Wetenschap en Technologie in het nieuws

12-08-2010

'Autisme te zien op hersenscan'

AMSTERDAM - Het is mogelijk om met behulp van een hersenscan vast te stellen of iemand autisme heeft. Dat beweren Britse wetenschappers in een nieuwe studie.

© ANP
De onderzoekers van het King’s College in Londen hebben een computerprogramma ontwikkeld dat tekenen van autisme kan herkennen op een hersenscan.

De methode leidt in 90 procent van alle gevallen tot een juiste diagnose. Dat schrijven de wetenschappers in The Journal of Neuroscience.

Blote oog

Kenmerken van autisme zijn met het blote oog niet te zien op hersenscans. “Maar de computer kan aan de hand van een scan razendsnel vaststellen of iemand autisme heeft”, verklaart onderzoeker Declan Murphy op BBC News. “Ook al ziet het brein van die persoon er op het eerste gezicht heel normaal uit.”

Op dit moment wordt de diagnose autisme nog gesteld door experts die een inschatting maken op basis van het gedrag van mensen en hun scores bij verschillende testen.


Proefpersonen

Het onderzoek van de Britse wetenschappers werd uitgevoerd met 40 proefpersonen. Bij de helft van de deelnemers aan het experiment was de diagnose autisme al gesteld op de traditionele manier.

Van alle deelnemers aan het onderzoek werd een hersenscan gemaakt. Vervolgens slaagde het door de onderzoekers ontwikkelde computerprogramma er in om bij 90 procent van alle proefpersonen succesvol te bepalen of ze autisme hadden of niet.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

12-08-2010

Wetenschappers ontwikkelen hersenchip

Onderzoekers uit Calgary hebben een microchip gemaakt die met hersencellen kan communiceren en patiënten met Alzheimer en Parkinson kan helpen .

Een team van de universiteit van Calgary, Canada dat geleid wordt door Naweed Syed heeft uitgevonden hoe het de zogenaamde neurochip kan laten communiceren met hersencellen van dieren.



"We zijn nog nooit in staat geweest om subtiele activiteit van hersencellen zoals nu vast te leggen. Dit is eigenlijk de laatste limiet", zo vertelde Syed op dinsdag.

De nieuwe technologie die ontwikkeld is samen met het National Research Council en nog deze maand gepubliceerd wordt in het blad Biomedical Microdevices, verbetert de vorige chip van Syeds team uit 2004 die hersencellen van slakken in de gaten hield. Deze konden toen al in de gaten gehouden worden, omdat de slakhersencellen groter zijn en makkelijker om te manipuleren. Daarnaast kunnen hersencellen van slakken zich vermenigvuldigen.

De nieuwe neurochip is in staat om elektrische en chemische 'gesprekken' tussen hersencellen waar te nemen en subtiele activiteit in het brein op te vangen. Zodra wetenschappers eenmaal toegang hebben tot deze gebieden, kunnen medicijnen accurater en sneller worden toegediend.

De komende maanden begint het team met het testen van het toedienen van medicijnen via de siliconen chip. Dit gebeurt door de chip in hersencellen te leggen die verwijderd zijn uit een epilepsiepatiënt.

De onderzoekers hopen daarnaast dat de chip op een dag mensen in staat stelt om een robotarm of -been te besturen, iets wat op dit moment alleen nog in de films kan. "Ik weet niet zeker of ik die bionische hybrid nog ga zien, je weet wel, dat hele Terminator-idee, maar we gaan er zeker aan werken", aldus onderzoeker Collin Luk.

Bron: CBC News,

(techzine.n)

13-08-2010

Wetenschappelijke samenwerking met Hong Kong

Wetenschappers uit Nederland en Hong Kong gaan samenwerken op het gebied van wiskunde, scheikunde, astronomie en computerkunde. Daartoe hebben de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) en een vergelijkbare organisatie in Hong Kong donderdag een overeenkomst gesloten.

Volgens NWO is het belangrijk dat excellente wetenschappers uit Hong Kong in contact komen met hun collega's in Nederland. ,,Ze moeten een relatie opbouwen, zodat ze samen kunnen zoeken naar antwoorden op complexe onderzoeksvragen. De wetenschappers kunnen elkaar op de hoogte brengen van nog niet gepubliceerde onderzoeksresultaten, zodat ze uiteindelijk samen tot eminent wetenschappelijk werk komen'', aldus Louis Vertegaal, sectiedirecteur van NWO.

NWO en het Research Grants Council (RGC) van Hong Kong stellen acht reisbeurzen beschikbaar en geld voor vier workshops, waarvan er twee in Nederland worden gehouden en twee in Hong Kong. Wetenschappers hebben tot 30 november de tijd om een onderzoeksvoorstel in te dienen. De metropool Hong Kong, met ongeveer 7,5 miljoen inwoners, zoekt in toenemende mate samenwerking met westerse landen.

(depers.nl)

20-08-2010

'Nieuwe borstel maakt tandpasta overbodig'

AMSTERDAM - Canadese wetenschappers hebben een elektrische tandenborstel ontwikkeld die tandpasta overbodig maakt.

© Inertia Stock
De tandenborstel is ontworpen door onderzoekers van de Universiteit van Saskatchewan en werkt volledig op zonne-energie. Het apparaat heeft een zonnepaneel dat via een draad elektronen naar het bovenste deel van de borstel transportreert.

De elektronen reageren met het zuur in het speeksel van de poetser en zorgen voor een chemische reactie die tandplak en bacteriën afbreekt. Tandpasta wordt hierdoor in theorie overbodig, zo meldt nieuwssite Physorg.com.

Tandvleesontsteking

Bij experimenten in het laboratorium slaagden de wetenschappers er in om met de chemische reactie uit de tandenborstel verschillende bacteriële cellen uit te roeien, die tandvleesontsteking veroorzaken.

De tandenborstel zal binnenkort worden getest door 120 proefpersonen. Het Japanse bedrijf Shiken wil het apparaat vervolgens op de markt brengen onder de naam Soladey-J3X.


Rekenmachine

De elektrische tandenborstel hoeft niet lang in de zon te liggen om op te laden. Het apparaat heeft ongeveer evenveel licht nodig als een rekenmachine die op zonne-energie werkt.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

26-08-2010

Enkel molecuul superscherp in beeld

Is aftasten het nieuwe kristalliseren?
De vraag komt in elke scheikundeklas wel een keer langs:“kun je zo’n molecuul niet zien dan? Onder een supersterke microscoop misschien?” Scheikundeleraren hadden geen keus en moesten altijd ontkennend antwoorden. Maar nu niet meer. Twee onderzoekslabs presenteerden kort na elkaar hun methoden om één enkel molecuul haarscherp in beeld te brengen. Door voorzichtig af te tasten benaderden zij de scherpte van de zeer tijdrovende kristallografische structuurbepaling.


De eerste pasfoto van een pentaceenmolecuul. Afbeelding: © Science magazine

Zwitserse onderzoekers van IBM waren ietsjes eerder met hun ontdekking, die ze overigens deelden met hun Utrechtse collega’s van het Deybe Nano-instituut. Ze maakten vorig jaar goede sier met hun nog ietwat korrelige plaatje van pentaceen in het wetenschappelijke tijdschrift Science. Het plaatje ontstond door één enkel molecuul af te tasten met een AFM-naald. Tot zover niks nieuws. Maar doordat ze een koolstofmonooxide molecuul aan de punt van de naald hingen, maten de onderzoekers meer dan alleen de hoogte van het molecuul.

Het quantummechanische Pauli-effect begon ook een rol te spelen. Dat is het principe dat twee elektronen nooit tegelijk op één plaats kunnen zijn. Als de elektronen van het CO-molecuul in de buurt komen van de elektronen van het pentaceen, stoten die elkaar af. Alle elektronen zijn namelijk negatief geladen, en net als twee magneetjes die je met de min-pool tegen elkaar probeert te houden, stoten die elkaar af. Daarmee maakten ze de eerste ‘foto’ van één los molecuul. In het Engelstalige filmpje hieronder leggen ze het nog eens uit:

Dit is revolutionair, omdat het ze nu zelfs lukte in het platte molecuul te kijken. En wat bleek? Het klassieke bol-en stokmodel dat in de scheikunde al jaren gebruikelijk is als theoretisch hulpmiddel, lijkt dichter bij de werkelijkheid te liggen dan het bolvullende model dat tot voor kort nog als realistischer werd beschouwd. Begin deze maand presenteerden ze een nieuwe doorbraak in hun onderzoek. Het lukte om een onbekend molecuul mede door deze methode te identificeren.

Nog scherper
Duitse onderzoekers van het Forschungszentrum Jülich deden daar nog een schepje bovenop. Zij verkregen een nog iets betere resolutie door niet een CO-molecuul, maar twee deuteriumatomen aan de punt van hun STM-tastnaald te hangen. De STM-methode tast niet alleen, maar meet ook de geleiding van kleine elektrische stroompjes door het monster heen. Bij de meting gebeurde echter iets geks met het Pauli-effect, dat niet voorkwam bij de gebruikelijke koolstof-naald.

Normaal gesproken wordt de geleiding door het monster (in dit geval het molecuul PTCDA) exponentieel groter als de naald het monster nadert. Logisch, want dan wordt de afstand die het stroompje door de lucht moet afleggen, kleiner. Kleine verschillen in stroom worden dan moeilijk te meten. Maar in dit experiment steeg de geleiding maar een klein beetje, en zakte soms zelfs iets in. De onderzoekers leggen uit dat het Pauli-effect in dit geval een ander eindresultaat heeft. De elektronen van het deuterium ‘duwen’ de elektronen van het PTCDA in een andere baan rond hun kern. Daardoor komt er ruimte voor de deuterium-elektronen om nog dichter bij het PTCDA te komen en kan de deuterium-naald dus nauwkeuriger te meten.


Bovenaan het beeld van een gewone STM-tastmicroscoop. In het midden het beeld van de Duitse groep en onderaan de molecuulformule van PTCDA. Afbeelding: © Forschungszentrum Jülich

.Nuttig?
De plaatjes komen aardig dicht in de buurt van de kristallografische plaatjes die de gouden standaard vormen. Maar in tegenstelling tot die methode, die heel tijdrovend kan zijn, is deze meting in een dagje gepiept.

Voor kleine moleculen is het verschil nog niet zo groot, maar met eiwitten zou dit veel kunnen schelen. “Eiwitkristallografie laat je de driedimensionale stuctuur van een molecuul bepalen. Het is een krachtige methode, maar werkt helaas niet voor alle eiwitten. Het zou geweldig zijn als we met deze nieuwe STM-methode die lastige eiwitten kunnen onderzoeken”, aldus promovendus eiwitkristallografie Willem Jan Waterreus van de Universteit Leiden.

Voorlopig werkt de STM-methode alleen voor platte, kleine moleculen. Eiwitten daarentegen zijn bolletjes en bovendien een stuk groter. Zelf denken de onderzoekers dat het kan. Waterreus denkt echter dat het zo’n vaart niet zal lopen: “Ik denk dat het nog wel even zal duren voordat het zover is. De ervaring leert dat het werken met eiwitten erg lastig kan zijn.”

De methode is volgens natuurkundig professor Jan Ruitenbeek wellicht dan ook nuttiger voor het identificeren van moleculen. De makers van de methode gaan daar nu ook het eerst op inzetten. Uit de geleiding van de STM-stroompjes zou namelijk theoretisch ook te bepalen moeten zijn, over welk atoom het binnen een molecuul gaat.



De atomaire-krachtmicroscoop uit 1986 behoort tot een nieuwe generatie van microscopen. Gerd Binning en Heinrich Rohrer inspireerden zich op hun scanning tunneling microscoop, waarvoor ze datzelfde jaar de Nobelprijs kregen. Een scanning tunneling microscoop (STM) ‘kijkt’ niet naar een object maar tast, als een blinde met blindenstok, het voorwerp af. Het centrale deel van de microscoop is de probe waarmee een voorwerp wordt afgetast. Het puntje van deze probe, de tip, is zo scherp dat het in één enkel atoom eindigt. Omdat er altijd een kleine elektrische stroom tussen de probe en het af te beelden voorwerp moet lopen, blijven ook de toepassingen van STM beperkt tot het aftasten van elektrisch geleidende oppervlakken.

Atomaire-krachtmicroscopie (AFM) combineert een uiterst sterke vergroting met de mogelijkheid om in vloeistof te meten. De probe is geen geleidende naald, maar een minuscuul hefboompje, met erop een scherpe tip (A). De tip drukt op het oppervlak en de bladveer buigt door. De doorbuiging is het gevolg van de afstotende kracht tussen probe en object. Die kracht treedt op wanneer de afstand tussen object en probe zodanig klein wordt gemaakt dat de elektronenbanen van de atomen elkaar overlappen. Wanneer de tip over het preparaat beweegt, volgt daaruit heel precies het hoogteprofiel van een object. Deze beweging wordt geregistreerd door een laserstraal die vanaf het hefboompje terugkaatst naar een detector (B). Door deze beweging in een raster uit te voeren kan de computer punt voor punt een beeld opbouwen. Dat zien de onderzoekers gebeuren op een monitor

(Kennislink)

30-08-2010

Nieuwe 3D-beelden kan je aanraken



Japanse onderzoekers hebben een 3D-televisie uitgevonden die je toelaat zwevende beelden aan te raken. De tv werkt met een camera die de bewegingen van de vingers registreert, en de beelden daaraan kan aanpassen. Gebruikers kunnen zo voorwerpen uitrekken of erin knijpen, zegt Norio Nakamura van het National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.

Toepassingen
De uitvinders zien alvast mogelijke toepassingen bij simulaties van chirurgische ingrepen of videospelletjes, waarbij gamers dan het gevoel krijgen wapens of sportmateriaal vast te houden. "Deze technologie kan ook dienen voor een virtueel museum waarbij bezoekers, onder wie mensen met visuele handicaps, hun handen kunnen leggen op kostbare objecten waar je normaal niet mag aankomen," zegt Nakamura. (sam)

(HLN)

30-08-2010

Plastic organel in menselijke cellen

Nijmeegse wetenschappers hebben een plastic nanobolletje met enzymen door een cel laten opnemen. Het kunstmatige organel bleef daar niet alleen intact, ook de enzymen die erin zaten konden stoffen uit het cytoplasma omzetten. Uiteindelijk hopen de wetenschappers hiermee ziekten te verhelpen die veroorzaakt worden door een tekort aan bepaalde enzymen. Ze publiceerden hier deze week over in het tijdschrift Angewandte Chemie.

Eigenlijk zijn cellen net huisjes. Ze bestaan uit afgesloten kamertjes met allemaal een eigen functie. Sommige compartimenten zorgen voor eiwitproductie, afbraak of bescherming. Die laatste functie hebben Nijmeegse wetenschappers nu van de natuur nagebootst.

Het experiment
Ze bouwden een compartimentje op nanoschaal (114 nm), van polymeren die zelf een bolletje vormen. Aan de buitenkant steken daar signaaleiwitten uit, die ervoor zorgden dat de bolletjes door menselijke cellen werden opgenomen. Eenmaal in de cellen werden de bolletjes niet opgeruimd, maar bleven de plastic organellen meerdere dagen intact. Puur het ontsnappen aan de cellulaire vuilniswagen was echter nog niet genoeg voor de wetenschappers.

De kunstmatige organellen zijn uiteindelijk bedoeld om medicijnmoleculen ín de cel te laten werken. Veel ziekten worden veroorzaakt doordat enzymen in de cellen van het lichaam niet goed werken. Als medicijn kan het enzym worden aangevuld, waardoor de cel weer beter kan functioneren. Helaas werkt dat niet zo lang. Cellen breken namelijk continu eiwitten (en dus ook enzymen) af. Door de enzymen in te pakken in een plastic nanocontainertje zouden ze beschermd worden tegen afbraak, terwijl ze hun werk nog wel goed kunnen doen.


De polymeren vormen zelf een bolletje, omdat de waterafstotende delen naar elkaar toe trekken. Ook vangen ze zo automatisch wat water met daarin de functionele enzymen in het midden. Afbeelding: © Stijn van Dongen, Radboud Universiteit

.Om dit te testen, vulden ze de bolletjes met een in onderzoek veelgebruikt enzym uit mierikswortel, Horse Radish Peroxidase (HRP). Dit eiwit kan in de aanwezigheid van genoeg waterstofperoxide het stofje TMB oxideren zodat dit helderblauw van kleur wordt. Ook kunnen die moleculen gemakkelijk door het nanocontainertje bij de enzymen komen, omdat de container een beetje poreus is. Zo kun je heel makkelijk zien of het enzym ook in de nanocontaintertjes in de cellen werkte. En dat bleek te lukken.
Op dit filmpje (helaas niet in kleur) zijn menselijke cellen te zien die de nanobolletjes hebben opgenomen.

De ‘diamantjes’ die je ziet verschijnen, zijn kristallen van geoxideerd TMB. Er wordt als het ware zoveel TMB geproduceerd, dat het als neerslag in de oplossing zichtbaar wordt.

En dan?
De weg naar het ziekenhuis is nog lang, maar chemicus prof. Jan van Hest zegt dat deze benadering zeer veel mogelijkheden biedt om op celniveau processen te bestuderen en te beïnvloeden. “We kijken in onze groep naar de oplossingen die de natuur heeft ontwikkeld en proberen die zo goed mogelijk met nanotechnologie te imiteren. Met succes.”

Bron:
Cellular Integration of an Enzyme-Loaded Polymersome Nanoreactor
Stijn F. M. van Dongen,Wouter P.R. Verdurmen e.a. Angewandte Chemie.

