Τρίτη 24 Νοεμβρίου 2009

Μικροί εγκέφαλοι επιλύουν μεγάλα προβλήματα

Τα έντομα μπορεί να έχουν μικροσκοπικούς εγκεφάλους αλλά μπορούν να εκτελέσουν πραγματικά εντυπωσιακές νοητικές λειτουργίες.

Σύμφωνα με έναν ολοένα αυξανόμενο αριθμό μελετών, κάποια έντομα μπορούν να μετρήσουν, να κατηγοριοποιήσουν αντικείμενα, ακόμα και να αναγνωρίσουν ανθρώπινα πρόσωπα -και όλα αυτά με έναν εγκέφαλο που έχει το μέγεθος της κεφαλής μίας καρφίτσας.
Παρά τις πολλές προσπάθειες για σύνδεση του όγκου του εγκεφάλου ενός ζώου με το βαθμό της ευφυΐας του, οι επιστήμονες υποστηρίζουν πλέον πως αυτό που έχει περισσότερο σημασία είναι η πολυπλοκότητα των συνδέσεων μεταξύ των εγκεφαλικών κυττάρων. Η μελέτη αυτών των συνδέσεων -που είναι πιο εύκολη στους μικρούς εγκεφάλους- ενδεχομένως να βοηθήσει τους ερευνητές να κατανοήσουν πώς λειτουργούν οι μεγαλύτεροι εγκέφαλοι, μεταξύ αυτών και ο ανθρώπινος.
Εάν κατανοήσουν πως λειτουργεί ο σχετικά μικρός αριθμός κυττάρων για να επεξεργαστούν πολύπλοκες έννοιες, τότε ίσως να μπορέσουν να δημιουργήσουν «εξυπνότερους» υπολογιστές, που θα πραγματοποιούν κάποιες από αυτές τις λειτουργίες.
«Το ερώτημα είναι: Εάν τα έντομα μπορούν να πραγματοποιήσουν τέτοιες λειτουργίες με τόσο μικρούς εγκεφάλους, γιατί χρειάζεται να έχουμε μεγαλύτερους εγκεφάλους;» αναρωτιέται ο Lars Chittka, που παρουσίασε τα επιχειρήματά του μαζί με τον συνάδελφό του, Jeremy Niven, στο επιστημονικό περιοδικό Current Biology. «Το μεγαλύτερο δεν είναι απαραίτητα και καλύτερο, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις συμβαίνει το εντελώς αντίθετο.»
Επειδή είναι ευφυή ζώα με μεγάλους εγκεφάλους, οι άνθρωποι έχουν την τάση να πιστεύουν πως οι μεγάλοι εγκέφαλοι είναι και ευφυέστεροι. Παρόλα αυτά, οι επιστήμονες έχουν βρει ελάχιστα στοιχεία που να υποστηρίζουν αυτή την άποψη, σύμφωνα με τον Chittka. Οι μελέτες που έχουν καταλήξει σε αυτούς τους συσχετισμούς είναι όλο προβλήματα. «Εάν κάνει κάποιος πολλές μετρήσεις, στο τέλος θα βρει μία που να δείχνει πως υπάρχει συσχετισμός.»
Από την άλλη, υπάρχουν πολλά στοιχεία που δείχνουν πως το συνολικό μέγεθος δεν έχει καμία σχέση με τη δύναμη του εγκεφάλου. Στους ανθρώπους, τα άτομα που έχουν μεγαλύτερο κεφάλι δεν έχουν και υψηλότερο δείκτη ευφυΐας. Οι φάλαινες, των οποίων ο εγκέφαλος ζυγίζει πάνω από 9 κιλά και έχουν πάνω από 200 δις νευρώνες, δεν είναι εξυπνότερες από τους ανθρώπους, των οποίων ο εγκέφαλος ζυγίζει μόλις 1,360 γραμμάρια και έχει 85 δις νευρώνες.
Αντί να συμβάλλουν στην ευφυΐα, οι μεγάλοι εγκέφαλοι απλά βοηθούν στην υποστήριξη των μεγαλύτερων σωμάτων, που έχουν μεγαλύτερους μύες να συντονίσουν και λαμβάνουν περισσότερες αισθητικές πληροφορίες. Όπως και με τους υπολογιστές, ο Chittka υποστηρίζει πως το μέγεθος του εγκεφάλου απλά προσφέρει μεγαλύτερο χώρο αποθήκευσης, ενώ απαιτείται περισσότερη ενέργεια για την υποστήριξή του.
