξεργαστής μας είναι φτιαγμένος από φως», δήλωσε ο Μενικούτσι.

Στον νέο επεξεργαστή, ειδικά σχεδιασμένοι κρύσταλλοι μετατρέπουν το συνηθισμένο φως λέιζερ σε έναν τύπο κβαντικού φωτός, το «συμπιεσμένο» φως, το οποίο τελικά λειτουργεί ως επεξεργαστής με τη βοήθεια ενός δικτύου κατόπτρων, διαχωριστών δέσμης και οπτικών ινών.

Πηγές: "Generation of time-domain-multiplexed two-dimensional cluster state" Science (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aay2645 - https://phys.org/news/2019-10-quantum-processors-laser.html - https://www.tovima.gr/2019/10/22/science/dimiourgithike-o-protos-megalos-kvantikos-epeksergastis-ftiagmenos-mono-apo-fos/

Ο περιορισμός της εγκεφαλικής δραστηριότητας ενδέχεται να αυξάνει το προσδόκιμο ζωής. Excessive brain activity linked to a shorter life

Η νευρική δραστηριότητα του εγκεφάλου —που επί σειράν ετών θεωρείται ότι εμπλέκεται σε πλήθος διαταραχών, από την άνοια έως την επιληψία— παίζει ρόλο στη διαδικασία της γήρανσης και στο προσδόκιμο ζωής, σύμφωνα με νέα έρευνα, που διεξήχθη από το Ινστιτούτο Blavatnik της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ. Researchers discover that the activity of the nervous system might influence human longevity. Neural excitation linked to shorter life, while suppression of overactivity appears to extend life span. Protein REST, previously shown to protect aging brains from dementia and other diseases, emerges as a key player in molecular cascade related to aging. Findings suggest future avenues for intervention in diseases ranging from Alzheimer's to bipolar disorder. Credit: ANDREW BROOKES

Η νευρική δραστηριότητα του εγκεφάλου – που επί σειράν ετών θεωρείται ότι εμπλέκεται σε πλήθος διαταραχών από την άνοια έως την επιληψία – παίζει ρόλο στη διαδικασία της γήρανσης και στο προσδόκιμο ζωής, σύμφωνα με νέα έρευνα, που διεξήχθη από το Ινστιτούτο «Blavatnik» της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ.

Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε την Τετάρτη στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature», βασίστηκε σε ευρήματα από ανθρώπινους εγκεφάλους, ποντίκια και σκουλήκια και έδειξε ότι η υπερβολική δραστηριότητα του εγκεφάλου περιορίζει το προσδόκιμο ζωής ενώ αντίθετα η καταστολή της υπερδραστηριότητας, το επεκτείνει.

Αν και προηγούμενες έρευνες είχαν ήδη διαπιστώσει ότι μέρη του νευρικού συστήματος επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο γερνούν τα ζώα, η συγκεκριμένη μελέτη είναι η πρώτη που εξέτασε το πώς η εγκεφαλική δραστηριότητα επηρεάζει την αύξηση ή τη μείωση του προσδόκιμου ζωής.

Πώς  η γονιδιακή έκφραση επηρεάζει το προσδόκιμο ζωής

Roundworm Caenorhabditis elegans (stock image). Credit: © heitipaves / Adobe Stock

Ο Μπρους Γιάνκνερ από το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ μαζί με συνεργάτες του επιχείρησαν να μελετήσουν πώς η γονιδιακή έκφραση στον εγκέφαλο επηρεάζει το προσδόκιμο ζωής των ανθρώπων. Αυτοί μελέτησαν τον εγκεφαλικό ιστό χιλιάδων υγιών ανθρώπων που πέθαναν σε ηλικίες από 60 έως 100 έτη. Όταν συνέκριναν δείγματα από εκείνους που πέθαναν πριν από την ηλικία των 80 ετών με εκείνους που ήταν τουλάχιστον 85 ετών όταν πέθαναν, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι αυτοί που έζησαν περισσότερο είχαν σημαντικά λιγότερα γονίδια που συνδέονται με εγκεφαλική διέγερση.

Προκειμένου να διερευνήσουν αν πράγματι αυτός είναι ένας παράγοντας που παίζει ρόλο στο προσδόκιμο ζωής, ο Γιάνκνερ και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν σε σκουλήκια φάρμακα που καταστέλλουν την εγκεφαλική δραστηριότητα. Όσο πιο πολύ κατέστελλαν την νευρική δραστηριότητα, τόσο περισσσότερο ζούσαν τα σκουλήκια κατά μέσο όρο. Το ίδιο συνέβη και με τα σκουλήκια που είχαν εκ φύσεως γονίδια που καταστέλλουν την εγκεφαλική υπερδραστηριότητα.