(Kennislink)

02-09-2010

We staan op het punt te bewijzen dat het universum geen schepper nodig heeft"



Natuurkundige wetten laten toe dat een heelal zichzelf uit het niets creëert beweert Stephen Hawking in nieuw boek"Omwille van de wet van de zwaartekracht heeft het universum zichzelf weten te scheppen, uit het niets. De spontane schepping is de reden waarom al het andere bestaat, waarom het universum bestaat, waarom wij bestaan". Volgens Stephen Hawking staan we op het punt om de M-theorie of de "Theorie van alles" te ontdekken.

Het universum had om te ontstaan geen God nodig, zo zegt de Britse astrofysicus Stephen Hawking in een nieuw te verschijnen boek waarvan de krant The Times donderdag uittreksels heeft gepubliceerd.

"Heeft het universum een schepper nodig? Neen", antwoordt de beroemdste Britse wetenschapper. "De hand van God was niet nodig voor de creatie van het heelal, want dit heeft zichzelf gevormd, volledig logisch volgens de wetten van de fysica", aldus Hawking.

"Universum wist zichzelf te scheppen uit het niets"
"Omwille van de wet van de zwaartekracht heeft het universum zichzelf weten te scheppen, uit het niets. Die spontane schepping is de reden waarom al het andere bestaat, waarom het universum bestaat, waarom wij bestaan".

"Het is dus niet nodig God in te roepen om het universum te activeren", besluit Hawking, die daarmee breekt met zijn eerdere visie. Die luidde dat het beschouwen van God als de Schepper van de kosmos niet vloekte met de wetenschap.

De theorie van alles is een (nog niet bestaande) theorie die de verschillende fundamentele theorieën in de natuurkunde met elkaar verenigt. Zo'n theorie zou alle elementaire deeltjes en de fundamentele natuurkrachten in één model samenbrengen. Dit model zou dan hebben gegolden in de allereerste minieme fractie van een seconde na de oerknal. Einstein trachtte in zijn laatste levensjaren al een unificatie van alle natuurwetten te bereiken.

Het op 9 september te verschijnen nieuwe boek "The Grand Design" haalt de theorie van Isaac Newton onderuit die zegt dat het universum zonder de hand Gods niet had kunnen ontstaan. (afp/mvl)

HLN)

02-9-2010

'Niet-drinker éérder dood dan alcoholist'



AMSTERDAM - Geheelonthouders sterven gemiddeld eerder dan mensen die wel af en toe een drankje drinken. Sterker nog, de sterftecijfers van niet-drinkers zijn zelfs hoger dan die van alcoholverslaafden.

Dat blijkt uit nieuw Amerikaans wetenschappelijk onderzoek, meldt Time Magazine dinsdag. De cijfers vormen onderdeel van het langdurige onderzoek onder de titel Alcoholism: Clinical and Experimental Research. De sterftecijfers van de afgelopen 20 jaar werden hiervoor onder de loep genomen.

Sociale controle
Mensen die gemiddeld drie alcoholische consumpties per dag drinken – en dan met name rode wijn - doen het het best. Zij zijn volgens dit onderzoek het gezondst bezig. Het stimuleert de bloedsomloop en is goed voor het hart. Daarnaast is het goed voor het sociale leven. Immers, vrienden en familie kunnen aan de bel trekken als je teveel drinkt, verklaren de onderzoekers.

Stress
Maar hoe kan het toch dat geheelonthouders gemiddeld korter leven? Mensen die niet drinken, bevinden zich vaak in de lagere sociale klasse, luidt de verklaring. Ze hebben minder geld te besteden en ondervinden meer stress door hun banen en de opvoeding van hun kinderen. Daardoor drinken ze minder, maar zijn ze wel gevoeliger voor stress en ziektes die het leven uiteindelijk bekorten.

Maar een nog belangrijkere reden is dat alcohol zorgt voor 'sociaal samenzijn': lekker naar de kroeg en drinken met vrienden. En dit is essentieel voor een goede lichaam en geest, stellen de onderzoekers. Niet-drinkers zijn bovendien gevoeliger voor depressie omdat ze de feestjes overslaan.

Waarschuwing
Waar het onderzoek nog geen antwoord op heeft, is waarom de grote risico's op leverproblemen en kanker - waar drinkers mee te maken krijgen - niet terugkomen in de gemiddeld lage sterftecijfers onder de 'heavy users'. De onderzoekers waarschuwen daarom wel: 'Geniet, maar drink met mate'.

(Volkskrant)

03-09-2010

Wetenschappers werken aan onzichtbare kleren



Australische wetenschappers zijn op weg om onzichtbare kleren te maken. Licht kan zo gemanipuleerd worden dat het objecten onzichtbaar maakt, zegt doctoraatsstudent Alessandro Tuniz van de afdeling Fotonica en Optische Wetenschap van de universiteit van Sydney.

Brekingsindex
De theorie draait rond de brekingsindex, de snelheid waarmee licht door een substantie gaat. Metamaterialen absorberen licht. Metaal reflecteert licht en glas vertraagt het, dat is wat het licht zichtbaar maakt. Hoe dikker het materiaal, hoe meer licht het absorbeert. Tuniz werkt nu aan onzichtbare draden door vezels te verkleinen tot een nanoschaal, waarbij ze toch hun interne structuur behouden. "De onzichtbaarheid wordt gerealiseerd door de brekingsindex van de metamateriaalvezels gelijk te krijgen met de omgeving," zegt Tuniz aan news.com.au.

Golflengte
Tuniz en zijn collega's hebben vezels gemaakt die 100 microns dik zijn, maar om onzichtbare draden te hebben, moeten ze nog 100 keer kleiner. Indien ze daarin slagen, zal het metamateriaal enkel onzichtbaar zijn in licht met een bepaalde golflengte. Zo zullen de draden bv. 'verdwijnen' in rood licht, maar nog steeds zichtbaar zijn in groen. (sam)

(HLN)

05-09-2010

Oerrund blijkt superieur en wordt dus teruggefokt

AMSTERDAM - Nederlandse wetenschappers en natuurbeheerders willen het in de 17de eeuw uitgestorven oerrund, de kolossale wilde voorvader van het moderne rund, terugfokken. Het oerrund zou de ideale herbivoor zijn om de ‘nieuwe oernatuur’ van de Ecologische Hoofdstructuur en het Europese Natura 2000 te begrazen en te voorkomen dat die dichtgroeit.

De huidige grote grazers, zoals Schotse hooglanders, Galloways en Heckrunderen, zijn daarvoor minder geschikt, stellen de initiatiefnemers, de Nijmeegse Stichting Taurus – die met eigen kuddes natuurlijke begrazing verzorgt op terreinen van Staatsbosbeheer en Natuurmonumenten – en wetenschappers van Wageningen Universiteit, Universiteit Utrecht en diverse buitenlandse instellingen.

Zo hebben Schotse hooglanders een zwak kuddeverband, waardoor ze gebieden niet intensief genoeg begrazen. Galloways (van origine vleesrunderen) zijn niet ‘zelfredzaam’ doordat hun kalveren bij de geboorte te groot zijn, wat geregeld tot problemen leidt. En Heckrunderen zijn vaak te agressief voor het publiek, en daarmee ongeschikt voor openbaar toegankelijke natuurgebieden.

Oerrund 2.0
Een ‘Oerrund 2.0’ zou al die nadelen niet hebben, zeggen Ronald Goderie en Henri Kerkdijk van Stichting Taurus. Het oerrund was een grote herbivoor die zowel gras, boombast als twijgen at. Hij leefde in kuddeverband en was, met een schofthoogte van 1,80 meter en forse hoorns, een imposante verschijning. ‘Een ideale icoon voor de nieuwe Europese oernatuur’, aldus Goderie en Kerkdijk.

De initiatiefnemers denken het oerrund te laten herleven via een combinatie van moleculaire genetica en klassieke foktechnieken. Dna van het oerrund wordt uit oude botten gehaald en vergeleken met het genoom van het moderne rund, dat in 2008 compleet in kaart is gebracht.

De geschiktste runderrassen worden ingezet voor het fokprogramma dat het oerrund via terugkruisingen zal reconstrueren. De initiatiefnemers verwachten veel van primitieve Zuid-Europese rassen als de Italiaanse Maremmana en de Spaanse Pajuna en Limia, grote dieren die zich al eeuwen in half wilde staat handhaven.

Kalfjes
Afgelopen voorjaar zijn de eerste kalfjes geboren, onder meer kruisingsproducten van Maremmana en Pajuna. Vorige week zijn in natuurgebied Keent bij Grave hooglanders en Maremmana-koeien geïnsemineerd met Spaans Limia-sperma.

Het oerrund echt laten herleven is overigens onmogelijk, zegt Johan van Arendonk, hoogleraar Fokkerij en Genetica in Wageningen en adviseur van het project. ‘Je kunt een uitgestorven diersoort nooit volledig terugkrijgen. Hooguit iets dat het dier benadert.’

(Volkskrant)

09-09-2010

Schrijven dokters binnenkort ook muziek voor?



Schotse onderzoekers gaan onderzoeken of het voorschrijven van een bepaalde soort muziek patiënten met veel pijn of een zware depressie ook kan helpen. De onderzoekers, verbonden aan Caldeonian University in Glasgow, hopen een computerprogramma te kunnen schrijven om muziektherapie op maat van de individuele patiënt voor te kunnen schrijven.

Dat gaat een pak verder dan de huidige bevindingen over muziektherapie zoals 'snelle muziek verbetert je humeur' of 'trage muziek kalmeert'.

Uitgebreide analyse
Daarom zullen de onderzoekers zowel de melodie, als het ritme en de teksten in verschillende composities analyseren. "De emotie in muziek ontstaat door een combinatie van factoren. Toon, structuur en technische aspecten spelen een rol, net als teksten en subjectieve factoren, zoals de locatie of je humeur toen je het nummer voor het eerst hoorde", legt geluidstechnicus Don Knox uit. "Wij gaan nagaan welke factor welke rol speelt, en hoe ze elkaar beïnvloeden."

Emotionele ordening
Het team hoopt ook muziek te catalogeren op emotie. Een groep vrijwilligers heeft digitale opnames als gelinkt aan emoties, de wetenschappers hebben die muziek al uitgebreid geanalyseerd.

"Als het mogelijk wordt om muziek te organiseren en doorzoeken op basis van emotionele inhoud, dan kunnen we een computerprogramma schrijven dat de beste muziek voor een bepaalde patiënt selecteert", klinkt het.

Fijnere opdeling
Sommige onlinemuziekwinkels catalogeren muziek al als 'gelukkig' of 'verdrietig', maar de Schotten willen veel fijner gaan. "Wij willen meer categorieën, minder ruime categoriën en vooral een stevige wetenschappelijke basis. Daarmee zal veel meer mogelijk zijn", aldus Knox. (edp)

(HLN)

09-09-2010

Wetenschappers vinden trekstraal uit

WASHINGTON - Trekstralen of ‘tractor beams’, energiestralen die objecten kunnen verplaatsen, zijn niets nieuws voor sciene-fictions fans. Maar nu bestaan ze echt, althans voor heel kleine objecten.



Onderzoekers van de Australian National University hebben een apparaat gebouwd dat kleine objecten anderhalve meter kan verplaatsen door er alleen maar een lichtstraal op de richten.

Laserstraal

Het apparaat werkt door een holle laserstraal door kleine glasdeeltjes te schijnen. De lucht om het deeltje wordt warm, maar het middelste gedeelte van de straal blijft koud.

Wanneer het deeltje de warme rand van de laser aanraakt, wordt hij terug in het midden gestuiterd, waardoor hij netjes op zijn plek kan blijven.

Volgens onderzoeker Andrei Rhode van de Universiteit, werkt de methode ook over afstanden langer dan anderhalve meter. “We konden niet verder testen dan anderhalve meter, omdat onze laser niet verder reikte”, aldus Rhode tegen de Amerikaanse nieuwszender FOX News.

Nut

Omdat de techniek warmte nodig heeft om werken, kan de trekstraal niet in de ruimte gebruikt worden, zoals bijvoorbeeld in Star Trek. Maar hier op Aarde zijn er genoeg mogelijkheden voor de trekstraal.

“De laser kan bijvoorbeeld gebruikt worden om extreem schadelijke chemicaliën te verplaatsen”, vertelt Rhode. “Een soort microscopische reageerbuis.”

(Telegraaf)

14-09-2010

Hoe volwassen is jouw brein?

Vijf minuten in de scanner geeft wetenschappers een idee van je 'hersenleeftijd'

Wetenschappers kunnen aan een korte hersenscan zien hoe volwassen je brein ongeveer is. Hoewel de techniek nog niet nauwkeurig genoeg is om ontwikkelingsstoornissen al op te kunnen sporen, hopen de onderzoekers wel dat dit er in de toekomst van gaat komen.

Achttien Amerikaanse wetenschappers kwamen eraan te pas om een methode te vinden waarmee een hersenscanner je kan vertellen of je brein, voor jouw leeftijd, de ‘normale leeftijd’ heeft en zich dus juist heeft ontwikkeld. Uiteindelijk hopen de onderzoekers hiermee stoornissen die zich juist kenmerken door abnormale ontwikkeling – zoals schizofrenie en autisme – al op vroege leeftijd op te kunnen sporen. Vandaag publiceren ze hierover in het prestigieuze vakblad Science.

Het geheim zit hem in de korte-afstandsverbindingen tussen verschillende hersengebiedjes. Kleine kinderen hebben hier heel veel van, maar als je opgroeit en je brein rijpt, worden alle verbindingen die je niet gebruikt ‘weggesnoeid’. Wat overblijft tegen de tijd dat je volwassen bent, is een brein dat efficiënter werkt, omdat alleen die verbindingen in stand zijn gebleven die je ook echt nodig hebt.


De onderzoekers gebruikten een functional connectivity magnetic resonance imaging scanner (fcMRI). Deze werkt, net als een ‘gewone’ fMRI-scanner, door te meten naar welke delen van het brein meer zuurstofrijk bloed gaat. Het verschil is dat een fcMRI extra goed is in het zien van de verbindingen (de groene en oranjerode lijnen) tussen de hersengebiedjes (de bolletjes), terwijl een ‘gewone’ fMRI juist de activiteit binnen een gebiedje toont. Afbeelding: © Science / AAAS

Een meetlat voor hersenvolwassenheid
Het achttienkoppige team legde van 238 normaal ontwikkelende vrijwilligers, allemaal tussen de zeven en dertig jaar oud, vast hoe hun brein eruitzag. Met die resultaten maakten de wetenschappers een soort meetlat, waarmee ze de hersenen van een groep nieuwe vrijwilligers konden vergelijken. Ondanks dat geen enkel brein natuurlijk precies hetzelfde is, werkte hun ‘meetlat’ vrij goed: hij kon voor 55 procent de variatie tussen de breinen verklaren als verschillen in rijpheid en volwassenheid. Lang geen perfecte score, maar gezien de enorme individuele diversiteit in onze hersenen toch een flinke prestatie.

Die individuele verschillen maken het vooralsnog wel moeilijk om de wens van de onderzoekers te vervullen en met behulp van de ontwikkelingsscans stoornissen als autisme en schizofrenie op te sporen. Voordat het echt zover is, moet eerst de meetlat verbeterd worden. Dat kan misschien met betere apparatuur, of door nog veel meer vrijwilligers te scannen om zo de natuurlijke variatie tussen de individuele hersenen nauwkeuriger in beeld te brengen.

Bron
Dosenbach et al, Prediction of Individual Brain Maturity Using fMRI. Science (10 september 2010), pagina 1358 – 1361.

(Kennisink)

20-09-2010

Wetenschappers ontdekken 'Homer Simpson-gen'

Onderzoekers hebben een gen ontdekt dat de intelligentie van muizen aantast. Als het gen is uitgeschakeld zijn de muizen aanzienlijk slimmer en minder vergeetachtig. De wetenschappers spreken van een 'Homer Simpson-gen'.


Homer Simpson is niet de slimste mens

Dat meldt het Duitse weekblad Der Spiegel.

Het is nog onduidelijk welke gevolgen het uitschakelen van het gen RGS14, genoemd naar de niet bijster intelligente vader van cartoonheld Bart Simpson, heeft.

Droom
Of het uitschakelen van het Homer Simpson-gen ook positieve gevolgen heeft voor mensen is nog onduidelijk. Het bestaan van het gen is al veertien jaar bekend, maar dit effect nog niet. Het gen regelt diverse signaaloverdrachten in de hersenen die worden geassocieerd met leren en het geheugen.

Het gen zit in de CA2 regio, onderdeel van de hippocampus, die regio speelt een belangrijke rol bij het vormen van nieuwe herinneringen. De CA2 regio heeft echter geen rol in het samenstellen van het langetermijngeheugen.

Intelligentie
John Hepler van de Emory Universiteit in de Amerikaanse stad Atlanta hebben nu onderzoek gedaan naar het Homer Simpson-gen bij muizen. De knaagdieren hadden ineens een stabieler lange-termijngeheugen.

De onderzoekers beschrijven hun onderzoeksresultaten in het tijdschrift Proceedings van de Nationale Academie van Wetenschap van Amerika.

Door Maartje Willems

(Elsevier)

24-09-2010

Einstein had gelijk: hoe hoger je staat, hoe sneller de tijd tikt



Wie op de bovenste verdieping van een wolkenkrabber leeft, wordt sneller ouder dan iemand in een bungalow. Het gaat natuurlijk slechts om extreem kleine verschillen, maar onderzoekers hebben bewezen dat Albert Einstein gelijk had.