Σε μικρότερη κλίμακα, οι επιστήμονες προσπερνούν πλέον την ιδέα ότι οι ακρίδες, τα μυρμήγκια, οι μέλισσες και άλλα έντομα είναι απλές μηχανές που ανταποκρίνονται σε διάφορες καταστάσεις με προβλέψιμους τρόπους, όπως υποστηρίζει η Sarah Farris, εξελικτική νευροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Δυτικής Βιρτζίνια, στο Μόργκανταουν. Η μία μελέτη μετά την άλλη δείχνει πως τα έντομα μπορούν για την ακρίβεια, να αλλάξουν τη συμπεριφορά τους αναλόγως των καταστάσεων.
Οι μέλισσες, που απετέλεσαν το επίκεντρο της μελέτης του Chittka, έχουν μικροσκοπικούς εγκέφαλους με λιγότερους από ένα εκατομμύριο νευρώνες. Εντούτοις, τα έντομα μπορούν να κατηγοριοποιήσουν τα σχήματα ως συμμετρικά ή ασύμμετρα. Μπορούν να επιλέξουν αντικείμενα, βασιζόμενα στην έννοια του «ίδιου» και του «διαφορετικού». Μπορούν, επίσης, να μάθουν να σταματούν να πετούν μετά από έναν ορισμένο αριθμό οροθεσιών, παρά μετά από μία συγκεκριμένη απόσταση.
Τα μυρμήγκια και οι μέλισσες είναι γνωστό ότι έχουν πολύπλοκα κοινωνικά συστήματα. Μαζί με άλλα έντομα, μπορούν να κινηθούν με πολλούς διαφορετικούς τρόπους προκειμένου να επικοινωνήσουν ή να μετακινηθούν.
Οι μέλισσες, για παράδειγμα, μπορούν να τσιμπήσουν με το κεντρί τους, να ψάξουν για τροφή, να φυλάξουν το μελίσσι και να κουνήσουν τα φτερά τους για να κάνουν αέρα, μαζί με άλλες 50 και πλέον συμπεριφορές. Το πλήθος των συμπεριφορών, που έχουν τα έντομα, ξεπερνά ακόμα και αυτό των σπονδυλωτών.
«Είναι εκπληκτικά έξυπνες,» προσθέτει ο Chittka. «Ίσως να μας προκαλεί τόση εντύπωση γιατί πιστεύουμε πως οι μικροί εγκέφαλοι δεν μπορούν να κάνουν τόσο περίπλοκα πράγματα.»
Για την ακρίβεια, οι επιστήμονες υπολόγισαν πως ελάχιστες εκατοντάδες νευρώνες είναι αρκετοί για τη λειτουργία του μετρήματος, ενώ κάποιες χιλιάδες μπορούν να υποστηρίξουν την αντίληψη. Οι μηχανικοί ευελπιστούν πως θα μπορέσουν να χρησιμοποιήσουν αυτού του είδους την πληροφορία για να σχεδιάσουν προγράμματα, που θα μπορούν να αναγνωρίζουν πρόσωπα από διαφορετικές γωνίες, αποστάσεις και συναισθηματικές καταστάσεις. Αυτό είναι κάτι που μπορούν να κάνουν οι μέλισσες, αλλά ακόμα δεν μπορούν να κάνουν οι υπολογιστές.
«Το να γνωρίζουμε με ποιον τρόπο λειτουργεί ένα έντομο και παρουσιάζει περίπλοκες συμπεριφορές, έχοντας έναν εγκέφαλο εκατομμύρια φορές μικρότερο από τον ανθρώπινο, διευκολύνει να οραματιστούμε πως μπορούμε να δημιουργήσουμε κι εμείς κάποιες από αυτές τις συμπεριφορές,» σημείωσε η Farris.
«Είναι υπέροχο να βλέπεις πως επιτέλους τα έντομα συγκρίνονται ισάξια με τα σπονδυλωτά। Μπορεί να έχουν μικρότερους εγκεφάλους αλλά οι εγκέφαλοί τους είναι αρκετά περίπλοκοι για να εκτελούν τέτοιες λειτουργίες.»