Τι συμβαίνει με την εγκεφαλική δραστηριότητα των σκουληκιών

Mice lacking the protein REST (bottom) showed much higher neural activity in the brain (red) than normal mice (top). Image: Yankner Lab/Nature

Ο Γιάνκνερ εξήγησε πως η συσχέτιση είναι αμφίδρομη και δήλωσε: «Η μείωση της νευρικής δραστηριότητας στα σκουλήκια αυξάνει το προσδόκιμο ζωής ενώ η αύξησή της το μειώνει».

Το επίπεδο της νευρικής δραστηριότητας στα θηλαστικά εκτιμήθηκε με τη μέτρηση μιας πρωτεΐνης γνωστής ως REST. Τα ποντίκια που δεν είχαν αυτό το γονίδιο παρουσίαζαν σημαντικά αυξημένη εγκεφαλική δραστηριότητα συγκριτικά με εκείνα που το είχαν.

Η συγκεκριμένη πρωτεΐνη έχει φανεί πως έχει προστατευτική επίδραση για την άνοια και άλλες διαταραχές. Σε αυτή τη μελέτη, ο Γιάνκνερ και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι τα επίπεδα της πρωτεϊνης REST στους πυρήνες των εγκεφαλικών κυττάρων των ανθρώπων που έζησαν μέχρι την ηλικία των 100 ήταν σημαντικά υψηλότερα από τα αντίστοιχα αυτών που πέθαιναν νέοι.

«Αρχικά φαινόταν παράδοξο ότι η καταστολή της νευρικής δραστηριότητας επεκτείνει τη διάρκεια ζωής χωρίς επιβλαβείς παρενέργειες», λέει ο ίδιος. Οι ερευνητές υποπτεύονται ότι το όφελος προέρχεται από την καταστολή της υπερβολικής εγκεφαλικής δραστηριότητας η οποία σε τόσο υψηλά επίπεδα μπορεί να αποδειχθεί επιβλαβής. Παρόλα αυτά, κατά τον Γιάνκνερ είναι εκπληκτικό το γεγονός ότι κάτι τόσο βραχύβιο όσο η δραστηριότητα του νευρικού κυκλώματος θα μπορούσε να έχει τόσο μεγάλες επιπτώσεις στη ζωή κάποιου.

Είναι αισιόδοξο ότι οι θεραπείες που έχουν σχεδιαστεί για τη μείωση της υπερβολικής δραστηριότητας νευρικών κυκλωμάτων θα μπορούσαν να λειτουργήσουν. Σύμφωνα με τα ευρήματα αυτά, πιθανότατα δραστηριότητες όπως ο διαλογισμός μπορούν επίσης να συμβάλουν στην επίτευξη της μακροζωίας.

Πηγές: Regulation of lifespan by neural excitation and REST. Nature, 2019 DOI: 10.1038/s41586-019-1647-8 - https://hms.harvard.edu/news/new-player-human-aging - https://www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191016131224.htm - https://www.tovima.gr/2019/10/19/science/o-periorismos-tis-egkefalikis-drastiriotitas-endexetai-na-ayksanei-to-prosdokimo-zois/

Η συγκλονιστική στιγμή της βίαιης σύγκρουσης δύο γαλαξιών. This image shows the aftermath of two galaxies colliding

Μία… πρόγευση από το τι θα συμβεί όταν ο δικός μας γαλαξίας συγκρουστεί με αυτόν της Ανδρομέδας σε 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Is this galaxy jumping through a giant ring of stars? Probably not. Although the precise dynamics behind the featured image is yet unclear, what is clear is that the pictured galaxy, NGC 7714, has been stretched and distorted by a recent collision with a neighboring galaxy. This smaller neighbor, NGC 7715, situated off to the left of the featured frame, is thought to have charged right through NGC 7714. Observations indicate that the golden ring pictured is composed of millions of older Sun-like stars that are likely co-moving with the interior bluer stars. In contrast, the bright center of NGC 7714 appears to be undergoing a burst of new star formation. The featured image was captured by the Hubble Space Telescope. NGC 7714 is located about 130 million light years away toward the constellation of the Two Fish (Pisces). The interactions between these galaxies likely started about 150 million years ago and should continue for several hundred million years more, after which a single central galaxy may result. Image Credit: NASA, ESA, Hubble Legacy Archive; Processing & Copyright: Rudy Pohl

Προκαλεί δέος η φωτογραφία της κολοσσιαίας, εξαιρετικά βίαιης σύγκρουσης μεταξύ δύο γαλαξιών, εικόνα – προάγγελος του τι θα συμβεί σε 4,5 δισεκατομμύρια και στον δικό μας γαλαξία, όταν τον «καταπιεί» ο γαλαξίας της Ανδρομέδας.