Einstein stelde al in een theorie dat een klok sneller tikt naarmate ze zich verder van de grond bevindt. Hoewel dat gegeven al jaren geaccepteerd wordt, kan het tijdsverschil nu voor het eerst met opmerkelijke accuraatheid gemeten worden. Met de meest exacte klokken ter wereld ontdekten ze dat de tijd al sneller tikt door simpelweg de trap op te lopen.

Het gaat afhankelijk van de hoogte echter maar om miljoensten en miljardsten van een seconde op basis van een mensenleven. Volgens de onderzoekers tikken de klokken op hoogte sneller, omdat ze minder beïnvloed worden door de zwaartekracht. Het principe werkt evenwel niet in vliegtuigen omdat die zich voorwaarts bewegen. (gb)

(HLN)

24-09-2010

Carnaval der misverstanden



Het leven is onvoorspelbaar en vaak teleurstellend. Om ons daar tegen te wapenen en om het allemaal draaglijk te maken, koesteren we heel veel heerlijke illusies. De leukste elf op een rijtje.

1. ‘Mijn kind heeft nu eenmaal puberhersenen’

U bent er inmiddels wel mee vertrouwd: deskundigen die in praatprogramma’s uitgebreid komen vertellen dat het puberbrein echt ‘anders’ is, en dan plechtig concluderen dat het daarom geen wonder is dat pubers zich zo onaangepast en onaangenaam gedragen, totdat hun brein ‘volgroeid’ is. Dergelijke theorieën werden drie jaar geleden plotseling populair, tijdens de discussie over onderwijsvernieuwing. Toen zouden neurologen (aangevoerd door hoogleraar Jelle Jolles) wel even laten zien dat dat verfoeide ‘nieuwe leren’, met veel zelfstandig werken, helemaal niks was voor pubers. Dat klopt, het nieuwe leren is inderdaad een ramp. Maar ligt dat aan het onvolgroeide brein? Het is vast een hele troost voor ouders die elk dag een hysterisch reagerende, puisterige puber te vreten moeten geven, maar ‘puberbrein’ is niet meer dan een modieus maatschappelijk excuus. Wie goed naar dat brein kijkt, en duizenden breinen middelt, zal vast wel een of ander verschil vinden. Maar is dat daarmee het probleem? Slechts een op de vijf tieners ondergaat tijdens de tienerjaren een periode waarin hij of zij zich verward en diep ongelukkig voelt. Verreweg de meesten noemen zichzelf gelukkig en hebben een goede relatie met hun ouders. Dat zijn westerse cijfers: elders op aarde is het aantal puberale probleemgevallen nog lager. En daarmee keren we terug bij een momenteel niet-modieuze conclusie: ‘puberen’ is grotendeels een cultureel verschijnsel – waarschijnlijk deels veroorzaakt door imitatie, deels doordat ouders dergelijk gedrag uitlokken en verergeren door de reële problemen van hun kinderen op te vatten als ‘puberen’. Dat is ook om wild van te worden.

2. ‘Ik behandel mijn kinderen allemaal hetzelfde’

Ja toch? U houdt toch van allemaal even veel? Misschien is dat zo, maar ondertussen maken ouders wel degelijk onderscheid. Vader én moeder geven stiekem de voorkeur aan een aantrekkelijk kind. Dat krijgt meer aandacht, en minder straf, dan zijn lelijke broertje of zusje. Daarnaast zijn vaders onbewust aardiger voor kinderen die op hen lijken. (Wellicht omdat niet-gelijkende kinderen van een andere vent kunnen zijn?) Voor moeders speelt gelijkenis geen rol (ze wéét dat ze de moeder is) maar die geven weer duidelijk de voorkeur aan kinderen die hetzelfde karakter als zij hebben. Aldus de Utrechtse psychologe Marianne Heijkoop, die in februari hierop promoveerde.

3. ‘Leren brengt je hogerop!’

Ja, dat denken ouders vaak. Dat je kind door goed te leren, door hoge cijfers te halen, maatschappelijk carrière kan maken. Klinkt logisch. Maar vergeet het maar. De Nijmeegse sociologe Nicole Tieben worstelde zich een jaar geleden door de levengeschiedenissen van 7.500 mensen, geboren tussen 1914 en 1985, en constateerde dat onderwijs wel iets heeft bijgedragen aan vermenging van de lagere sociale regionen (te vinden in vmbo-havo) maar dat het vwo (en zijn voorgangers) al een eeuw lang een onoverkomelijk bolwerk is van de kinderen der hoger opgeleiden. Kinderen uit ‘mindere’ milieus die vanwege hun intelligentie toegelaten zouden kunnen worden, kiezen toch voor de havo, of ze redden het uiteindelijk niet of, als ze het vwo tóch afmaken, kiezen ze veel te vaak voor het hbo in plaats van de universiteit. Wie voor een dubbeltje geboren is, wordt op school nooit een kwartje.

4. ’k Heb geloof ik een midlifecrisis…’

De term midlifecrisis had aanvankelijk iets zeer sjieks. Hij komt namelijk uit de kunstsociologie. In 1965 beweerde de kunstcriticus Elliott Jacques dat je het leven van grote kunstenaars in drieën kon delen: een zeer productieve, creatieve vroege fase, een vergelijkbare ‘late bloei’ – maar daartussenin, wanneer ze zo tussen de 40 en 50 jaar oud zijn, zouden ze een artistiek magere, door twijfel gedomineerde ‘midlifecrisis’ doormaken. Alleen grote kunstenaars, uiteraard – maar dat is een rekbaar begrip gebleken. Sinds een jaar of dertig maakt elke vent een dergelijke donkere periode door, gekenmerkt door (ahum) existentiële twijfels omtrent de zin van zijn bestaan. Deze onvermijdelijke crisis zou gepaard gaan met lichte depressies (verzopen in de drank) dan wel euforische buien waarbij ze leren broeken en bloemetjesoverhemden gaan dragen, en een versleten Harley aanschaffen. Of hun vrouw inruilen voor een strakker model.

Onvermijdelijk. Denkt men. Maar er is niet veel (vooral geduldig) onderzoek voor nodig om aan te tonen dat a) dergelijke uitspattingen net zo vaak voorkomen bij dertigers en vijftigers, ofwel dat b) slechts een op de vijf à tien van de veertigers zich op een gegeven moment zo gedraagt, en b) dat verreweg de meeste veertigers hun leven juist zeer positief ervaren en helemaal niks geks doen.

5. ‘Dat heb ik verdrongen!’

Iedereen weet waar dat idee vandaan komt: Freud. Die beweerde dat de spontane uitlatingen en gedragingen van zijn cliënten (om maar te zwijgen van hun dromen) allerlei nare, ‘verdrongen’ herinneringen en verlangens verrieden, die hij dan vervolgens reconstrueerde (waarna menige cliënt weigerde om zijn ‘verklaring’ te aanvaarden – maar dat had Freud wel voorzien). Stapels onderzoek laten zien dat dit helaas niet waar is. Verdringing bestaat niet. Mensen die traumatische ervaringen hebben doorstaan (oorlogen, rampen, incest) kunnen zich dat meestal goed (vaak maar ál te goed) herinneren.

Ook de beroemde tweede hypothese van Freud, dat men dergelijke ervaringen moet ‘herbeleven’ om er overheen te komen, ligt inmiddels op de vuilnishoop der wetenschap. U hoeft er niet over te praten, sterker nog: het vaak ophalen van een traumatische herinnering kan het leren leven met de ervaring verstoren.

6. ‘Mijn eerste ingeving is altijd de beste!’

De emotie is altijd sneller dan het verstand. Vandaar dat we vaak het advies krijgen om eerst even na te denken, om eerst tot tien te tellen, alvorens te reageren. En tegelijkertijd koesteren we de gedachte dat de intuïtie, de eerste ingeving, de beste is. De populariteit van deze overtuiging wordt waarschijnlijk veroorzaakt door ons selectieve geheugen: als we bij een tentamen een eerste, ‘impulsief’ gegeven antwoord naderhand corrigeren, en we doen dat per abuis van goed naar fout (en we ontdekken dat later), dan onthouden we een dergelijke blunder veel beter dan wanneer we een impulsief fout antwoord naderhand ‘goed’ verbeteren. De ‘goede’ intuïtie maakt zo meer indruk dan de foute. Maar is de eerste ingeving echt beter of niet? Onderzoekers die stapels tentamens van studenten doorploegden om de daarin aangebrachte correcties na te vlooien, kwamen tot de conclusie dat tweederde van de veranderingen verbeteringen zijn; eenderde is fout. De eerste ingeving zit er dus vaak naast. Overigens is het wel zo (zoals psycholoog Ap Dijksterhuis vaststelde) dat mensen achteraf tevredener zijn over een impulsieve aankoop dan over een aankoop waar ze lang over hebben staan dubben.

7. Ik doe aan zelfont­plooiing!

Meditatie, mindfulness, de goeroe van de maand – de media doen er alles aan om u ervan te doordringen dat u uw ware potentie nog niet hebt bereikt. Dat u nog een heleboel ‘persoonlijke groei’ kunt doormaken. En bij dat soort zwevend gezwam hoort de mythe dat we maar 10 procent van onze grijze massa gebruiken. Een opmerking die keihard aantoont dat er géén verband is tussen de populariteit van een opinie en haar absurditeit. De herkomst van dit verhaal moet waarschijnlijk gezocht worden bij de grote Amerikaanse psycholoog William James. Die heeft in een interview ooit gezegd dat de gemiddelde mens maar 10 procent van zijn intellectuele vermogens gebruikt. Hij zei dus heel wat anders – maar napraters maakten daar ‘hersenen’ van, en speculeerden dat in het zogenaamd stille deel uw spirituele en bovennatuurlijke gaven verborgen zitten. Er is uiteraard geen enkel deel van uw hersenen dat de chirurg straffeloos, zonder kwalijke gevolgen, weg kan snijden. Maar gebruiken we, zoals James lekker sarrend opmerkte, onze intellectuele vermogens niet optimaal? Mogelijk. Om daar achter te komen, zult u toch echt iets anders moeten doen dan op een matje gaan zitten en uw ogen sluiten. Mediteren is immers hetzelfde als een dutje doen. Een moeilijk boek lezen, bijvoorbeeld. Maar daar heeft u natuurlijk geen tijd voor. De tv wacht!

8. ‘Ik kan best twee dingen tegelijk!’

Multitasken heet dat. Het wonderlijke vermogen van met name de jeugd van tegenwoordig om meerdere dingen tegelijk te doen, en dan vooral huiswerk maken in combinatie met surfen en msn’en. Ouders die hun kinderen deze drie dingen zagen doen, hoefden zich volgens de multimediagoeroes geen zorgen te maken: de moderne techniek had volgens hen een nieuwe mens geschapen. Helaas. Mensen kunnen maar één ding (goed) tegelijk. Afgelopen zomer publiceerde Paul Kirschner, onderwijspsycholoog aan de open Universiteit, een onderzoek naar de cijferlijsten van scholieren die (bij wijze van multitask-maat) actief waren op Facebook. Dergelijke kletskousen scoorden voor hun tentamens gemiddeld ruim één punt lager dan andere scholieren.

9. ‘Ik ben eigenlijk best wel bijzonder!’

Driekwart van de automobilisten vindt dat ze beter rijden dan de gemiddelde automobilist. Dat betekent dat minimaal een kwart van de automobilisten zichzelf zwaar overschat. Net zo denkt driekwart van de studenten dat ze bovengemiddeld zijn, en denkt driekwart van de Nederlanders dat ze bovengemiddeld grappig zijn. Uit het Humor-onderzoek 2010 (dat verder geen enkele pretentie heeft) blijkt dat we ons gevoel voor humor gemiddeld een 7,2 geven. De leukste bekende Nederlander, Ruben Nicolai, kreeg ook een 7,2; Paul de Leeuw een magere 6,5. Overigens denkt honderd procent van de deelnemers aan talentenshows dat ze talent hebben. Daar ziet u de elite der zelfoverschatters.

10. ‘Ik ben zo groen bezig!’

Biologische producten zijn momenteel anderhalf tot twee keer zo duur als gewone producten. Gevolg: slechts een op de dertig consumenten koopt wel eens iets ‘groens’. En dat nauwelijks uit overtuiging. Als ‘groene’ producten nog eens 10 procent duurder zouden worden, zou het overgrote deel van die ‘groene’ consumenten ze verder links laten liggen. En de niet-groene consument, die heeft er überhaupt geen trek in: als ‘groene ‘producten even duur zouden worden als gewone, zou de grote meerderheid er nog steeds niks van kopen. Misschien maar goed ook, want onderzoek laat zien dat ‘groene’ consumenten onuitstaanbaar zijn. Ze vinden zichzelf net iets ‘beter’ dan de rest, en zijn daardoor egoïstischer en asocialer. Hetzelfde effect doet zich overigens ook voor bij mensen die zichzelf een ‘slachtoffer’ vinden. Omdat ze zo zielig zijn, menen ze meer rechten te hebben dan anderen, met als gevolg dat zelfbenoemde ‘slachtoffers’ asocialer en minder hulpvaardig zijn.

11. ‘Ik ben de baas!’

Helaas. Hersenonderzoek laat zien dat ruim voordat uw eigen ‘ik’ zogenaamd een besluit neemt, de betreffende actie al onbewust door uw brein is afgesproken en voorbereid. Daarna brengt uw brein uw ‘ik’ op de hoogte, dat uit pure onwetendheid denkt dat het de actie zelf heeft verzonnen. Als, door een of andere stoornis of ingreep, uw brein iets volkomen onlogisch beslist, verzint uw taalcentrum in een flits een ‘logische’ reden die uw ‘ik’ vervolgens vol overtuiging uitdraagt. Uw ‘Ik’ heeft niets te vertellen.

(depers.nl)

24-09-2010

Ook lezers Nature wantrouwen wetenschappers


Een van de grafieken uit het onderzoek van Nature

AMSTERDAM - Zelfs wetenschappelijk onderlegde burgers hebben, enkele onderwerpen uitgezonderd, niet heel veel vertrouwen in wat wetenschappers zeggen over alles van stamcellen tot grieppandemieën. Dat blijkt uit een enquete onder 21 duizend lezers van Nature en Scientific American, in opdracht van beide bladen, die donderdag is vrijgegeven. De ondervraging gebeurde zowel in de VS als daarbuiten en online.

Uit de enquete komt naar voren dat wetenschappers wel als de betrouwbaarste bron worden gezien van infornatie over wetenschappelijke, medische of technische kwesties. Daarnaast worden ook vrienden en bekenden genoemd als goeie bronnen, niet-gouvernementele organisaties en actiegroepen. Journalisten, bedrijven, bestuurders en kerkleiders worden niet erg betrouwbaar tot ronduit ongeloofwaardig gevonden.

Aanzienlijk vertrouwen
Op een schaal van 1 tot en met 5 scoren wetenschappers met een 4 aanzienlijk vertrouwen. Dat geldt echter voor lang niet alle onderwerpen. Weinig twijfel is er aan wat ze zeggen over evolutie, duurzame energie en het heelal. Maar onderwerpen als stamcellen, kankeroorzaken en remedies, kernenergie, klimaatverandering krijgen minder vertrouwen. Ronduit laag is het vertrouwen in wat wetenschappers beweren over genetisch gemanipuleerde gewassen, bestrijdingsmiddelen, antidepressiva en griep.

Uit de online ondervraging blijkt ook dat bijna de helft er van overtuigd is dat kernenergie moet worden uitgebannen; tweederde van de Europeese respondenten zegt zich ongemakkelijk te voelen bij de risico's van kernenergie. Een kwart denkt dat nanotechnologie te weinig in de weg wordt gelegd; 28 procent van de Amerikanen en 23 procent Europeanen ziet serieuze risico's aan nanotech. Ruim eenvijfde is tegen dierproeven, net als eenvijfde tegen genetisch gemanipuleerde gewassen is. In Amerika is 13 procent ronduit tegen, in Europa 23 procent. Minder dan tien procent van de respondenten is tegen het gebruik van embryo´s voor onderzoek.

Grieppandemieën
Amerikanen hebben wel veel vaker vertrouwen in de uitspraken van wetenschappers over grieppandemieën dan Europeanen; bijna 70 procent zegt die ter harte te nemen, tegen 31 procent hier. Volgens de enqueteurs waren Europese media veel negatiever over de griepcampagnes van bijvoorbeeld de WHO dan de Amerikaanse.

Respondenten in Frankrijk, Japan en Australië hebben de meeste twijfels over een menselijke oorzaak voor klimaatverandering. Wel geven velen aan dat ze het afgelopen jaar meer in die richting zijn opgeschoven.

Aan de enquete deden 21 duizend vrijwilligers van beide bladen mee. Een op de vijf van hen had een academische opleiding. Door het vrijwillige karakter van de poll zijn de uitkomsten niet representatief voor opinies en opvattingen in de bevolking in het algemeen, waarcshuwen ook de onderzoekers.

(Volkskrant)

27-09-2010

VN stellen contactpersoon voor buitenlands leven aan



B-H-V is nog niet gesplitst en de Palestijnse staat zal niet voor morgen zijn, maar interplanetair zit de mensheid wél op schema: de Verenigde Naties willen een wetenschapper aanstellen als contactpersoon voor het geval we buitenaards leven op de koffie krijgen.

De keuze van de VN voor de functie viel op Mazlan Othman, een bij het grote publiek zo goed als onbekende Maleisische astrofysica. Othman is momenteel het hoofd van het 'bureau voor buitenaardse zaken' van de VN, het Office for Outer Space Affairs (Unoosa). Volgende week moet de Maleisische haar nieuwe functie bespreken tijdens een wetenschappelijke conferentie in het Britse Buckinghamshire.