Share on Facebook

CERN: Ξανά σε λειτουργία ο LHC

Μία πρώτη δέσμη πρωτονίων διέτρεξε χωρίς προβλήματα και νωρίτερα από ό,τι αναμενόταν το μεγαλύτερο επιταχυντή σωματιδίων στον κόσμο, ο οποίος τέθηκε την Παρασκευή ξανά σε λειτουργία έπειτα από μία διακοπή 14 μηνών εξαιτίας σοβαρής βλάβης, ανακοίνωσε το Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικής Έρευνας (CERN).
«Μία δέσμη, η οποία κινείτο στη φορά των δεικτών του ρολογιού παρήχθη χθες (σ.σ. Παρασκευή) στις 22:00 (23:00 ώρα Ελλάδας). Είναι ένα σημαντικό στάδιο στην προοπτική των πρώτων αποτελεσμάτων φυσικής στον LHC (Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων) που αναμένονται το 2010», αναφέρει το CERN σε ανακοίνωσή του.
Περίπου στις 16:00 της Παρασκευής (17:00 ώρα Ελλάδας) το CERN, που έχει την έδρα του στη Γενεύη, έθεσε και πάλι σε λειτουργία τον LHC, προχωρώντας στις πρώτες δοκιμές έγχυσης μορίων πρωτονίων. Η κυκλοφορία μίας δέσμης σωματιδίων στη διάρκεια μερικών λεπτών είχε προβλεφθεί αρχικά για τις 07:00 (08:00 ώρα Ελλάδας) του Σαββάτου.
Καθώς οι πρώτες δοκιμές έγχυσης σωματιδίων ήταν αποφασιστικές, το CERN αποφάσισε να επισπεύσει κατά μερικές ώρες την κυκλοφορία της δέσμης. «Είναι θαυμάσιο να βλέπεις να κυκλοφορούν και πάλι πρωτόνια στον LHC», ανέφερε στην ανακοίνωσή του ο γενικός διευθυντής του CERN Ρολφ Χόιερ.
«Έχουμε ακόμη δρόμο να διανύσουμε, προκειμένου να αρχίσουμε να κάνουμε φυσική, αλλά αυτό το ξεκίνημα είναι ένα μεγάλο βήμα προς τα εμπρός», πρόσθεσε ο Χόιερ.
Ο μεγάλος επιταχυντής αδρονίων, που κατασκευάσθηκε στο πλαίσιο προγράμματος που κόστισε πολλά δισεκατομμύρια ευρώ, έχει ως στόχο να επιτρέψει την εξέλιξη της γνώσης ως προς τη σύσταση της ύλης και του σύμπαντος.
Ο επιταχυντής υπέστη δύο διαδοχικές βλάβες λίγες ώρες μετά την πανηγυρική έναρξη της λειτουργίας του στις 10 Σεπτεμβρίου 2008. Η πρώτη βλάβη παρουσιάσθηκε λιγότερο από 48 ώρες μετά την έναρξη του μεγάλου πειράματος και η δεύτερη, που κρίθηκε σοβαρή, στις 19 Σεπτεμβρίου, προκάλεσε τη διακοπή της λειτουργίας του μεγάλου επιταχυντή. Έκτοτε το CERN ασχολείται με την αποκατάσταση των ζημιών, εγκαθιστώντας νέα συστήματα ασφαλείας κατά μήκος του τούνελ, η κατασκευή του οποίου διήρκεσε δώδεκα χρόνια και απασχόλησε 7.000 φυσικούς.


ΑΝΤ1
Παρασκευή 12:01, ανανέωση: Σάββατο 10:28