Using data from the Hubble Space Telescope, scientists have developed this simulation of the head-on collision of our Milky Way galaxy and the Andromeda galaxy. Estimated to occur in 4 billion years.

Μόλις φέτος οι αστρονόμοι επιβεβαίωσαν πως η σύγκρουση είναι αναπόφευκτη, ενώ είναι σίγουροι πως η Ανδρομέδα έχει συγκρουστεί παλαιότερα και με άλλους γαλαξίες, εξ ού το θεόρατο μέγεθός της.

Η εκπληκτική φωτογραφία του Hubble από το 2015, που «έπιασε» τον NGC 7715 (αριστερά) να συγκρούεται και να «καταπίνει» τον μικρότερο NGC 7714 (δεξιά) πριν 200 εκατομμύρια χρόνια, ενισχύθηκε ψηφιακά από τον 69χρονο Rudy Pohl από την Οτάβα του Καναδά.

Ο Rudy, ο οποίος για την ιστορία είναι συνταξιούχος πάστορας, κέρδισε το βραβείο NASA Astronomy Picture of the Day (APOD) στις 8 Οκτωβρίου, για δεύτερη φορά το τελευταίο εξάμηνο.

Με τα χρώματα που πρόσθεσε ο 69χρονος, φαίνονται, πλέον, ξεκάθαρα οι βραχίονες του σπειροειδούς γαλαξία, που εκτείνονται για δισεκατομμύρια μίλια, να κάμπτονται εξαιτίας του σφοδρού αγώνα ουράνιας πάλης, και λόγω των μαζικών βαρυτικών δυνάμεων που παράγει ο γειτονικός γαλαξίας.

Ο NGC 7714, εξάλλου, είναι ένας σπειροειδής γαλαξίας, που βρίσκεται 100 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, από τη Γη και αυτό τον καθιστά σχετικά κοντινό γείτονά μας, σε κοσμικό επίπεδο πάντα.

«Είναι μία από τις πιο όμορφες εικόνες που έχω επεξεργαστεί. Προσπάθησα να δείξω τις απίστευτες βαρυτικές δυνάμεις των πραγμάτων στο διάστημα, που κινούνται με εκατοντάδες χιλιάδες μίλια την ώρα, αλλά όταν τα κοιτάς στο πέρασμα των χρόνων, νομίζεις ότι ίσα που κινούνται. Αυτή είναι η απεραντοσύνη του διαστήματος», τόνισε ο Rudy Pohl.

Οι δύο γαλαξίες… μπλέχτηκαν πριν από 200 εκατομμύρια χρόνια και άρχισαν να μορφοποιούν ο ένας το σχήμα του άλλου, με αποτέλεσμα να προκύψουν ένας δακτύλιος και δύο μακριές ουρές, δημιουργώντας μια γέφυρα μεταξύ των δύο γαλαξιών. Αυτή η γέφυρα λειτουργεί, ουσιαστικά, ως αγωγός, όπου υλικό από τον μικρότερο γαλαξία διαχέεται προς τον μεγαλύτερο σύντροφό του (πια).

Αυτό το υλικό τροφοδοτεί εκρήξεις σχηματισμού αστεριών, συγκεντρωμένων στο φωτεινό γαλαξιακό κέντρο.

Ο Rudy ήταν κάποτε φωτογράφος της άγριας φύσης, αλλά άρχισε να ενδιαφέρεται για την αστροφωτογραφία πριν από τέσσερα χρόνια, όταν αρρώστησε και αναγκάστηκε να πουλήσει τις κάμερές του.

Πηγές: https://apod.nasa.gov/apod/ap191009.html – https://www.ctvnews.ca/sci-tech/this-image-shows-the-aftermath-of-two-galaxies-colliding-1.4646613 - https://www.in.gr/2019/10/20/tech/sygklonistiki-stigmi-tis-viaiis-sygkrousis-dyo-galaksion/

Γεωχημικές «νεκροψίες» πλανητών δείχνουν ότι δεν είμαστε μόνοι στο σύμπαν. Ancient stars shed light on Earth's similarities to other planets

Όσες περισσότερες ομοιότητες βρίσκουμε ανάμεσα στους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος και σε εκείνους γύρω από άλλα άστρα, τόσο αυξάνονται οι πιθανότητες ότι η Γη δεν είναι ασυνήθιστη. Image shows accretion of rocky material to a white dwarf. The rocks have been stripped from a metallic spherical core still orbiting the white dwarf. An Earth-like planet looms in the distance signifying the Earth-like nature of the rocky material. Credit: University of California, Los Angeles/Mark A. Garlick / markgarlick.com