"Aannemelijker dan ooit"
In het vergadercentrum van de Royal Society moet Othman aan de afgevaardigden uitleggen hoe de recente ontdekking van honderden planeten rond andere sterren het vinden van buitenaards leven aannemelijker maakt dan ooit tevoren. Dat betekent ook dat de Verenigde Naties de respons van de mensheid op elk 'first contact' moeten kunnen coördineren.

In een meeting met collega's verklaarde Othman: "De voortdurende zoektocht naar tekenen van buitenaards leven, door verschillende instellingen, bevat onze hoop dat de mensheid op een dag buitenaardse levensvormen zal ontdekken. Als het zover komt, moeten we een gecoördineerde respons klaar hebben die rekening houdt met alle gevoeligheden omtrent die materie. De VN bieden een mechanisme dat geknipt is voor zo'n rol."

Signalen
Professor Richard Crowther van de UK Space Agency, een expert in ruimtebestuur en -problematiek, toont zich alvast zeer opgetogen over de keuze voor Othman. "Ze is zonder enige twijfel dé persoon die op zo'n niveau een klare kijk kan behouden."

Crowther gaat er echter van uit dat onze eerste contacten met buitenaards leven eerder radio- of lichtsignalen van een verre planeet zullen zijn dan wezens die op aarde landen. En, zo geeft hij aan, zelfs als we die 'aliens' in levende lijve ontmoeten, zullen het wellicht eerder microbes dan intelligente wezens zijn. (hlnsydney/tw)

(HLN)

27-09-2010

NASA brengt luchtvervuiling in de wereld in kaart



Bron: NASA
Wetenschappers proberen al lang de luchtvervuiling te meten, maar tot nu toe was het niet mogelijk dat accuraat te berekenen. NASA heeft met de hulp van satellieten de verdeling van de luchtvervuiling in de wereld in kaart gebracht.

De kaart zal een belangrijk instrument worden voor wetenschappers die het optreden van vroegtijdige sterfte onderzoeken. In de ontwikkelingslanden worden bijvoorbeeld toestellen gebruikt om de aanwezigheid van deeltjes van maximaal 2,5 micrometer in diameter vast te stellen. Die deeltjes zijn al klein genoeg om in de longen verstrikt te raken en astma en bronchitis te veroorzaken.

Op veel plaatsen in ontwikkelingslanden is het echter niet mogelijk om de luchtkwaliteit accuraat te meten. Met satellieten van NASA brachten twee onderzoekers de verdeling van de luchtvervuiling over de wereld in kaart. Kleine stofdeeltjes in de lucht zijn op sommige plaatsen van natuurlijke oorsprong. In gebieden met een hoge bevolkingsdichtheid, zoals in het oosten van China, is de luchtvervuiling het hoogst. Dat heeft te maken met het gebruik van fossiele brandstoffen. (gb)

(HLN)

quote:

Op maandag 27 september 2010 07:30 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
27-09-2010

VN stellen contactpersoon voor buitenlands leven aan

[ afbeelding ]

B-H-V is nog niet gesplitst en de Palestijnse staat zal niet voor morgen zijn, maar interplanetair zit de mensheid wél op schema: de Verenigde Naties willen een wetenschapper aanstellen als contactpersoon voor het geval we buitenaards leven op de koffie krijgen.

De keuze van de VN voor de functie viel op Mazlan Othman, een bij het grote publiek zo goed als onbekende Maleisische astrofysica. Othman is momenteel het hoofd van het 'bureau voor buitenaardse zaken' van de VN, het Office for Outer Space Affairs (Unoosa). Volgende week moet de Maleisische haar nieuwe functie bespreken tijdens een wetenschappelijke conferentie in het Britse Buckinghamshire.

"Aannemelijker dan ooit"
In het vergadercentrum van de Royal Society moet Othman aan de afgevaardigden uitleggen hoe de recente ontdekking van honderden planeten rond andere sterren het vinden van buitenaards leven aannemelijker maakt dan ooit tevoren. Dat betekent ook dat de Verenigde Naties de respons van de mensheid op elk 'first contact' moeten kunnen coördineren.

In een meeting met collega's verklaarde Othman: "De voortdurende zoektocht naar tekenen van buitenaards leven, door verschillende instellingen, bevat onze hoop dat de mensheid op een dag buitenaardse levensvormen zal ontdekken. Als het zover komt, moeten we een gecoördineerde respons klaar hebben die rekening houdt met alle gevoeligheden omtrent die materie. De VN bieden een mechanisme dat geknipt is voor zo'n rol."

Signalen
Professor Richard Crowther van de UK Space Agency, een expert in ruimtebestuur en -problematiek, toont zich alvast zeer opgetogen over de keuze voor Othman. "Ze is zonder enige twijfel dé persoon die op zo'n niveau een klare kijk kan behouden."

Crowther gaat er echter van uit dat onze eerste contacten met buitenaards leven eerder radio- of lichtsignalen van een verre planeet zullen zijn dan wezens die op aarde landen. En, zo geeft hij aan, zelfs als we die 'aliens' in levende lijve ontmoeten, zullen het wellicht eerder microbes dan intelligente wezens zijn. (hlnsydney/tw)

(HLN)

28-09-2010

VN: "Geen ambassadeur voor buitenaardse wezens"

Het ruimtevaartbureau van de Verenigde Naties, Unoosa, ontkent dat er binnenkort een ambassadeur wordt benoemd voor het geval er contact is met buitenaardse wezens. Zondag had de Sunday Times gemeld dat de VN zich opmaken om iemand te benoemen die, zo er contact is met E.T., de eerste zal zijn om dit te doen. Die eer zou de directrice van de Unoosa te beurt vallen. Als hoofd van de in Wenen zetelende Unoosa verwees de Maleisische astrofysicaspecialiste Mazlan Othman het bericht naar het rijk der fabelen. "Het artikel van de Sunday Times is absurd", zegt Othman. "De opdracht van het bureau voor ruimtevaartaangelegenheden is door de Algemene Vergadering omschreven en er is geen project om de huidige opdracht te wijzigen." (afp/lpb)

(HLN)

30-09-2010

Rusland gaat hotel in de ruimte bouwen



Een comfortabel hotel voor ruimtetoeristen dat begin 2016 opent. Dat ambitieuze plan van het Russische bedrijf Orbital Technologies werd aangekondigd door Sergueï Kostenko, directeur van de initiatiefnemende maatschappij.

"De eerste module van het ruimtehotel kan misschien in 2012-2013 klaar zijn. De uitzetting in de ruimte is voor eind 2015 of begin 2016", verklaarde Kostenko aan het Russische persagentschap RIA-Novosti.

Vier cabines vooer zeven personen
Die eerste module zal een volume van 20 kubieke meter hebben, voorzien zijn van vier cabines en tot zeven personen kunnen huisvesten. Russische Soyoes-raketten zullen de toeristen naar het hotel brengen, dat de naam Commercieel Ruimtevaartstation (CSS) zal dragen. De voeding zal via Progress cargovessels aangevoerd worden.

"Het interieur van het CSS zal in niets gelijken op dat van het ISS: het hotel moet comfortabel zijn. De bezoeker zal er de Aarde kunnen observeren door grote patrijspoorten", aldus Kostenko nog.

Investeerders
Het project is ontwikkeld in samenwerking met de Russische ruimtevaartconstructeur Energia en zal gefinancierd worden door Russische en Amerikaanse investeerders. Een exacte kostprijs is niet bekend. "Een zaak van honderden miljoenen dollars", gaf Kostenko mee. (afp/tw)

(HLN)

29-09-2010

Zoekmachine vindt overeenkomsten in melodieën

UTRECHT - Wetenschapper Peter van Kranenburg van de Universiteit Utrecht heeft een zoekmachine ontwikkeld die overeenkomsten kan vinden tussen melodieën.

© ANP
De onderzoeker schreef de software om verwantschappen te vinden tussen Nederlandse volksliederen. Hij promoveert maandag 4 oktober op zijn werk.

Van oude volksliederen bestaan vaak tientallen varianten. Dat komt doordat de melodieën eeuwenlang van generatie op generatie zijn doorgegeven. Het Meertens Instituut in Amsterdam beheert een grote collectie liedjes die de eerder dit jaar overleden volkskundige en radiomaker Ate Doornbosch had verzameld.

Meer dan vijfduizend van deze wijsjes zijn omgezet in notenschrift. De zoekmachine van Van Kranenburg maakt het mogelijk te bepalen welke melodieën dezelfde oorsprong hebben, ook als zij op sommige plekken verschillen in toonhoogte, ritme of maatsoort.

© ANP

(nu.nl)

30-09-2010

'Oppervlak van aarde verschuift noordwaarts'

AMSTERDAM – Het oppervlak van de aarde verschuift heel langzaam in noordelijke richting. Dat blijkt uit een nieuwe analyse van gegevens van satellieten.

Het aardoppervlak beweegt ieder jaar ongeveer 0,88 millimeter in de richting van de Noordpool. Die verschuiving wordt veroorzaakt door de veranderingen in de watermassa op aarde.

Dat melden wetenschappers van het NASA Jet Propulsion Laboratory en de TU Delft in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Geoscience.

Vooral het smelten van gletsjers sinds het einde van de laatste IJstijd draagt bij aan de beweging van het aardoppervlak.


IJskappen

Doordat gletsjers aan massa verliezen, neemt het gewicht van de ijskappen af en komt het land onder het ijs iets omhoog. Als gevolg daarvan beweegt de buitenste schil van de aarde heel langzaam naar het noorden ten opzichte van het massacentrum van de aarde, zo blijkt uit verschillende rekenmodellen.

“De nieuwe schatting van de verschuiving is aanzienlijk groter dan de verschuivingen die eerdere modellen suggereerden”, verklaart hoofdonderzoeker Xiaoping Wu op Livescience.com

“De verplaatsing van het centrum van de aarde zal ons dagelijks leven niet beïnvloeden. Het is een beweging van minder dan een millimeter per jaar. Pas als het een centimeter zou zijn, zouden we een groot aantal veranderingen zien”, aldus Wu.


GPS

De wetenschappers verzamelden voor hun model verschillende gegevens over de zwaartekracht op aarde, het aardoppervlak en de massa van de oceanen. Daarbij maakten ze gebruik van satellieten en het GPS-systeem.

Een mogelijk gevolg van de verschuiving van het aardoppervlak is wel dat er veranderingen ontstaan in metingen waarmee we wetenschappers bewegingen van satellieten in kaart brengen.

“Satellieten die rond de aarde bewegen verzamelen informatie vanuit de ruimte, maar onze meetinstrumenten staan op aarde. De verschuiving van het aardoppervlak beïnvloed dus de metingen van de bewegingen van satellieten", verklaart Wu.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

http://www.nu.nl/wetensch(...)chemisch-actief.html

quote:

De temperaturen in het ijs van Europa liggen dicht bij de 300 graden onder nul.

quote:

Op dinsdag 5 oktober 2010 00:15 schreef Parafernalia het volgende:
http://www.nu.nl/wetensch(...)chemisch-actief.html
[..]

huh lijkt me nogal moeilijk...

quote:

Op dinsdag 5 oktober 2010 00:15 schreef Parafernalia het volgende:
http://www.nu.nl/wetensch(...)chemisch-actief.html
[..]

Ja hallo, daar hebben we een topic voor

Het Astronomie topic #4

05-10-2010

Supercomputer onderzoekt oorsprong van leven

AMSTERDAM – Een Amerikaanse supercomputer onderzoekt op dit moment hoe ribonucleïnezuur het ontstaan van leven heeft mogelijk gemaakt.

© Thinkstock
De supercomputer in het Oak Ridge National Laboratory van het Amerikaanse Ministerie van Energie kan een chemische reactie simuleren die mogelijk ooit heeft geleid tot het onstaan van de eerste organismen uit ribonucleïnezuur oftewel RNA.

De onderzoekers richten zich bij hun onderzoek op een ribonucleïnezuur dat als katalysator kan optreden bij de zogenaamde Diels-Alder-reactie. Dat is een reactie waarbij verschillende moleculen zo reageren dat er complexere moleculen ontstaan.

“Leven betekent het maken van moleculen die zichzelf reproduceren. Je hebt daarbij moleculen nodig die complex genoeg zijn om dat te doen”, verklaart hoofonderzoeker Jeremy Smith op nieuwssite ScienceDaily.


Moleculen

“Als RNA in staat is om door een chemische reactie complexere moleculen op te bouwen, kan een dergelijke stof mogelijk aanwezig zijn geweest bij de creatie van de eerste bouwstenen van leven”, aldus Smith.

Van RNA wordt al langer vermoed dat het een belangrijke rol speelde bij de vorming van de eerste organismen. Sommige types ribonuceïnezuur zijn namelijk in staat tot zowel het opslaan van genetische informatie als het ontketenen van chemische reacties. Die twee processen zijn onmisbaar bij het creëren van leven.


Magnesium

Tot nu toe zijn de wetenschappers bij het onderzoek echter vooral nieuwe details te weten gekomen over de Diels-Alder-reactie. Het belangrijkste resultaat is de de ontwikkeling van een theoretische verklaring voor het feit dat RNA alleen als katalysator voor de reactie kan optreden wanneer magnesium wordt toegevoegd.

Die eerste bevindingen suggereren volgens de onderzoekers dat de simulatie van de supercomputer geschikt is om veel meer te weten te komen over de werking van ribonucleïnezuur en daardoor mogelijk ook het ontstaan van leven.


Nieuwe inzichten

“Computersimulaties kunnen inzichten in biologische systemen opleveren die je op een andere manier niet kunt verkrijgen”, aldus onderzoeker Smith. “Omdat de structuren van RNA zo vaak veranderen, is de dynamiek nu eenmaal moeilijk te begrijpen. Maar met een simulatie zijn we in staat om verder onderzoek uit te voeren.”

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

06-10-2010

Wetenschappers ontdekken 200 diersoorten

SYDNEY - Een team van wetenschappers heeft 200 onbekende diersoorten ontdekt in Papoea Nieuw Guinea.

Nieuwe diersoortenFotoserie Natuurorganisatie Conservation International (CI) presenteerde de spectaculaire ontdekking woensdag namens de wetenschappers.

Het team van wetenschappers reisde in opdracht van CI naar de onherbergzame hooglanden van Papoea Nieuw Guinea en trof daar onder andere muizen met witte staarten en piepkleine, kleurrijke kikkers.


Ontoegankelijk

Het onderzoeksgebied was zo ongerept en zo ontoegankelijk dat het team een klein vliegtuig, een helikopter en een handgemaakte kano nodig had om de wildernis te trotseren.

Een van de belangrijkste ontdekkingen was volgens onderzoeksleider Steve Richards die van een voorheen onbekende muissoort. ''Om in deze tijd een volledig onbekende zoogdiersoort te ontdekken, dat is behoorlijk cool'', aldus Richards.

© ANP

(nu.nl)

07-10-2010

Gooi al die zelfhulpboeken maar het raam uit

Psychologisch broodje aap: we gebruiken maar 10% van ons brein

Psychologie is overal: in het tijdschriftenrek in de supermarkt, op de tafel in de boekwinkel, in films en op televisie. Maar met al die kennis komen ook een hoop misverstanden in de wereld: broodjes aap, of zoals de schrijvers van het nieuwe boek “De vijftig grootste misvattingen in de psychologie” het noemen, psychomythologie. Kennislink zet de tien meest frappante mythes op een rijtje. Deze week: we gebruiken maar 10% van ons brein.


William James, grondlegger van de functionele psychologie.

Waarschijnlijk komt deze psychomythe uit 1932. Toen schreef journalist Lowell Thomas het voorwoord van een zelfhulpboek met een verrassend moderne titel: How to win friends and influence people. In dat voorwoord haalde hij de beroemde psycholoog William James aan, die ontdekt zou hebben dat we maar 10 procent van ons brein gebruiken.

Nou heeft James dat nooit daadwerkelijk gezegd. Hij was wel van mening dat sommige mensen maar 10 procent van hun intellectuele capaciteiten gebruikten. Thomas nam James’ woorden echter niet al te nauw, en sindsdien is het idee dat 90% van ons brein er maar een beetje bijligt een van de meest hardnekkige broodjes aap in de psychologie.

Elke cel heeft wel een functie


Victor Lamme is naast wetenschapper ook schrijver. In zijn boek De vrije wil bestaat niet vertelt hij hoe hersenscans onze manier van denken over de mens radicaal gaan veranderen. Afbeelding: © Victor Lamme

Hoe zit het dan wel? Nou, zegt Victor Lamme, hoogleraar neuropsychologie aan de Universiteit van Amsterdam, dat ligt er een beetje aan hoe je er tegenaan kijkt. “Als je bedoelt dat er ergens in het brein nog 90% ongebruikte gebieden of cellen zitten is het natuurlijk aantoonbaar onzin. Iedere cel heeft wel een functie.” Maar aan de andere kant zijn die cellen nooit tegelijkertijd in gebruik. Het is dus niet zo dat op elk ogenblik 100% van ons brein aan het werk is. Sterker nog, legt Lamme uit: “Als ik een schatting moet geven zou ik zeggen dat elk moment maar ongeveer 10% van onze hersencellen actief is. Gelukkig maar, anders zouden we in een voortdurende staat van epilepsie verkeren.”

Er zit dus ergens in het broodje aap verhaal wel iets van waarheid: op ieder gegeven moment is maar een tiende van je brein actief. Maar het volgende moment worden weer nieuwe cellen ingeschakeld, en zo gebruik je toch de hele dag door je totale brein; alleen niet alles in een keer.