Η Γη δεν φαίνεται να έχει κάποια ιδιαίτερη σύσταση, καθώς αρκετοί βραχώδεις εξωπλανήτες εμφανίζουν παρόμοιες ιδιότητες, σύμφωνα με επιστήμονες στις ΗΠΑ που έκαναν τις πρώτες γεωχημικές αναλύσεις σε απομεινάρια διαλυμένων πλέον πλανητών γύρω από άλλα άστρα. Η «νεκροψία» -ένας νέος τρόπος μελέτης των εξωπλανητών- δείχνει ότι άλλοι κόσμοι πιθανότατα έχουν παρεμφερή γεωχημική σύσταση με τον δικό μας.

Οι συνεργαζόμενοι γεωχημικοί και αστροφυσικοί, με επικεφαλής τον καθηγητή γεωχημείας και κοσμοχημείας Έντουαρντ Γιανγκ του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια- Λος Άντζελες (UCLA), που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Science», μελέτησαν έξι λευκούς νάνους σε απόσταση 200 έως 650 ετών φωτός από τη Γη, γύρω από τους οποίους περιφέρονται τα υπολείμματα πλανητών.

Η ανάλυση των απομειναριών αυτών εμφάνισε μια γεωχημική «υπογραφή» που παραπέμπει σε πλανήτες όπως η Γη και ο Άρης. Αυτό αποτελεί άλλη μια ένδειξη ότι πλανήτες παρόμοιοι με τον δικό μας αφθονούν στο γαλαξία μας.

UCLA researchers Benjamin Zuckerman, Beth Klein, Alexandra Doyle, Hilke Schlichting, Edward Young (left to right). Credit: Christelle Snow/UCLA

«Όσες περισσότερες ομοιότητες βρίσκουμε ανάμεσα στους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος και σε εκείνους γύρω από άλλα άστρα, τόσο αυξάνονται οι πιθανότητες ότι η Γη δεν είναι ασυνήθιστη. Και όσους περισσότερους πλανήτες σαν τη Γη ανακαλύπτουμε, τόσο αυξάνουν οι πιθανότητες εύρεσης ζωής, όπως τουλάχιστον εμείς την καταλαβαίνουμε», δήλωσε ο Γιανγκ.

Προηγούμενες έρευνες είχαν συμπεράνει ότι οι περισσότεροι βραχώδεις πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα σχηματίστηκαν παρουσία υψηλών επιπέδου οξυγόνου, ένας μεγάλος βαθμός οξείδωσης που αντανακλά τις πρωταρχικές συνθήκες που επικρατούσαν γύρω από τον Ήλιο.

Οι λευκοί νάνοι είναι αχνοί πυρήνες νεκρών πλέον άστρων που εξάντλησαν τα καύσιμά τους και απέβαλαν στο διάστημα τα εξωτερικά στρώματά τους, κάτι που κάποτε θα κάνει και ο Ήλιος μας, καθώς επίσης το 90% των άστρων του γαλαξία μας. Οι λευκοί νάνοι είναι απίστευτα πυκνοί (ένα κουταλάκι της ύλης τους έχει βάρος πέντε τόνων), πράγμα που δημιουργεί γύρω τους ένα ισχυρό βαρυτικό πεδίο. Γύρω από αυτά τα άστρα προσελκύονται και κινούνται αέρια διάσπαρτα με βαριά χημικά στοιχεία (πυρίτιο, μαγνήσιο, σίδηρο, άνθρακα, άζωτο, οξυγόνο), τα οποία κατά πάσα πιθανότητα προέρχονται από πρώην εξωπλανήτες, οι οποίοι κάποτε «καταβροχθίστηκαν» από τα άστρα τους.

Το φως αυτών των άστρων, καθώς διασχίζει τις «ατμόσφαιρές» τους και φθάνει έως τη Γη, περιέχει πολύτιμα στοιχεία, από τα οποία είναι δυνατό να εξαχθούν συμπεράσματα για τη σύσταση των πλανητών που κάποτε υπήρχαν σε αυτά τα αστρικά συστήματα. Η νέα μέθοδος των επιστημόνων, που αναλύει τη γεωχημεία των εξωπλανητών, εστίασε σε ένα θεμελιώδες χαρακτηριστικό, την ποσότητα οξειδωμένου σιδήρου στα πλανητικά απομεινάρια, η οποία βρέθηκε να είναι παρόμοια με της Γης, του Άρη και πολλών αστεροειδών, αλλά όχι του Ερμή.

Στο μέλλον οι επιστήμονες θα μελετήσουν ακόμη περισσότερο τη «γειτονιά» και άλλων λευκών νάνων για να επιβεβαιώσουν τα ευρήματα τους.

Πηγές: A.E. Doyle el al., "Oxygen fugacities of extrasolar rocks: Evidence for an Earth-like geochemistry of exoplanets," Science (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aax3901 - https://phys.org/news/2019-10-ancient-stars-earth-similarities-planets.html - https://www.skai.gr/news/technology/geoximikes-nekropsies-planiton-deixnoun-oti-den-eimaste-monoi-sto-sympan

Μήπως έχουμε φτάσει στα όρια της επιστημονικής γνώσης; Human intelligence: have we reached the limit of knowledge?

Despite huge advances in science over the past century, our understanding of nature is still far from complete. Not only have scientists failed to find the Holy Grail of physics—unifying the very large (general relativity) with the very small (quantum mechanics) – they still don't know what the vast majority of the universe is made up of. The sought after Theory of Everything continues to elude us. And there are other outstanding puzzles, too, such as how consciousness arises from mere matter. Will science ever be able to provide all the answers? Credit: Mike Ver Sprill/Shutterstock

Παρά τις μεγαλειώδεις εξελίξεις στην επιστήμη τον περασμένο αιώνα, η κατανόησή μας για τον κόσμο στον οποίο ζούμε εξακολουθεί να μην είναι πλήρης. Οι επιστήμονες όχι απλά δεν έχουν καταφέρει να βρουν το Άγιο Δισκοπότηρο της φυσικής - το σημείο όπου διασταυρώνονται η θεωρία της σχετικότητας με την κβαντική μηχανική - αλλά δεν γνωρίζουν ακόμα από τι φτιάχτηκε το σύμπαν. Η περιζήτητη Θεωρία των Όλων συνεχίζει να μας διαφεύγει. Και υπάρχουν πολλά δύσκολα ακόμα παζλ που καλούμαστε να λύσουμε… Θα μπορέσει όμως ποτέ η επιστήμη να μας δώσει όλες τις απαντήσεις που ζητάμε ή  έχουμε φτάσει στα όρια της γνώσης;

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι προϊόν μιας τυφλής και μη καθοδηγούμενης εξέλιξης. «Σχεδιάστηκε» για την επίλυση πρακτικών προβλημάτων που έχουν να κάνουν με την επιβίωση και την αναπαραγωγή μας και ίσως όχι για να ξεδιπλώσει το κουβάρι του σύμπαντος. Αυτή η συνειδητοποίηση οδήγησε μερικούς φιλόσοφους να ενστερνιστούν μια περίεργη μορφή απαισιοδοξίας, υποστηρίζοντας ότι υπάρχουν πράγματα που δεν θα καταλάβουμε ποτέ. Επομένως, η ανθρώπινη επιστήμη θα έρθει αντιμέτωπη με ένα απροσπέλαστο όριο - και ίσως να έχει βρεθεί αντιμέτωπη με αυτό ήδη.

American linguist and philosopher Noam Chomsky

Ανάμεσα σε αυτούς είναι και ο Αμερικανός φιλόσοφος και ακτιβιστής Νόαμ Τσόμσκι, ο οποίος υποστηρίζει ότι οι απαντήσεις σε  ορισμένες ερωτήσεις μπορεί να είναι καταδικασμένες να παραμείνουν «μυστήρια».

Οι στοχαστές που υποστηρίζουν τη θεωρία του «μυστηρίου», που προαναφέρθηκε, δίνουν εξέχοντα ρόλο σε βιολογικά επιχειρήματα και αναλογίες, σημειώνει σε άρθρο του το «The Conversation». Ο φιλόσοφος Τζέρι Φόντορ, στο βιβλίο του «Modularity of Mind» του 1983, ισχυρίστηκε ότι υπάρχει ένα αναπόφευκτο όριο σε «σκέψεις που είμαστε ανίκανοι να σκεφτούμε».