Een populaire misvatting
Toch, schrijven Scott Lilienfeld & co in hun boek De 50 grootste misvattingen in de psychologie, is juist het idee dat we maar 10 procent van onze hersenen gebruiken enorm wijdverbreid en populair. Zelfs een op de drie psychologiestudenten en meer dan een op de twintig neurowetenschappers geloven erin. Zij zouden echter beter moeten weten: er zit geen enorm ongebruikt potentieel onder onze schedel.


In het boek Het slimme onbewuste vertelt Ap Dijksterhuis hoe ons gedrag wordt gestuurd door drijfveren waar we ‘zelf’ niet van op de hoogte zijn.

Hoe kan het toch dat de mythe nog zo leeft? Lamme: “Ik denk dat het verhaal wordt verward met een ander verschijnsel, dat wel waar is: we zijn ons van hooguit 10 procent, of ik denk zelfs minder, van wat er in ons brein gebeurt bewust. Bijna alle informatie die we verwerken dringt niet door tot het bewustzijn, we weten niet waarom we dingen doen en veel kennis die is opgeslagen is onbewust.” Maar dat we ons niet bewust zijn van onze kennis en drijfveren, betekent natuurlijk niet dat ze er ook niet zijn. En het wil ook niet zeggen dat de hersencellen die we nodig hebben om herinneringen op te slaan waarvan we ons meestal niet bewust zijn, maar een beetje zitten te niksen.

Zit er in iedereen een genie?
Victor Lamme komt de 10-procents-mythe zelf vooral nog in de boekhandel tegen, waar schrijvers van boeken over breintraining en dergelijke hem in verkapte vorm propageren. “Ze willen graag laten geloven dat er allerlei onvermoede mogelijkheden liggen in ons brein, die we met training of andere trucjes naar boven kunnen halen”, zegt Lamme. “Dat wekt de suggestie dat ons brein nog allerlei mogelijkheden heeft, en we van iedereen een genie kunnen maken. Dat is helaas niet zo. Veel is nou eenmaal genetisch en door onze opvoeding bepaald. Dat te willen veranderen wekt alleen maar frustratie op. Gooi al die zelfhulpboeken maar beter het raam uit.”



Meer psychomythologie?
Dit is niet het enige psychologische broodje aap-verhaal uit het boek “De vijftig grootste misvattingen in de psychologie” van Scott Lilienfield, Steven Jay Lynn, John Ruscio en Barry Beyerstein. De komende weken lees je op Kennislink nog onder meer over de mythe dat in de liefde tegenpolen elkaar aantrekken, dat een positieve houding kanker kan voorkomen of genezen en dat individuen herinneringen van traumatische gebeurtenissen verdringen. Behoefte aan nog meer psychomythologie? Stem dan hieronder op je favoriete broodje aap-verhaal en maak kans op een exemplaar van het boek van Scott Lilienfield & co.

(Kennislink)

07-10-2010

En het twee biljardste cijfer is…

Van π (pi), het getal dat de verhouding tussen de omtrek en de diameter van een cirkel weergeeft, is in binaire notatie het 2.000.000.000.000.000ste cijfer berekend: het is een nul.
Dankzij wiskundigen van internetgigant Yahoo weten we nu wat -in binaire notatie- de waarde van het twee biljardste pi-decimaal is, alsmede een aantal decimalen daarvoor en daarna. Dit zijn de verste pi-decimalen die tot nu toe zijn vastgesteld. Dit record is anders dan het gebruikelijke record dat zo ongeveer jaarlijks door π-fanaten (ja, die zijn er echt, getuige onder andere de viering van π-dag, jaarlijks op 14 maart) wordt gebroken, waarbij het er om gaat zoveel mogelijk decimalen van π vanaf het begin te berekenen.


Binaire notatie
In de wereld van computers worden getallen alleen maar met nullen en enen geschreven. Een voorbeeld: 5 wordt geschreven als 101, want 5 = 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20. En 10 wordt geschreven als 1010, want 10 = 1 x 3 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20. Alle getallen van 1 tot en met 10 worden in de binaire schrijfwijze als volgt genoteerd: 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000, 1001, 1010.

Het nieuwe record is anders: niet álle decimalen tot en met het twee biljardste zijn berekend, maar enkel het twee biljardste (2 × 1015) exemplaar, plus enkele cijfers direct daaraan voorafgaand en direct erna. Als je π binair schrijft (zie het onderstaande kader) is het twee biljardste cijfer een nul. Het duurde 23 dagen tot de berekening, waarbij 1000 computers van Yahoo werden gebruikt, voltooid was. “De berekening zou ruim 500 jaar duren op een enkele pc”, zegt Yahoo-medewerker Nicholas Sze, die betrokken was bij het onderzoek.

Hadoop
De berekening maakte gebruik van het Hadoop-algoritme van MapReduce, een door Google geïntroduceerd framework voor het in korte tijd uitvoeren van berekeningen over heel grote hoeveelheden data. Het Hadoop-algoritme maakt het mogelijk dat de gigantische rekenklus wordt opgedeeld in kleinere berekeningen waaraan verschillende machines kunnen werken. Elk van de duizend Hadoop-computers rekende aan een gecompliceerde vergelijking waarmee een deel van π berekend kan worden.

De bekende formules voor π berekenen dit getal tot een aantal decimalen nauwkeurig (zie onderstaand kader voor de methode van Archimedes). Het bijzondere van de techniek die voor het nieuwe record werd gebruikt, is dat niet alle cijfers tot en met het twee biljardste berekend hoefden te worden. Het berekent met behulp van een paar vernuftige wiskundige trucs, voor een zekere waarde van n het n-de cijfer van π, plus een aantal cijfers ervoor en erna, zónder dat het alle voorafgaande cijfers hoeft te kennen. “Onze formule kan een reeks cijfers van π berekenen waarbij een aantal begincijfers worden overgeslagen”, verklaarde Sze tegen de BBC.


In 1996 vonden de wiskundigen Bailey, Borwein en Plouffe de eerste formule waarmee het mogelijk is het n-de cijfer van π (in binaire notatie) te berekenen, zonder dat alle voorafgaande cijfers berekend hoeven te worden.

Deze formule werd in de tweede helft van de jaren negentig van de vorige eeuw gevonden. Daarvóór werd het vrijwel onmogelijk geacht dat zo’n formule zou bestaan. In historisch opzicht is het feit dat er twee verschillende methoden voor het berekenen van π-records zijn dus relatief nieuw. Het 1.000.000.000.000.000ste cijfer van π (in binaire notatie) werd in het jaar 2000 gevonden. Nu, tien jaar later, is dat record dus verdubbeld. Maar álle cijfers tot aan het 2.000.000.000.000.000ste exemplaar zijn nog niet bekend. Het record waarbij het om zoveel mogelijk decimalen van π gaat, staat sinds augustus van dit jaar op 5 biljoen cijfers.

Het ‘enkele-cijfer-record’ is meer dan alleen maar een leuk weetje voor mensen die last hebben van de π-gekte. Het gaat eigenlijk niet zozeer om de decimalen van π. Het resultaat demonstreert de kracht van nieuwe algoritmes die bruikbaar zijn in andere gebieden uit de wiskunde, waaronder cryptografie en data mining. De berekening was bovendien een goede test voor de Hadoop-hardware en het leidt tot nieuwe mogelijkheden voor gedistribueerde berekeningen.



Hoe Archimedes pi berekende
Archimedes gebruikte regelmatige n-hoeken om π te benaderen. De omtrek van een cirkel kan worden benaderd door de omtrek van een regelmatige n-hoek buiten de cirkel en binnen de cirkel. De waarde van de eerste is te groot, die van de laatste te klein. Door de waarde van n (het aantal zijden van de veelhoek) te laten toenemen, wordt de omtrek van de cirkel steeds beter benaderd, en daarmee het getal π.

(Kennislink)

08-10-2010

"NASA photoshopte foto om te verdoezelen dat we niet alleen zijn in het universum"


Links de NASA-foto van de manen van Saturnus. Rechts het hogecontrastbeeld dat duidelijk tekenen van bewerking zou vertonen.

Theoretici die in een samenzwering geloven zijn ervan overtuigd dat ze NASA betrapt hebben op het bewerken van een foto met Photoshop om toe te dekken dat we niet alleen zijn in het universum. Met andere woorden: aliens bestaan!

Het was een video op YouTube gisteren (inmiddels verwijderd, jv) die deining op het internet veroorzaakte. Het filmpje wilde aantonen dat een beeld van Saturnus' manen Dione en Titan, geschoten door de Cassini-orbiter van NASA, werd bewerkt met Photoshop alvorens het werd toegevoegd op een 'Foto van de Dag'-website.

'DominatorPS3' dreef de helderheid van de foto op om te bewijzen dat er een "gigantisch" voorwerp kan worden gespot achter de kleinere maan Dione. De penseelstreken die aantonen dat het regenboogaura van het object werd uitgevaagd zijn duidelijk zichtbaar. "Nog meer stevig bewijs dat NASA en de overheid dingen achterhouden", aldus 'DominatorPS3'.

Emily Lakdawalla gaf op een internetforum toe de foto gemanipuleerd te hebben, maar dat heeft volgens haar te maken met de manier waarop Cassini foto's neemt. Hier volgt een technische uitleg van Lakdawalla.

Drie kleurenframes
"Cassini schiet kleurenbeelden door drie opeenvolgende foto's te nemen met rode, groene en blauwe filters. Op de tijdsspanne dat de drie sequenties genomen werden, verplaatste Dione zich. Als ik dus een gewone samenstelling van de kleurenframes zou maken, zou ik ofwel Titan correct weergeven en Dione niet of omgekeerd. Daarom heb ik Dione uitgelijnd en uitgeknipt en vervolgens Titan uitgelijnd. Daarna moest ik rekening houden met de ontbrekende deeltjes schaduw op de plaats waar de deeltjes van Dione zaten in twee van de drie kanalen."

Ondanks deze verklaring blijft 'DominatorPS3' sceptisch. "Het is nog altijd niet uitgesloten dat iemand haar vroeg iets weg te knippen." (jv)

(HLN)

14-10-2010

'Mens veroorzaakt kanker'

MANCHESTER - Kanker is een moderne, door de mens veroorzaakte ziekte en geen natuurlijke aandoening.

© Thinkstock
Dat stellen twee wetenschappers van de Britse Universiteit van Manchester in de donderdag verschenen editie van het gezaghebbende wetenschappelijke tijdschrift Nature Reviews Cancer.

De onderzoekers baseren hun uitspraak onder meer op vondsten in het oude Griekenland en Egypte. Uit die tijd zijn honderden mummies overgebleven, maar slechts een van de onderzochte personen bleek aan kanker te hebben geleden.


Bij een mummie uit het begin van onze jaartelling werd een darmtumor gevonden. Dit gebeurde terwijl ,,in een oude samenleving zonder chirurgie altijd sporen van kanker te vinden moeten zijn’’, stelt onderzoeker Michael Zimmerman.


Tumoren

Ook bij oudere fossielen zijn geen tumoren gevonden en in oude teksten wordt zelden gesproken over kanker. Pas in documenten uit de zeventiende eeuw vonden de wetenschappers de eerste verwijzingen naar kankerbehandelingen.

De oorzaak van kanker ligt volgens de onderzoekers in het moderne leven. Factoren als vervuiling en voeding zouden de kans op tumoren vergroten.

© ANP

(nu.nl)

quote:

Op zaterdag 9 oktober 2010 08:27 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
08-10-2010

"NASA photoshopte foto om te verdoezelen dat we niet alleen zijn in het universum"

[ afbeelding ]
Links de NASA-foto van de manen van Saturnus. Rechts het hogecontrastbeeld dat duidelijk tekenen van bewerking zou vertonen.

Theoretici die in een samenzwering geloven zijn ervan overtuigd dat ze NASA betrapt hebben op het bewerken van een foto met Photoshop om toe te dekken dat we niet alleen zijn in het universum. Met andere woorden: aliens bestaan!

Het was een video op YouTube gisteren (inmiddels verwijderd, jv) die deining op het internet veroorzaakte. Het filmpje wilde aantonen dat een beeld van Saturnus' manen Dione en Titan, geschoten door de Cassini-orbiter van NASA, werd bewerkt met Photoshop alvorens het werd toegevoegd op een 'Foto van de Dag'-website.

'DominatorPS3' dreef de helderheid van de foto op om te bewijzen dat er een "gigantisch" voorwerp kan worden gespot achter de kleinere maan Dione. De penseelstreken die aantonen dat het regenboogaura van het object werd uitgevaagd zijn duidelijk zichtbaar. "Nog meer stevig bewijs dat NASA en de overheid dingen achterhouden", aldus 'DominatorPS3'.

Emily Lakdawalla gaf op een internetforum toe de foto gemanipuleerd te hebben, maar dat heeft volgens haar te maken met de manier waarop Cassini foto's neemt. Hier volgt een technische uitleg van Lakdawalla.

Drie kleurenframes
"Cassini schiet kleurenbeelden door drie opeenvolgende foto's te nemen met rode, groene en blauwe filters. Op de tijdsspanne dat de drie sequenties genomen werden, verplaatste Dione zich. Als ik dus een gewone samenstelling van de kleurenframes zou maken, zou ik ofwel Titan correct weergeven en Dione niet of omgekeerd. Daarom heb ik Dione uitgelijnd en uitgeknipt en vervolgens Titan uitgelijnd. Daarna moest ik rekening houden met de ontbrekende deeltjes schaduw op de plaats waar de deeltjes van Dione zaten in twee van de drie kanalen."

Ondanks deze verklaring blijft 'DominatorPS3' sceptisch. "Het is nog altijd niet uitgesloten dat iemand haar vroeg iets weg te knippen." (jv)

(HLN)

erg vergezocht, je ziet zelfs nog een groene en rode waas bij die overbelichte foto

18-10-2010

Auto zonder bestuurder komt je oppikken wanneer je belt



Duitse wetenschappers hebben een auto ontwikkeld die niet alleen kan rijden zonder bestuurder, maar ook gebeld kan worden om die bestuurder te komen oppikken.


Het 'brein' van de wagen zit in de koffer.


Je kan de wagen besturen met een iPad.

Het voertuig heet MIG, wat een afkorting is van 'Made In Germany'. Het project is bedacht door computerwetenschapper Raul Rojas en zijn team aan de Free University in Berlijn, meldt de Telegraaf.

Automatisch
Via de GPS-verbinding van een iPad of smartphone kan de MIG de locatie van de gebruiker bepalen, om vervolgens de snelste route naar hem toe te berekenen. Op het beeldscherm van zijn toestel kan de gebruiker zien wanneer de auto arriveert, en waar hij zich bevindt.

De MIG heeft ook een sensor aan boord die voetgangers, fietsers, verkeersborden en andere objecten op de weg kan herkennen. Hierdoor moet het rijden ook een stuk gemakkelijker gaan.

Carpoolen
Het team ziet als mogelijke toepassing een onbemande taxi. Inzittenden die ineens besluiten dat ze zelf willen gaan rijden, kunnen de automatische besturing ook uitzetten en het voertuig zelf besturen via hun iPad. (sam)









(HLN)

http://www.nu.nl/wetensch(...)es-pakken-tumor.html

Piepkleine gouddeeltjes pakken tumor aan

ENSCHEDE - Gouddeeltjes ter grootte van een duizendste van een mensenhaar zijn waarschijnlijk in staat om in het lichaam tumorcellen te bestrijden.
© Thinkstock

Wetenschappers van het medisch-technologisch onderzoeksinstituut MIRA van de Universiteit Twente hebben de werkzaamheid van deze piepkleine goudstaafjes in proefdieronderzoek aangetoond, zo maakte de universiteit dinsdag bekend.

Op de goudstaafjes zitten antilichamen in de vorm van eiwitten, die ervoor zorgen dat de staafjes zich aan een tumorcel binden.

Met een bestaande medische techniek kan zo'n met goud behangen cel in het lichaam opgespoord worden. Vervolgens worden de goudstaafjes met infrarood licht gloeiendheet gemaakt, zodat ze de tumorcel vernietigen.

Klonteren

Een probleem bij het gebruik van de goudstaafjes was dat ze in het lichaam aan elkaar gaan klonteren. Om dat te voorkomen, werden ze behandeld met een bepaalde stof, die echter ook gezonde cellen bleek aan te tasten.

De Twentse wetenschappers hebben nu een stofje gevonden, dat het klontereffect ook tegengaat, dat niet schadelijk is voor het lichaam en dat er bovendien voor zorgt dat de gouddeeltjes een poos onzichtbaar blijven voor het afweersysteem, zodat ze op de juiste plek kunnen komen.

Opsporen

Ze hebben bovendien bewezen dat de staafjes lang genoeg in het lichaam blijven om kankercellen te kunnen opsporen en aan te pakken.

De Twentse nanotechnologen werken in het 'goudonderzoek' samen met onder meer het Erasmus Medisch Centrum in Rotterdam, het Academisch Medisch Centrum in Amsterdam, het Nederlands Kanker Instituut en het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM).
© ANP

(nu.nl)

19-10-2010

Even een vingerkootje printen

Gel met cellen groeit uit tot levend bot

Dagelijkse praktijk is het nog niet in het ziekenhuis, maar in laboratoria is het al mogelijk om levende botten te printen. 'De vraag is tot welk punt wij het weefsel moeten ontwerpen zodat het lichaam het af kan maken.'

Arts-wetenschapper Natalja Leeuwis van de afdeling Orthopedie aan het UMC Utrecht onderzocht hoe je levend bot moet printen. In het lab heeft ze hiervoor een 3d-printer, de zogenaamde Bioscaffolder. Wat print ze hier precies mee en hoe werkt dat?