Ομοίως, ο φιλόσοφος Colin McGinn έχει υποστηρίξει σε μια σειρά βιβλίων και άρθρων ότι ο ανθρώπινος νους πάσχει από «γνωσιακό κλείσιμο» σε σχέση με ορισμένα προβλήματα. Ακριβώς όπως τα σκυλιά ή οι γάτες δεν θα καταλάβουν ποτέ τους πρωταρχικούς αριθμούς, έτσι και ο ανθρώπινος εγκέφαλος δεν θα συλλάβει πότε κάποια από τα θαύματα του κόσμου, υποστηρίζει. Ο McGinn υποψιάζεται ότι προβλήματα όπως το πώς οι φυσικές διαδικασίες στον εγκέφαλό μας δημιουργούν τη συνείδηση, καταλήγουν σε αναξιόπιστα φιλοσοφικά αφηγήματα, γιατί οι αληθινές λύσεις τους είναι απλά απρόσιτες για το ανθρώπινο μυαλό. Ο ίδιος ο McGinn είναι πεπεισμένος ότι υπάρχει στην πραγματικότητα μια απόλυτα φυσική λύση στο πρόβλημα του νου και του σώματος, αλλά ότι οι ανθρώπινοι εγκέφαλοι δεν θα το βρουν ποτέ.

Έχει όμως στα αλήθεια βάση αυτό το επιχείρημα; Θεωρήστε ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος δεν εξελίχθηκε για να ανακαλύψει την προέλευσή του. Και όμως κάπως καταφέραμε να κάνουμε ακριβώς αυτό. Ίσως οι πεσιμιστές δεν υπολογίζουν κάτι σημαντικό...

Οι θιασώτες της θεωρίας των άλυτων μυστηρίων τείνουν να βλέπουν τα πράγματα είτε άσπρα είτε μαύρα. Πιστεύουν πως ή θα βρούμε τις απαντήσεις που ψάχνουμε δηλαδή ή θα πέσουμε σε έναν μεταφορικό τοίχο επειδή δεν μπορούμε να τις βρούμε.  Μια άλλη πιθανότητα, όμως, που συχνά αγνοούν, είναι αυτής της αργής απόδοσης των προσπαθειών μας. Η επίτευξη των ορίων της έρευνας μπορεί να μην είναι σαν να πέφτουμε πάνω σε ένα τείχος, αλλά ίσως σαν να έχουμε βαλτώσει σε ένα έλος. Συνεχίζουμε να επιβραδύνουμε, ακόμη και όταν ασκούμε όλο και περισσότερη προσπάθεια για να βγούμε από αυτό, χωρίς όμως να υπάρχει ένα ξεκάθαρο σημείο που να σηματοδοτεί ότι δεν θα υπάρξει κάποια πρόοδος και θα μπορέσουμε να βγούμε από αυτό.

Ένα άλλο φιλοσοφικό ερώτημα που τίθεται στον αντίποδα της υπόθεσης ότι δεν θα φτάσουμε ποτέ την απόλυτη αλήθεια της επιστήμης, είναι το εξής: Μήπως μπορεί να βρεθούμε αντιμέτωποι με την απόλυτη αλήθεια αλλά να μην την καταλάβουμε ποτέ;

Quantum physicist Richard Feynman

Όπως σημειώνει ο μεταδιδακτορικός ερευνητής της Φιλοσοφίας της Επιστήμης, Maarten Boudry, στο «The Conversation», σύμφωνα με την κβαντική μηχανική, τα σωματίδια μπορούν να βρίσκονται σε δύο μέρη ταυτόχρονα ή να εμφανίζονται τυχαία από κενό χώρο. Ενώ αυτό είναι εξαιρετικά δύσκολο να το κατανοήσει κανείς, η κβαντική θεωρία οδηγεί σε απίστευτα ακριβείς προβλέψεις. Τα «παράξενα» φαινόμενα της κβαντικής έχουν μάλιστα επιβεβαιωθεί από διάφορες πειραματικές δοκιμές και οι επιστήμονες τώρα δημιουργούν επίσης εφαρμογές που βασίζονται στη θεωρία. Ακόμη και ο κβαντικός φυσικός Richard Feynman παραδέχεται όμως το εξής: «Νομίζω ότι μπορούμε να πούμε με ασφάλεια ότι κανείς δεν κατανοεί την κβαντική μηχανική». 

Οι πεσιμιστές της φιλοσοφίας της επιστήμης ξεχνούν ίσως πόσο απίστευτες έμοιαζαν θεωρίες που σήμερα μας είναι αντιληπτές όταν πρώτο - παρουσιάστηκαν. Τίποτα στις «εργοστασιακές μας ρυθμίσεις» δεν μας είχε προετοιμάσει για να δεχτούμε το ηλιοκεντρικό σύστημα, την εξελικτική βιολογία ή τη θεωρία της σχετικότητας.

Οι προεκτάσεις του ανθρώπινου νου

Are we cognitively closed to cosmology? Credit: Mohamed Ali Elmeshad/Shutterstock

Μπορούν οι εγκέφαλοί μας να απαντήσουν πραγματικά σε όλες τις πιθανές ερωτήσεις και να καταλάβουν όλα τα προβλήματα; Αυτό εξαρτάται από το αν μιλάμε για τους εγκεφάλους ως όργανα και μόνο ή και τις προεκτάσεις τους. Υπάρχουν πολλά πράγματα που δεν μπορούμε να κάνουμε μόνο με τον εγκέφαλό μας.

Για παράδειγμα, τα βοηθητικά αισθητήρια όργανα μας δεν μπορούν να ανιχνεύσουν το υπεριώδες φως, τα υπερηχητικά κύματα, τις ακτίνες Χ ή τα κύματα βαρύτητας. Αλλά αν είμαστε εξοπλισμένοι με κάποια τεχνολογία, μπορούμε να παρατηρήσουμε όλα αυτά τα φαινόμενα. Για να ξεπεραστούν οι αντιληπτικοί μας περιορισμοί, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μια σειρά εργαλείων και τεχνικών: μικροσκόπια, ταινίες ακτίνων Χ, μετρητές Geiger, ανιχνευτές ραδιοφωνικών κυμάτων και ούτω καθεξής.

Andy Clark says that our minds extend out into the world, incorporating tools and other minds in order to think. Photo-Illustration by Alma Haser

Όλες αυτές οι συσκευές επεκτείνουν την εμβέλεια του μυαλού μας, μεταφέροντας τις φυσικές διαδικασίες σε κάποια μορφή που τα αισθητήρια όργανά μας μπορούν να αφομοιώσουν. Με παρόμοιο τρόπο, χρησιμοποιούμε και απλά αντικείμενα (όπως το χαρτί και το μολύβι) για να αυξήσουμε σημαντικά την ικανότητα μνήμης του εγκεφάλου μας. Σύμφωνα με τον Βρετανό φιλόσοφο Andy Clark, το μυαλό μας κυριολεκτικά εκτείνεται πέρα από το κρανίο μας, με τη μορφή φορητών υπολογιστών, οθονών υπολογιστών, χαρτών και αρχείων.

Τα μαθηματικά είναι επίσης μια άλλη φανταστική τεχνολογία που επεκτείνει τη σκέψη μας, η οποία μας επιτρέπει να αναπαριστούμε έννοιες που δεν μπορούσαμε να σκεφτούμε με τους εγκεφάλους μας και μόνο ως εργαλείο. Για παράδειγμα, κανένας επιστήμονας δεν θα μπορούσε να ελπίζει ότι θα σχηματίσει μια πνευματική αναπαράσταση όλων των πολύπλοκων διαδικασιών αλληλοσύνδεσης που αποτελούν το κλιματικό μας σύστημα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο κατασκευάσαμε μαθηματικά μοντέλα και υπολογιστές…

Ο ρόλος της σωρευτικής γνώσης

Εξίσου σημαντικό είναι και το γεγονός ότι μπορούμε να επεκτείνουμε τον νου μας και στον νου των συνανθρώπων μας. Αυτό που κάνει το είδος μας μοναδικό είναι ότι έχουμε τη δυνατότητα να σωρεύουμε πολιτιστική γνώση. Ένας πληθυσμός ανθρώπινων εγκεφάλων είναι πολύ πιο... έξυπνος από κάθε μεμονωμένο εγκέφαλο.

Η επιστήμη άλλωστε είναι μια κατ’εξοχήν συνεργατική υπόθεση. Είναι αυτονόητο ότι κανένας επιστήμονας δεν θα είναι ικανός να ξετυλίξει τα μυστήρια του σύμπαντος από μόνος του. Αλλά συλλογικά οι επιστήμονες μπορούν να το κάνουν. Όπως έγραψε ο Νεύτωνας, «θα μπορούσε να δει περισσότερα αν στεκόταν στους ώμους γιγάντων».

Σήμερα, όλο και λιγότεροι άνθρωποι κατανοούν τι συμβαίνει στην αιχμή της θεωρητικής φυσικής. Η ενοποίηση της κβαντικής μηχανικής και της θεωρίας της σχετικότητας θα είναι αναμφισβήτητα εξαιρετικά δύσκολη. Το ίδιο ισχύει και για την κατανόησή μας για το πώς ο ανθρώπινος εγκέφαλος δημιουργεί συνείδηση, νόημα και σκοπιμότητα. Αλλά υπάρχει στα αλήθεια κάποιος καλός λόγος να υποθέσουμε ότι αυτά τα ερωτήματα δεν θα απαντηθούν ποτέ;

Ένα πείραμα...