‘Als de gel uit de printer komt is het net een snotje’, aldus Leeuwis. Maar geef het wat tijd en het verandert vanzelf in echt bot. ‘Wij waren de eersten in Nederland die met zo’n Bioscaffolder bot maakten’ vertelt ze. ‘Uiteindelijk willen we stukken bot en kraakbeen maken die we kunnen gebruiken om bijvoorbeeld kapotte gewrichten te repareren.’

Een 3D-printer werkt ongeveer hetzelfde als een gewone printer. Een gewone printer print een laagje inkt op een papier. Print hier nog een laag overheen en je hebt twee lagen inkt op elkaar. Herhaal dit duizend keer en je hebt duizend lagen. Al deze lagen inkt zijn op zich heel dun maar opgeteld levert het een soort 3D-inktlaag op. Zo werkt de Bioscaffolder ook, alleen gebruikt hij gel in plaats van inkt. Een 3D-model in de computer verdeelt hij van boven tot onder in plakken, die hij boven op elkaar print.

Leeuwis: ‘De Bioscaffolder werkt met printerkoppen die de gel door een spuit naar buiten persen.’ Bot zelf is hard en kan niet door de spuit heen. ‘Wij printen dan ook een hydrogel, een combinatie van water en suiker. Daarin mengen wij stamcellen die uit het beenmerg komen.’

De hydrogel voedt en steunt de stamcellen na het printen. Met de juiste samenstelling van de gel bepaalt ze of de stamcellen zich ontwikkelen tot bot, kraakbeen of bijvoorbeeld spieren. Om bot te maken, moet de gel relatief hard zijn en moet er onder meer calciumfosfaat in zitten. De stamcellen worden dan botcellen en die zetten de hydrogel op hun beurt weer om in echt botweefsel.

‘Er was nog maar weinig bekend over hoe je functioneel weefsel kan maken met zo’n 3D-printmethode. En ons is het gelukt,’ vertelt Leeuwis. ‘Daar hebben we ook veel blije momenten aan beleefd. Maar het is niet makkelijk de gel zo te maken dat de cellen gaan doen wat je wilt. Daar heb ik een groot deel van mijn onderzoek aan gewijd.’

Op de computer maakt ze een 3D-model dat naar de printer wordt
gestuurd. De Bioscaffolder print dit model dan uit, precies in de gewenste vorm. ‘Dit is niet de eerste keer dat we proberen om kunstmatig bot te maken, maar eerdere pogingen met keramische materialen leverden broos spul op waarbij de botcellen doodgingen en waar maar één type cel in zat. Bovendien zitten in botten ook bloedvaten en met de oude methode kon je die moeilijk aanleggen. Met de 3d-printer kunnen we die er hopelijk in printen.’

Met de Bioscaffolder kun je verschillende onderdelen in één weefsel printen. Hij heeft verschillende printerkoppen waar je verschillende gels in kan doen. Bijvoorbeeld een gel voor bot en een gel voor bloedvaten. De Bioscaffolder combineert deze gels dan net zo als een gewone printer zwarte en gekleurde inkt combineert, maar dan 3D. Het resultaat: een combinatie van gels die verschillende onderdelen van het bot gaan worden. ‘Dat gaan we nu testen en optimaliseren’, zegt Leeuwis.

‘We kunnen over vijftig jaar nog steeds geen ingewikkelde organen printen,’ denkt ze. ‘Misschien wel simpelere stukken weefsels. Maar je hoeft ook geen compleet bot of orgaan te printen. Het lichaam heeft immers een grote capaciteit om zelf organen te bouwen. De vraag is tot welk punt wij het weefsel moeten ontwerpen zodat het lichaam het af kan maken.’

Rick Kwekkeboom

(Noorderlicht)

21-10-2010

Topgeleerde Stephen Hawking kon pas lezen op zijn achtste



Hij is de bekendste en meest gerenomeerde Britse wetenschapper, maar hij kon pas lezen toen hij acht was. Ook als academicus stelde Stephen Hawking niet veel voor, zegt hij zelf, tot hij gediagnosticeerd werd met ALS, een ongeneeslijke motorische zenuwziekte, die de zenuwcellen aantast tot er volledige verlamming optreedt, maar die het denkvermogen niet aantast.

"Mijn zus Philippa kon al lezen toen ze vier was. Zij was toen zeker slimmer dan ik", zei Hawking tijdens een van zijn zeldzame speeches in het openbaar. De Britse kosmoloog sprak het publiek toe in de Royal Albert Hall in Londen. Hij bekende er dat hij nooit boven de middelmaat uitkwam op school. "Ik was slordig en mijn schrift deed de leraars wanhopen. Maar mijn klasgenootjes noemden mij wel 'Einstein'. Dus zij zagen waarschijnlijk toch meer in mij."

Toen Hawking op zijn 21ste vernam dat hij een vroegtijdige dood zou kunnen sterven door zijn neurologische aandoening, begon hij aan zijn meest productieve periode als wetenschapper. Zijn ziekte werkte als katalysator. Hij werd op slag beroemd voor zijn ontdekkingen in verband met de Big Bang en de zogenaamde zwarte gaten.

Verveling
Als student aan de universiteit van Oxford voerde hij aanvankelijk niet veel uit: een uurtje werk per dag volstond destijds. Hij slaagde, maar met de hakken over de sloot. "Je werd verondersteld briljant te zijn zonder er al te veel moeite voor te doen, ofwel moest je je maar neerleggen bij je tekortkomingen en je tevreden stellen zonder universitair diploma. Ik ben daar niet trots op, maar dat was wel mijn houding toen, én die van vele medestudenten. Totale verveling en het gevoel dat niks de moeite waard was om voor te werken."

"Maar als een vroege dood je boven het hoofd hangt, dan besef je dat het leven zeker de moeite waard is en dat er een heleboel zaken zijn die je wil doen", zei Hawking. Zijn productiviteit schoot vanaf toen, op zijn 21ste, de hoogte in. Hawking is inmiddels 68. (jv)

(HLN)

28-10-2010

'Dromen worden in de toekomst opgenomen'

Amerikaanse wetenschappers denken dat het in de toekomst mogelijk is om dromen op te nemen. Een zogenoemde 'dream recorder' meet de hersenactiviteit tijdens de slaap en kan deze gegevens vertalen naar wat de persoon droomt.


Wetenschappers kunnen in de toekomst dromen opnemen

Volgens de wetenschappers wordt het mogelijk om de gedachten van mensen te lezen die aan het slapen zijn.

Communiceren
De onderzoekers implanteerden elektroden in de hersenen van mensen, waardoor het mogelijk was de gedachten van mensen te lezen, toen zij aan het slapen waren. Professor Moran Cerf van het California Institute of Technology zegt dat het nieuwe systeem uitkomst biedt voor mensen die niet kunnen communiceren, bijvoorbeeld wanneer zij in een coma liggen.

Ook hoopt hij erachter te komen hoe en waarom mensen dromen. Dromen zijn een geschikte manier om het onderbewustzijn van mensen te onderzoeken. Voorheen kon dit alleen door te vragen wat mensen hadden gedroomd, nadat zij wakker werden.

Wetenschappers probeerden eerder al systemen te ontwikkelen waarmee dromen opgenomen konden worden, alleen deze richten zich op andere delen van de hersenen. Psycholoog en droomexpert Roderick Oner is kritisch over de conclusies van Cerf. Zo zegt hij tegen BBC News dat dromen maar beperkt geïnterpreteerd kunnen worden als er alleen wordt gekeken naar de hersenactiviteit.

Beïnvloeden
Een droomexpert van Harvard University zei eerder dat dromen te beïnvloeden zijn. Volgens Deirdre Barrett is het mogelijk om nachtmerries te beëindigen en te dromen over een onderwerp naar keuze.

Door te denken aan een onderwerp voor je gaat slapen en hier een beeld bij voor stellen, kun je ervoor zorgen dat je hier over droomt. Ook is het mogelijk om problemen in dromen op te lossen. Voor het beëindigen van nachtmerries is intensieve therapie nodig, zegt de droomexpert.

Door Shari Deira

(Elsevier)

Hier heb ik vaker over gefantaseerd. Lijkt me geweldig

31-10-2010

Waarom vrouwen langer leven? Cellen herstellen vlotter



Vrouwen leven langer omdat hun cellen zich vlotter herstellen als ze beschadigd zijn. Dat schrijft De Morgen op basis van informatie van Scientific American.

Biologisch voorbestemd
De vrouw is biologisch voorbestemd om ouder te worden dan de man, stelt Tom Kirkwood, geriater verbonden aan de universiteit van Newcastle. "We hebben onder andere zelf onderzoek gedaan dat aantoont dat soorten die langer leven een beter mechanisme hebben om hun organisme te onderhouden", aldus Kirkwood.

Andere studies tonen dan weer aan dat, althans buiten het lichaam, vrouwelijke cellen inderdaad beter schade kunnen herstellen dan mannelijke.

Gecastreerde honden en katten
Ook zijn er onderzoeken die bewijzen dat gecastreerde honden en katten langer leven dan hun meer mannelijke soortgenoten. Tests met muizen in Japan, waarbij een muis gecreëerd werd uit genetisch materiaal van twee mamamuizen, hebben aangetoond dat de supervrouwelijke exemplaren gemiddeld nog eens 186 dagen langer leven dan de standaard vrouwtjesmuis.

Evolutie
Het waarom kan volgens Kirkwood niet anders dan bij de evolutie gezocht worden. Wanneer een man een vrouw bevrucht heeft, zit zijn taak er in wezen op. Of zijn lichaam voor de rest in goede staat is, speelt niet zo'n rol.

Voor zover bekend zijn er wereldwijd 80 mensen ouder dan 110. Nauwelijks vier onder hen zijn mannen, onder wie de Belg Jan Goossenaerts. (belga/lb)

(HLN)

01-11-2010

Wetenschappers werken aan pil die kanker doodt



Te vroeg juichen is nooit goed, maar wat zou het toch mooi zijn als wetenschappers erin slagen een pil te maken die kanker doodt. Britse onderzoekers zeggen dat ze het binnen 10 jaar kunnen!

Onderzoekers hebben een mutatie ontdekt in het DNA van sommige kankercellen waardoor de ziekte zijn eigen beschadigde genetische structuur niet kan herstellen. Zij geloven dat dit de zogenaamde achilleshiel van de ziekte is, die gebruikt kan worden om een medicijn te ontwikkelen dat het DNA van de ziekte aanvalt.

Als dit lukt, zou het een belangrijke doorbraak zijn die het einde betekent van de huidige, slopende chemotherapie en zouden de levens van duizenden patiënten gered kunnen worden.

Professor Ghulam Mufti, een leukemiespecialist van het Kings College London: ‘Ik ben ervan overtuigd dat we binnen zo’n 10 jaar we in staat zullen zijn om de juiste behandeling te identificeren voor elke individuele patiënt.’

In het Breakthrough Breast Cancer Research Centre in Londen wordt momenteel een medicijn getest dat ervoor moet zorgen dat tumorcellen weer in staat zijn om hun eigen beschadigde DNA te herstellen.

Projectleider professor Alan Ashworth: ‘Sommige tumorcellen zijn niet in staat om hun DNA weer te herstellen. Ze schenken er geen aandacht aan en zijn alleen maar bezig met groeien.’

Wanneer het middel in een lage dosering wordt toegediend wordt, worden kankercellen die zichzelf niet kunnen herstellen, vernietigd. Maar gezonde cellen zullen sterk genoeg zijn om de behandeling te overleven en blijven dus intact.

Bron: Daily Mail

(nu.nl)

01-11-2010

Reis door het fractalheelal

De Fransman Gaston Julia was de eerste die fractals als wiskundig object ondekte. Hij beschreef hun wiskundige structuur al in 1918. Het duurde lang voordat er meer met dit werk gebeurde, omdat er zonder snelle computers geen manier was om deze abstracte ideeën te verbeelden. Pas in 1970 slaagde Benoît Mandelbrot erin om de wiskundige theorie om te zetten naar mooie plaatjes.

Aan het begin van de twintigste eeuw was er door de Franse wiskundigen Pierre Fatou en Gaston Julia al veel onderzoek gedaan naar chaotisch gedrag bij bepaalde iteraties. Hun onderzoek had de Juliaverzamelingen opgeleverd, grillige figuren met een rand die zich in het klein steeds weer herhaalt. Ongeveer zoals het blad van een koningsvaren, dat uit lobben bestaat waarvan de rand ook weer gelobd is met lobben die weer gelobd zijn enzovoorts. De ‘zelfherhaling’ was bekend op grond van theoretische inzichten. Plaatjes van de Juliaverzamelingen kon toen niemand nog tekenen: dat vergde teveel rekenwerk.



Computers
Eind jaren zeventig veranderde deze situatie: computers waren beschikbaar om het vereiste rekenwerk aan te kunnen. Benoît Mandelbrot, die ooit nog les kreeg van Gaston Julia aan de École Polytechnique te Parijs, liet de computer de eerste tekeningen maken van Juliaverzamelingen. Met de plaatjes die uit de computer rolden, was het of hij een nieuw heelal binnentrad. Systematisch onderzoek van de parameter in de Juliaverzameling leverde een nieuwe figuur op, de zogenaamde Mandelbrotverzameling, die ook een zelfherhalende rand heeft, al is daar de zelfherhaling nooit precies.

Figuren met een zelfherhalende rand heten fractals. Nu computers vele malen sneller zijn, zijn fractals juist handig, omdat betrekkelijk weinig rekenwerk een zeer complex patroon oplevert. Bij computeranimaties worden fractals gebruikt om details in te vullen zoals bergketens, wolkenpartijen, waterreflecties en vogelzwermen.



Julia- en Mandelbrotverzameling

Kies een getal c, herhaal voor een willekeurig complex getal z de bewerking z2 + c, en bepaal de rand van het gebied waar dit proces leidt tot willekeurig grote waarden. Zo levert elke c een Juliaverzameling. Hierboven zie je in afbeelding 1, 2 en 3 de Juliaverzamelingen voor c = -0,5 + 0,5i, c = i en c = -1,25. Kleur je in het complexe vlak het gebied van de c waarvoor de Juliaverzameling een aaneengesloten gebied is, dan krijg je de Mandelbrotverzameling, zie afbeelding 4.

Internet
Behalve handig zijn de figuren van Julia en Mandelbrot vooral mooi. Verander de parameters een beetje en zoom in, dan is het of je een onbekende hoek van het universum binnengaat. Op het internet zijn programma’s beschikbaar om fractals te tekenen. Er zijn zowel gratis programma’s als professionele programma’s, die sneller zijn en mooiere effecten opleveren. Een goed nieuw programma is Ultra Fractal, dat je gratis kunt uitproberen. Met Ultra Fractal kun je niet alleen fractals met verschillende lagen en animaties maken, maar ook je eigen formules schrijven. Andere programma’s die de moeite van het experimenteren waard zijn, zijn Fractal Explorer en Fractal Imaginator van de Nederlander Jules Ruis

(Kennislink)

01-11-2010

Eindhoven schept botje in een potje

Botten bestaan uit kalk, leert iedereen. Was het maar zo eenvoudig.

Als onze botten alleen uit kalk zouden bestaan, lag iedereen voortdurend in het ziekenhuis. Botten zijn keihard, veel harder dan stukken kalk, en tegelijk levend materiaal, dat zichzelf kan repareren. Ze behoren tot de meest complexe onderdelen van ons lichaam. Een ware uitdaging voor biotechnologen die organen in het lab willen kweken. Onderzoekers van de TU Eindhoven zijn daar, met collega’s van de universiteit van Illinois, nu in geslaagd. En wat misschien nog belangrijker is: ze kunnen de groei van hun kunstbot op moleculair niveau op de voet volgen.

Steiger

Bot bestaat uit een ‘skelet’ van collageenvezels, dat dichtgegroeid is met kristallen calciumfosfaat. Tot nu toe werd gedacht dat die vezels, tijdens de vorming van nieuw botweefsel, een passieve ‘steiger’ vormden waarin gespecialiseerde ‘biomoleculen’ de kristallen ophingen. Maar Nico Sommerdijk en Fabio Nudelman gebruikten een bijzondere elektronenmicroscoop, de cryoTitan, om dat proces te volgen. Daarmee kunnen supersnel ingevroren monsters tot op atomair niveau worden bekeken. Zo zagen ze dat de collageenvezels zélf de groei van de kristallen regelen, en dus de botgroei sturen. De biomoleculen zijn niet meer dan de leveranciers van calciumfosfaat. Het kweken van het juiste bot is dus een kwestie van het maken van de juiste vezelstructuur.

Een Italiaans onderzoeksinstituut is al begonnen met het ontwikkelen van botimplantaten gebaseerd op deze doorbraak van Sommerdijk en Nudelman. In Eindhoven wordt niks gekweekt. Sommerdijk: ‘Het gaat ons om begrijpen, niet om produceren.’

De onderzoekers hebben op YouTube een filmpje gezet, ‘bone formation’, met een animatie van de groei van een stukje bot.


(depers.nl)

01-11-2010

'Alcohol richt meer schade aan dan heroïne en crack'

Alcohol is de meeste schadelijke drug, blijkt uit onderzoek van David Nutt, de voormalige drugs-expert van de Britse overheid.

Dit meldt de BBC.

Nutt presenteert een nieuw model dat zowel kijkt naar de effecten die een drug voor het individu heeft als voor de rest van de maatschappij. Uit de analyse waarin de twee factoren werden gecombineerd, bleek dat alcohol de meest schadelijke drug is, gevolgd door heroïne en crack.

Criminaliteit
Nutts onderzoek classificeerde twintig soorten drugs op zeventien factoren, negen factoren onder de categorie 'schade aan zichzelf' en zeven factoren die onder de noemer 'schade aan anderen' vallen.

Onder 'schade aan zichzelf' zijn factoren als sterfelijkheid en slechte gezondheid en onder 'schade aan anderen' factoren als criminaliteit, familieconflicten en dergelijke.

Ook bleek uit het onderzoek dat heroïne, crack en crystal meth de meeste schade aan het individu aanrichten, terwijl alcohol de meeste schade aan anderen aanricht. Tabak en cocaïne worden als ongeveer even schadelijk gezien. LSD en XTC richten de minste schade aan.


Door Mehtap Gungormez

(Elsevier)

04-11-2010

'Star Wars'-hologrammen zijn bijna realiteit



Een 3D-hologram, zoals dat onder meer te zien is in sciencefictionfilms als 'Star Wars', zal binnenkort deel kunnen uitmaken van het echte leven. Dat bericht wetenschapsblad 'Nature'.

De hologramtechnologie werd de voorbije decennia wereldwijd bestudeerd. Het was al een poos mogelijk om een 3D-hologram te versturen, alleen duurde het enkele minuten vooraleer het geüpdatet kon worden. En dat verhinderde dat bewegende 3D-beelden konden worden doorgestuurd.

Minuten worden seconden
Een onderzoeksploeg van de Amerikaanse Arizona University, geleid door professor Nasser Peyghambarian, hebben nu echter een manier gevonden om een beeld elke twee seconden te updaten. En dan wordt de beweging van dergelijke hologrammen wel heel erg levensecht.

Indien bewegende 3D-hologrammen naar eender welke plaats in de wereld kunnen worden doorgestuurd, schept dit nooit geziene technologische mogelijkheden: voor teleconferenties, 3D-advertenties, entertainment en wetenschappelijke projecten gaat dan een nieuwe wereld open.

Laserbeeld
"Het betekent dat we een driedimensionaal beeld in één plek kunnen opnemen, en het in real time elders in de wereld tonen", maakt Peyghambarian zich sterk. "De vooruitgang brengt ons een stap dichter bij het ultieme doel: een holografisch beeld dat bestaat uit 3D-beelden in hoge resolutie, in kleur en op ware grootte die met hoge update-snelheden overal naar plaatsen in de wereld kunnen worden gestuurd."

Centraal voor de nieuwe technologie is een laser die elke twee seconden een beeld op een scherm kan branden, in wat de onderzoekers 'bijna-real time' noemen. De beelden die zo tot stand komen zijn tot twee keer scherper dan televisiebeelden - en dus zelfs beter dan de hologrammen die men in het vergevorderde scifi-universum van 'Star Wars' te zien krijgt. (hlnsydney/tw)

(HLN)

04-11-2010

Onzichtbaarheidscape stap dichterbij

EDINBURGH - Wetenschappers hebben een flexibel materiaal ontwikkeld dat ervoor kan zorgen dat de onzichtbaarheidscape van Harry Potter ooit bij iedereen in de kast hangt.

© Gamer.nl
De ontdekking is donderdag gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift New Journal of Physics.

Het materiaal, een dunne film, kan het licht dat erop valt zo manipuleren, dat het lijkt alsof het object dat eronder zit er niet is. De film, een zogenoemd metamateriaal, heeft zijn bijzondere eigenschap te danken aan een innovatieve manier van lichtbreking.

Vergelijkbare materialen waren er al, maar die werkten alleen voor een kleur uit het lichtspectrum die mensen toch al niet konden zien. De wetenschappers van de Schotse Universiteit van St. Andrews noemen hun vondst ''een grote stap voorwaarts.''

© ANP

(nu.nl)

04-11-2010

Superstrak ruimtepak bootst zwaartekracht na

AMSTERDAM – Amerikaanse wetenschappers werken aan een ruimtepak dat nadelige effecten van gewichtsloosheid moet voorkomen door zwaartekracht na te bootsen.

Het nieuwe pak met de naam Gravity Loading Countermeasure Skinsuit is gemaakt van elastische stof die zo strak om het lichaam sluit dat de schouders van een astronaut naar zijn voeten worden getrokken.

Op die manier wordt er meer kracht uitgeoefend op de benen van de ruimtereizigers dan op de rest van hun lichaam.



Zwaartekracht

Volgens de ontwerpers van het Massachusetts Institute of Technology wordt de zwaartekracht enigszins gesimuleerd door het pak, omdat op aarde je benen ook het meeste gewicht dragen. Het nieuwe ontwerp wordt uitgebreid beschreven de meest recente editie van het wetenschappelijk tijdschrift Acta Astronautica.

Op dit moment hebben astronauten die lang in de ruimte verblijven veel last van bot- en spierverlies. Door de gewichtsloosheid staat hun lichaam namelijk nauwelijks onder druk, waardoor spieren en botten verzwakken.


Veelbelovend

“Er zijn veel theorieën over manier waarop we dit probleem kunnen voorkomen”, verklaart hoofdonderzoeker Dava Newman op BBC News. “Met dit ruimtepak slaan we een nieuwe weg in die erg veelbelovend is.”

De nieuwe pakken zijn alleen nog op aarde getest. Maar mogelijk worden ze binnenkort voor het eerst door astronauten gedragen. Ook de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA is namelijk erg enthousiast.


Langere reizen

“Mensen die zes maanden of langer in de ruimte verblijven, krijgen al te maken met behoorlijke lichamelijke problemen”, aldus NASA-onderzoeker Jim Locke. “In de toekomst zullen ruimtereizen mogelijk nog langer gaan duren en wordt het nog belangrijker om deze problemen op te lossen."

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

05-11-2010

Witte massa

Een frisse blik op het brein

De hersenen worden vaak aangeduid als de grijze massa. Daarmee worden de neuronen of hersencellen bedoeld. Maar het brein bestaat uit veel meer dan die grijze brij. En daar begint langzamerhand meer aandacht voor te komen.

‘You don't understand anything until you learn it more than one way’, zei cognitiewetenschapper Marvin Minsky ooit. Het leergedrag van kinderen is een mooi voorbeeld. Die leren de wereld om zich heen kennen door erop te sabbelen, aan te ruiken, naar te kijken, het vast te pakken en naar te luisteren. Naarmate je dingen op meer verschillende manieren leert kennen, begrijp je ze beter.

Het kan dan ook bijna niet anders of Minsky is niet erg gelukkig met de huidige staat van het hersenonderzoek. Dat lijkt tegenwoordig namelijk voor een groot deel uit hetzelfde proefje te bestaan. Je laat proefpersonen iets doen of ergens aan denken, maakt een hersenscan en zie: je hebt weer een nieuw inzicht. ‘Religiekwab gevonden’, ‘Emoties zichtbaar in het brein’, dat soort werk. Vooral als het om sociale eigenschappen van mensen gaat, worden de resultaten van onderzoek vaak ook nog eens flink overdreven.

Is de huidige hersenwetenschap een ‘one trick pony’? Zijn er geen andere manieren om inzicht te krijgen in de werking van het menselijke brein? Die zijn er zeker, en ze krijgen langzamerhand ook wat meer aandacht.

Plakkerige gedachten
Vorig jaar richtte Andrew Koob al de aandacht op gliacellen. Onze hersenen bestaan slechts voor 10 procent uit neuronen, en voor 90 procent uit gliacellen, schrijft hij in zijn boek The root of thought. Tot voor kort werd gedacht dat deze cellen de neuronen slechts bij elkaar hielden - 'glia' is Latijn voor 'lijm'. Maar het begint er steeds meer op te lijken dat deze cellen een belangrijke rol spelen bij allerlei processen in je hoofd, van verbeelding en dromen tot hersenziekten en abstracte gedachten, betoogt Koob. Einsteins hersenen bevatten bijvoorbeeld duidelijk meer gliacellen dan gemiddeld in het gebied voor taal en wiskundige processen.

Koob heeft eigenlijk maar deels gelijk als hij zegt dat 90 procent van het brein uit gliacellen bestaat. Hij heeft het dan alleen maar over de grijze massa, waarmee meestal de hersencellen en hun uitlopers worden bedoeld. Maar de grijze massa is maar de helft van het brein. De andere helft bestaat uit witte massa, een ander onderbelicht deel van de hersenen. Reden voor Douglas Fields om het deze week in Science eens in het zonnetje te zetten.

Leren voor betere isolatie
De witte massa bestaat vooral uit myeline, het materiaal waarmee hersencellen zijn omhuld zodat ze de elektrische signalen goed kunnen doorgeven. Aanvankelijk werd myeline gezien als weinig meer dan een statisch isolatiemateriaal, maar daar begint verandering in te komen. Bij professionele muzikanten bijvoorbeeld verandert de structuur van myeline naarmate ze meer oefenen. Ook ontdekten wetenschappers recentelijk dat de hoeveelheid witte massa in bepaalde hersengebieden toeneemt als mensen leren lezen of jongleren. Leerprocessen bij apen en ratten hebben een vergelijkbaar effect.

Hoe die veranderingen plaatsvinden is op dit moment nog onduidelijk. Het is mogelijk dat de myeline reageert op de signalen die hersencellen doorgeven. Duidelijk is wel dat de witte massa van essentieel belang is voor een goede signaaloverdracht. Dat de witte massa gevoelig is voor het gedrag en de ervaringen van mensen, biedt allerlei nieuwe onderzoeksmogelijkheden die een nieuw licht kunnen werpen op leer- en denkprocessen.

Het onderzoek naar gliacellen en witte massa zal de komende tijd ongetwijfeld meer resultaten opleveren, zodat we het brein vanuit nieuwe perspectieven kunnen begrijpen. En dus steeds beter leren doorzien, als we Minsky mogen geloven.

Bouwe van Straten

Douglas Fields, ‘Change in the brain’s white matter’, in Science, 5 november 2010.

(Noorderlicht)

08-11-2010

Niet nadenken over wat je doet!



Ingewikkelde beslissingen kun je beter niet bewust nemen. Het onbewuste is slimmer. En het heeft ook geen last van honger.

Hoe moeilijker de beslissing, des te verstandiger is het om op je onbewuste beslisvermogen te vertrouwen. Dat stelt de Nijmeegse psycholoog Maarten Bos. Bos legde zijn proefpersonen een aantal lastige keuzes voor over huizen, auto’s en bijbaantjes. Sommigen kregen daarbij te horen dat het echt een moeilijke zaak was, waarbij ze met van alles rekening moesten houden; anderen niet. Hoe meer hij het probleem opklopte, hoe slechter de beslissing die de proefpersonen namen. Maar een aantal proefpersonen kreeg niet de kans om bewust na te denken over het probleem. Bos leidde hen af met bijvoorbeeld puzzeltjes. Hierdoor kreeg het onbewuste de kans alle informatie af te wegen. En wat bleek: dan werden hun beslissingen juist beter. Het onbewuste presteert blijkbaar beter onder druk.

De psycholoog is dan ook een groot voorstander van de oude wijsheid om in geval van twijfel er nog eens een nachtje over te slapen – al is het gunstige effect daarvan dus niet het gevolg van de rust, maar puur de afleiding. Even puzzelen, gamen of de krant lezen is ook goed. Zolang het onbewuste maar de kans krijgt om een duit in het zakje te doen.

Bos keek ook naar proefpersonen die al drie uur niet hadden gegeten. Een deel van hen kreeg vlak voor de test een frisdrank met een hoop suiker, de rest niet. Mét zo’n suiker-shot namen proefpersonen betere beslissingen dan zónder. Maar wanneer ze gedwongen werden om onbewust na te denken, had de suiker geen invloed meer. Het onbewuste blijft dus prima werken – ook al moet het brein honger lijden.

(depers.nl)

09-11-2010

Nanodeeltjes snuiven?

Alleen de allerkleinsten De grootte van nanodeeltjes blijkt te bepalen of ze gemakkelijk in de longen blijven zitten, of worden afgevoerd. Hoe kleiner het deeltje, hoe gemakkelijker dat gaat. Nuttige informatie voor onderzoek naar nano-medicijnen en risico’s, publiceerden onderzoekers in Nature Biotechnology.

‘Is nanotechnologie het nieuwe asbest?’ De vraag komt veel langs tijdens nanodebatten en de wetenschap is druk doende om de risico’s van nanodeeltjes in kaart te brengen. Zo plaatste de VWA onlangs vraagtekens bij de nano-antiklonterdeeltjes in soepen, lijken nanozilverdeeltjes in kleding schadelijk voor het milieu of toch weer niet. Van nanobuisjes is wel door ten minste één onderzoeksgroep aangetoond dat ze kankerverwekkend kúnnen zijn: alleen buisjes tussen de 30 micrometer en de 500 micrometer lang zorgen voor ontstekingseffecten in de longen van ratten. Bij inademen dan.

‘Maar hoe zit het eigenlijk met andere vormen nanodeeltjes als je ze inhaleert?’ Vroegen wetenschappers van de Amerikaanse universiteit MIT zich af. Ze publiceerden de resultaten dit weekend in Nature Biotechnology. Ook hier blijkt vooral de grootte van de deeltjes een rol te spelen: hoe kleiner, hoe gemakkelijker de rattenlichamen ze konden opruimen.

Het experiment
Om uit te vissen welke factoren belangrijk waren voor de afvoer van nanodeeltjes uit longen, maakten de onderzoekers een heel scala aan verschillende nanodeeltjes. Ze varieerden de samenstelling (organisch of anorganisch) en de grootte (van 5 tot 320 nanometer doorsnede). De deeltjes werden bekleed met een polaire, positief geladen, negatief geladen, apolaire of zwitterion coating.


Hier zie je de gebruikte nanodeeltjes. van links naar rechts en van boven naar beneden: 5, 9, 16, 23, 52, 110, 130 en 320 nanometer. Maar zo groot zijn ze niet in de rat: op de buitenkant van de nanodeeltjes plakken allerlei eiwitten die in het longslijmvlies voorkomen, waardoor de ‘functionele’ doorsnede wat hoger uitvalt. Afbeelding: © Nature Biotechnology

.Ook kregen de deeltjes een fluorescent vlaggetje, zodat ze met behulp van een gevoelig imaging systeem in het lichaam van de rat gevolgd kunnen worden. De ratten kregen vervolgens een soort slangetje in hun keel om de nanodeeltjes in de longen te krijgen en tegelijkertijd te voorkomen dat ze de deeltjes op aten. Tot een uur na toediening keken de wetenschappers waar de deeltjes precies terecht kwamen.

Toen bleek, dat daarbij vooral de grootte een duidelijke rol speelt. Ongeacht de lading of deeltjessoort bleven alle deeltjes met een functionele doorsnede groter dan 38 nanometer in het longslijmvlies achter.


Zo zien longblaasjes eruit door een elektronenmicroscoop. Hier blijven de nanodeeltjes achter, of worden juist door het longslijmvlies afgevoerd. Afbeelding: © Welcome images

Van de kleinere deeltjes bleven de positief geladen varianten ook in de longen achter, terwijl de andere soorten gewoon naar de lympheknopen getransporteerd werden. De allerkleinste deeltjes (5 nanometer) werden extreem snel afgevoerd: na een uur was de helft al via de nieren en urine uitgescheiden.

De deeltjes die via de natuurlijke wegen worden afgevoerd zullen weinig kwaad kunnen tijdens hun korte tijd in het rattenlichaam. Maar de deeltjes die in de longen blijven zitten misschien wel. De kans is groot dat ook die worden afgevoerd, maar dat dit langer dan een uur duurt en dus niet naar voren kwam uit dit onderzoek. Mochten ze toch blijven zitten, dan is er wel degelijk een gezondheidsrisico aanwezig.

Risico?
Deeltjes (nano of groter, dat maakt even niet uit) die de longen niet zelf opruimen, kunnen daar ontstekingsreacties veroorzaken of een gemakkelijke nestplaats vormen voor bacteriën. Inderdaad, net als de asbestdeeltjes dat kunnen doen. Voor we weten of deze deeltjes eenzelfde werking hebben, is het zinnig nog wat langer naar de effecten van de deeltjes in de ratten te kijken. De onderzoekers erkennen dat zelf ook. In een interview met Chemistry World zegt hoofdonderzoeker John Frangioni: “Dit onderzoek is echt nog maar het begin. Het is nuttig voor bijvoorbeeld farmaceuten die hun werkzame stof via nanodeeltjes toe willen dienen. Die moeten dus deeltjes kleiner dan 38 nanometer gebruiken, als ze inhalatie medicijnen willen maken. Maar we hopen ook dat andere onderzoeksgroepen ons onderzoek als startpunt kunnen gebruiken om duidelijker naar de risico’s te kijken.”

Bron

‘Rapid translocation of nanoparticles from the lung airspaces to the body’ Nature Biotechnology

(Kennislink)

16-11-2010

Doodgaan is een afspraak
En als het goed is eentje waar je zelf niet bij bent

Als je hart en je ademhaling er langdurig en onherstelbaar mee ophouden, of als je hersenstam niet meer functioneert, dan ben je dood. Zo hebben artsen dat afgesproken. Maar uit onderzoek blijkt dat het zo simpel niet ligt. Zo kan een EEG tot drie dagen na het doodverklaren van je hersenstam nog hersenactiviteit waarnemen. Aan de andere kant: volgens veel hersenwetenschappers kan je ‘zelf’ al overlijden voordat je hart, ademhaling en hersenstam de pijp aan maarten geven. Dat roept de vraag op: wanneer gaat wat jou jou maakt nou precies het hoekje om?