’Simpletons.’ Credit: Sebastian Kaulitzki/Shutterstock

Ας κάνουμε ένα πείραμα σκέψης. Φανταστείτε ότι κάποιοι «εξωγήινοι ανθρωπολόγοι» είχαν επισκεφτεί τον πλανήτη μας πριν από περίπου 40.000 χρόνια για να ετοιμάσουν μια επιστημονική έκθεση σχετικά με τις γνωστικές δυνατότητες του είδους μας. Θα μπορούσαν να φανταστούν ότι αυτοί οι παράξενοι γυμνοί πίθηκοι που ζούσαν στον πλανήτη θα μπορούσαν ποτέ να ανακαλύψουν τη δομή του ηλιακού μας συστήματος, την καμπυλότητα του χωροχρόνου ή ακόμα και τις δικές τους εξελικτικές καταβολές; Τη στιγμή εκείνη, όταν οι πρόγονοί μας ζούσαν ακόμα σε μικρές ζώνες κυνηγών-τροφοσυλλεκτών, μια τέτοια εξέλιξη θα φάνταζε πολύ απίθανη.

We’ve come a long way. Credit: iurii/Shuttestock

Αν και οι άνθρωποι είχαν αρκετά εκτεταμένες γνώσεις για τα ζώα και τα φυτά στο άμεσο περιβάλλον τους και γνώριζαν αρκετά για τη φυσική των καθημερινών αντικειμένων, δεν υπήρχε διαφαινόμενη προοπτική επιστημονική δραστηριότητα. Δεν υπήρχε γραφή, μαθηματικά, καμία τεχνητή συσκευή για την επέκταση της γκάμας των αισθητήριων οργάνων μας. Κατά συνέπεια, σχεδόν όλες οι πεποιθήσεις των ανθρώπων αυτών για την ευρύτερη δομή του κόσμου ήταν εντελώς λανθασμένες. Τα ανθρώπινα όντα δεν είχαν ιδέα για τις πραγματικές αιτίες των φυσικών καταστροφών, των ασθενειών ή σχεδόν οποιουδήποτε άλλου φυσικού φαινομένου.

We know about non-Euclidean geometry and space-time curvature, courtesy of Einstein’s general theory of relativity. Credit: Balcer/wikimedia commons

Από βιολογική άποψη, δεν είμαστε διαφορετικοί από ό, τι ήμασταν πριν από 40.000 χρόνια, αλλά τώρα γνωρίζουμε τα βακτηρίδια και τους ιούς, το DNA και τα μόρια, τα σουπερνόβα και τις μαύρες τρύπες, το πλήρες φάσμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος και μια ευρεία σειρά άλλων περίεργων πραγμάτων. Γνωρίζουμε επίσης τη μη-Ευκλείδεια γεωμετρία και την καμπυλότητα χωροχρόνου. Τα μυαλά μας έχουν φτάσει σε αντικείμενα εκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τον πλανήτη μας, αλλά και σε εξαιρετικά μικροσκοπικά αντικείμενα πολύ κάτω από τα αντιληπτικά όρια των αισθητήριων οργάνων μας. Χρησιμοποιώντας διάφορες επιστημονικές κατακτήσεις και εργαλεία, οι άνθρωποι έχουν επεκτείνει σημαντικά την κατανόησή τους για τον κόσμο.

Η βιολογία δεν είναι πεπρωμένο

Daniel Dennett, Lawrence Krauss and Massimo Pigliucci discuss The Limits Of Science @ Het Denkgelag

Το παραπάνω πείραμα σκέψης πρέπει να είναι μια συμβουλή ενάντια στην απαισιοδοξία για την ανθρώπινη γνώση. Ποιος ξέρει τι άλλες συσκευές που θα επεκτείνουν το μυαλό μας και τι θα ανακαλύψουμε για να ξεπεράσουμε τους βιολογικούς μας περιορισμούς;

Αν αναλογιστείτε αυτό που έχουμε ήδη επιτύχει στο διάστημα του μικρού μας περάσματος από το σύμπαν, το να θεωρήσουμε ότι έχουμε πεπεράσει το σύμπαν της γνώσης είναι τουλάχιστον αλαζονικό. Η βιολογία άλλωστε δεν είναι πεπρωμένο.

«Μόλις θέσετε μια ερώτηση που ισχυρίζεστε ότι δεν θα μπορέσουμε ποτέ να απαντήσουμε, ενεργοποιείτε την ίδια τη διαδικασία που μπορεί να αποδείξει εσάς λάθος: θέτετε ένα θέμα προς έρευνα», όπως εύστοχα το θέτει ο φιλόσοφος Daniel Dennett.

Πηγές: https://theconversation.com/human-intelligence-have-we-reached-the-limit-of-knowledge-124819 - https://tvxs.gr/news/sci-tech/mipos-exoyme-ftasei-sta-oria-tis-epistimonikis-gnosis