Theoretisch gezien heb je, op het moment dat de bloedtoevoer naar je brein stopt, nog zo’n zes seconden waarin je je bewust bent van je omgeving. Zou je onverhoopt onder een guillotine terecht komen, dan zou de beul je dus kunnen vragen hoe dat nou is, doodgaan, en wanneer het echt gedaan is met je. Niet dat je antwoord kunt geven – je hoofd is immers gescheiden van je longen, luchtpijp en stembanden – maar als je van te voren een signaal afspreekt (twee keer knipperen betekent “ik ben er nog”, drie keer is “doodgaan is pijnloos”) zou het in theorie mogelijk zijn.


“Ben je daar nog? Doet dat nou zeer?” Afbeelding: © Wikimedia Commons

De Franse wetenschapper Jean Baptiste Vincent Laborde geloofde er niets van, en om de guillotinemythe te ontkrachten, liet hij pas afgehakte hoofden van misdadigers naar zijn laboratorium brengen, om ze daar aan te sluiten op de bloedsomloop van een hond – ik weet het: jakkes – om ze vragen te stellen over hun toestand. Ben je daar nog? Ben je nog steeds jij? Of was je ‘ik’ dood zodra je hart en je hersenen gescheiden raakten? Hoe voelt het om te sterven?

Laborde heeft nooit succes gehad met zijn aanpak. Het enige hoofd dat hij succesvol op een hond plakte, liet niet meer zien dan willekeurige gezichtsuitdrukkingen. Twee collega-wetenschappers claimden meer succes te hebben: een mannenhoofd reageerde tot vier seconden na de onthoofding nog op het roepen van zijn naam door zijn ogen te openen en de heren onderzoekers aan te kijken. Sceptici geloofden echter niet dat dit een teken van bewustzijn was en noemden het een reflex. Dus bleef het precieze moment van sterven, het moment dat je ophoudt met ‘jou’ te zijn en alleen nog een lichaam of lijk bent, onduidelijk.

Ophouden met ademen is nog maar het begin
Vroeger gingen mensen ervan uit dat je dood was zodra je ophield met ademen. Dat had vooral een praktische reden: in tegenstelling tot de moeilijk hoorbare hartslag (denk: rumoerige ziekenhuiszaal, snikkende familieleden, de stethoscoop was nog niet uitgevonden) was het gebrek aan ademhaling gemakkelijk te controleren. Maar de wetenschap en medische techniek schreed voort, en daarmee de definitie van wanneer we iemand dood noemen. Het is er overigens niet simpeler op geworden.


Nog niet dood…

Stel je voor dat je op een brancard ligt. Tijdens een zeiltochtje ben je overboord geslagen en pas na tien minuten uit het ijskoude water gevist. Ademen kun je niet zelf, maar in plaats van je dood te verklaren hebben de ambulancebroeders een mondstuk met een zak eraan over je gezicht geplaatst, die lucht je longen in perst en er dus voor zorgt dat je brein genoeg zuurstof krijgt. Bovendien is je hart opgehouden met uit zichzelf kloppen, dus staat een van de broeders naast je op je borstkas te duwen om je bloedcirculatie aan de gang te houden. Uit zichzelf klopt je hart niet, ademen je longen niet, en toch ben je niet overleden.

Als dat al te lang duurt, dan loop je overigens wel een groot risico om alsnog het hoekje om te gaan. Een van de medische definities van dood zijn behelst dat je hart en ademhaling er langdurig mee gestopt zijn. De reden dat artsen je dan doodverklaren heeft overigens weinig te maken met het hart of de longen zelf: je overlijdt omdat we aannemen dat als de boel er al te lang mee ophoudt, het zuurstoftekort in je hersenen zo groot wordt dat ze niet meer werken. Zelfs als je ‘hartdood’ wordt verklaard, is het eigenlijk het brein dat overlijdt. Dat brengt ons bij de volgende kwestie: wanneer in dat proces gaat je brein precies dood? En komt dit moment ook overeen met het moment dat ‘jij’ er niet meer bent?

He, brein, doe je het nog?


Ja, ik ben er nog. Haal nu die vijf vingers maar uit m’n gezicht.

De meest voor de hand liggende manier om te kijken of een brein het nog doet, is om het aan de eigenaar in kwestie te vragen. Geeft deze antwoord (“ja, hoor, ik ben er nog, het is maandag en je steekt vijf vingers op”) dan is hij duidelijk niet overleden. Het omgekeerde gaat niet op: bewusteloosheid alleen is zeker geen teken dat iemand er niet meer is. Niet alleen kan het tijdelijk zijn, je hebt ook nog situaties waarin iemand weliswaar alles meemaakt, maar toch bewusteloos lijkt omdat hij niet kan communiceren, zoals bij het ‘locked in syndroom’. Daarom hebben artsen, voor alle veiligheid, afgesproken dat ze iemand alleen hersendood verklaren, als het hele brein ermee op is gehouden. Dat meten ze door te kijken of de hersenstam het nog doet. Dit is het meest primaire deel van het brein, waar je ademhaling, je hartslag, je lichaamstemperatuur en dergelijke worden geregeld. Simpel gezegd: zonder activiteit in je hersenstam heeft de rest van je lijf geen schijn van kans.

Wachten op een volledig gebrek aan hersenactiviteit is dus vanuit fysiek oogpunt wel zo verstandig. Maar hier treden twee moeilijkheden op. Voor moeilijkheid nummer een gaan we terug naar onze brancard. De ambulancebroeders zijn aangekomen bij het ziekenhuis en hebben je lichaam overgedragen aan een stel vaardige artsen, die met kunst- en vliegwerk je hart en ademhaling in stand houden. Zouden ze nu een scan van je brein maken, dan zouden ze waarschijnlijk weinig tot geen activiteit zien. Maar opgepast: herinner je dat je een half uurtje geleden nog in ijskoud water lag. Onderkoeling kan de meetbare hersenactiviteit tijdelijk opschorten, en zou je opgewarmd zijn, dan kan je brein het weer prima doen. Echt dood ben je dus pas als je hersenen het niet meer doen, en je 37 graden warm bent.

It ain’t over ’til the last neuron sings…


Het duurt een tijdje voor de laatste neuron in je hoofd is uitgeknetterd…

Moelijkheid nummer twee: ‘volledig gebrek aan hersenactiviteit’ is een rekbaar begrip. Uit onderzoek blijkt namelijk dat sommige mensen tot drie dagen nadat ze door een arts hersendood waren verklaard, op een EEG toch nog wat willekeurige hersenactiviteit lieten zien. Niets georganiseerds, maar toch… het duurt een tijdje voordat de elektriciteit in je hoofd is uitgeknetterd. Dat roept een filosofische vraag op: ben ‘jij’ er nog tot de laatste neuron vuurt? Of was je ‘ik’ allang verdwenen?

Waarschijnlijk is je ‘zelf’ bij het vuren van de laatste hersencel allang weg. Er zijn zelfs artsen die opperen dat je zelfs nog eerder dood was dan wanneer de diagnose hersendood werd gesteld, namelijk als je cortex niets meer doet. De cortex is het kronkelige deel van je brein, en onontbeerlijk voor alle hogere hersenfuncties als denken, zien, spreken, herinneringen ophalen, enzovoorts. Zonder georganiseerde activiteit in je cortex, ben je een zogenaamd kasplantje. Technisch gezien leef je nog – je hersenstam is er nog om je hart, lichaamstemperatuur en ademhaling in orde te maken -, maar de kans dat ‘jij’ er nog bent, is vrijwel nihil, omdat alles wat jou jou maakt al stuk is.

Doodgaan in een grijs gebied


Wees gerust: lang voordat een arts je doodverklaart, is je ‘ik’ er allang niet meer.

Doodgaan doe je dus ergens in een grijs gebied. Ergens tussen langdurig ophouden met ademhalen en een hartslag hebben (waarna de arts veronderstelt dat je brein ook wel de geest zal hebben gegeven) en helemaal geen hersenactiviteit meer hebben (zelfs geen willekeurige), ben je overleden. De technologie laat artsen hier in de steek: er is geen hersenscanner die onomstotelijk hersendood kan vaststellen.

Het moment van sterven is, alle moderne snufjes ten spijt, dus meer een afspraak dan een biologisch moment. Tegenwoordig luidt die afspraak onder artsen dat je dood bent als de hersenstam niet meer functioneert. Daarvoor zijn een aantal tests die niet kijken naar je hersenactiviteit, maar naar wat je hersenstam nog kan. Reageren je pupillen op licht, je ogen op een object dan snel dichterbij komt, reageert je lijf nog op pijn? Dan ben je nog niet dood. Is het antwoord op deze en nog wat andere vragen tijdens een aantal verschillende pogingen echter ‘nee’, dan ben je volgens afspraak overleden. Maar door wat we weten over het brein en wat het daarin is dat jou jou maakt, kun je gerust zijn: op het moment dat een arts die beslissing neemt, ben ‘jij’ er zelf allang niet meer bij. Tenzij je onthoofd wordt, wellicht.

(Kennislink)

18-11-2010

Kwantumtheorie zo gek nog niet

Onzekerheidsrelatie beperkt vreemdste uitwassen

Einstein vond de kwantumtheorie spookachtig, vooral vanwege de onzekerheidsrelatie. Juist die relatie houdt de gekste kwantumeffecten binnen de perken.

Alice en Bob spelen een spelletje. Alice heeft een speelbord voor zich liggen met twee velden en op elk veld legt ze één fiche, een rode of een blauwe. Haar keuze is niet vrij: iemand fluistert haar in dat ze twee dezelfde of juist twee verschillende fiches moet neerleggen. Bob moet raden wat Alice heeft gedaan. Als hij het goed heeft, hebben beiden gewonnen. Maar Alice mag haar actie niet verklappen en Bob mag de instructie ook niet te weten komen; daarom zit hij zo ver van het bord verwijderd dat in de tijd dat hij antwoord moet geven, zelfs een lichtstraal de afstand niet kan hebben overbrugd.

Dat wordt gokken, zelfs als de twee vooraf een strategie mogen afspreken. Tenzij het een kwantumstrategie is. Als Alice en Bob gebruik mogen maken van kwantummechanische fenomenen als verstrengeling en teleportatie. Dan profiteren ze van het kwantumeffect dat Albert Einstein ooit huiverend de ‘spookachtige werking op afstand’ noemde. En winnen ze vaker dan het toeval zou toestaan.

Trefzeker
Maar niet altijd. Er is wel een theorie denkbaar waarbinnen de kwantumteleportatie trefzeker de strategie van Alice doorgeeft, maar in de kwantumtheorie gaat die zekerheid verloren. Daar heerst nog een andere principe dat het doorgeven van de strategie verstoort: de onzekerheidsrelatie. Dit beroemde principe dat Werner Heisenberg in 1927 formuleerde, stelt grenzen aan de verstrengeling, schrijvenStephanie Wehner en Jonathan Oppenheim in Science.

Dat is een ironische speling van het lot, stelt Oppenheim in een bijbehorend persbericht. Heisenberg bracht in zijn relatie tot uitdrukking dat in de kwantumwereld niet alle eigenschappen van een systeem tegelijk kenbaar zijn. Als je bijvoorbeeld de positie van een deeltje bepaalt, heb je geen idee meer wat zijn snelheid is. En andersom: meet je de snelheid, dan weet je niet meer waar het deeltje is.

Dobbelen
Einstein verfoeide de onzekerheidsrelatie. Een theorie die als basis had dat deeltjes niet al hun eigenschappen exact zouden prijsgeven, kon geen volledige theorie zijn. Erger nog, volgens de theorie bezaten deeltjes alle mogelijke eigenschappen tegelijk. Ze gingen hard en zacht, waren hier en daar. Als je het niet had gemeten, kon je hooguit een waarschijnlijkheid bepalen om een deeltje ergens aan te treffen. God dobbelt niet, schimpte Einstein.

Om het manco van de kwantumtheorie aan te tonen kwam hij met zijn beroemde gedachtenexperiment, de Einstein-Podolsky-Rosen paradox. In dat experiment begin je met twee deeltjes die een eigenschap delen. Je weet niet hoe groot die eigenschap bij een van beide is, maar als je er een meet, leg je de eigenschap van de andere automatisch vast.

Wat nu, redeneerde Einstein, als ik die deeltjes eerst mijlenver uiteendrijf en dan pas die eigenschap aan een van de twee meet. Dan weet ik onmiddellijk hoe het bij de ander zit, terwijl die ander nog niets van die meting ‘weet’; ook informatie reist niet sneller dan het licht.

Dat kon niet, zei Einstein, en dus klopte er volgens hem iets niet aan de kwantumtheorie. Maar zo werkt het wel, bleek later uit experimenten. De ‘spookachtige werking op afstand’ bestaat wel degelijk.

Overseinen
Wehner en Oppenheim hebben het spelletje van Alice en Bob volgens de regels van de kwantumfysica doorgerekend en dan blijkt dat die werking op afstand haar beperkingen heeft. Ook de instructies die via de verstrengeling worden ‘ overgeseind’, hebben hun onzekerheid. Als de strategie-afspraak tussen Alice en Bob, over wat ze zal doen als ze twee dezelfde fiches moet leggen, volkomen duidelijk overkomt, wordt de andere, over de strategie bij twee verschillende, zo vaag dat hij er niets aan heeft.

‘Het onzekerheidsprincipe bijt terug,’ grapt Oppenheim. ‘De kwantumtheorie is behoorlijk gek, maar ze is niet zo gek als ze zou kunnen zijn.’

Joep Engels

Jonathan Oppenheim en Stephanie Wehner: ‘The Uncertainty Principle Determines the Nonlocality of Quantum Mechanics’ in Science van 19 november 2010

(Noorderlicht)

19-11-2010

"Straling gsm en draadloos internet maakt bomen ziek"



De straling van zendinstallaties voor mobiele telefonie en draadloos internet is schadelijk voor bomen, stelt een recent Nederlands onderzoek van de Wageningen Universiteit, TNO en de gemeente Alphen aan den Rijn.

Het onderzoek startte nadat ambtenaren van Alphen aan den Rijn vijf jaar geleden vreemde zaken ontdekten bij bomen. Ze krijgen opmerkelijke afwijkingen in groei, en bloedingen en scheuren in de bast. De ziekteverschijnselen blijken zich echter niet te beperken tot de Nederlandse gemeente, maar komen voor in de hele westerse wereld, meldt Webwereld.

Experiment
De afdeling plantcelbiologie van de Universiteit Wageningen startte daarop een experiment. "In een klimaatruimte zijn essen en verschillende kruidachtige planten gedurende drie maanden blootgesteld aan 6 stralingsbronnen (accesspoints) met frequenties variërend van 2.412 tot 2.472 MHz en een vermogen van 100 mW EIRP, op 50 cm tot 300 cm afstand," zeggen de wetenschappers.

"Eerste waarnemingen wijzen op een negatief effect op de gezondheid van essen. Bladeren nabij de stralingsbronnen vertoonden aan het einde van de onderzoeksperiode 'loodglansachtige effecten' die het gevolg blijken te zijn van het afsterven van de boven- en onderepidermis van de bladeren. De 'loodglans' wordt opgevolgd door verdroging en afsterven van een deel van het blad."

"Proeven met Arabidopsis- en maïszaaicultures wijzen op groei- en bloeivertraging als zaaicultures vergeleken worden met cultures in identieke klimaatruimten zonder stralingsbelasting."

Meer onderzoek nodig
De onderzoekers hoeden zich wel voor te overhaaste conclusies over de precieze oorzaken van de problemen, en benadrukken dat verder onderzoek over een langere periode nodig is. Naast de elektromagnetische velden die veroorzaakt worden door de zendinstallaties voor mobiele telefonie en draadloos internet, kijken de onderzoekers ook naar ultrafijn stof als mogelijke oorzaak van het probleem. Dat stof is zo klein dat het kan binnendringen bij organismen.

In Nederland vertoont alleszins maar liefst 70 procent van alle bomen in het stedelijk gebied dezelfde symptomen, tegenover 10 procent vijf jaar geleden. Bomen in dichter beboste gebieden hebben er nauwelijks last van. De wetenschappers willen in verder onderzoek dan ook nagaan of een appel van een zieke boom nog wel gegeten kan worden, of wat de economische gevolgen zijn van de problemen.

TNO distantieert zich
Niet alle medewerkers van het onderzoek zijn het overigens eens met de voorlopige doch straffe conclusie. De Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek (TNO) neemt afstand van het voorlopige besluit dat straling de veroorzaker van ziekte is.

"Een TNO-medewerker heeft gedurende het traject een aantal keren deelgenomen aan discussies en feedback gegeven op meetopstellingen en meetresultaten. Juist de conclusies over het gesuggereerde oorzakelijk verband zijn expliciet nooit ondersteund door TNO", luidt het. "TNO distantieert zich nadrukkelijk van de conclusies over een oorzakelijk verband tussen WiFi en plantgezondheid en laat die geheel voor rekening van de Universiteit Wageningen". (sam)

(HLN)

19-11-2010

Leven ontdekt in diepste laag aardkorst

AMSTERDAM Amerikaanse wetenschappers hebben met boringen aangetoond dat er bacteriën leven in de diepste lagen van de aardkorst onder de Atlantische oceaan.


@Inertia Stock

De bacteriën zijn gevonden op een diepte van ruim een kilometer onder het aardoppervlak. Opvallend genoeg gaat het niet om oerbacteriën, maar om organismen die vermoedelijk in hoger gelegen delen van de aardkorst zijn ontstaan.

Dat melden wetenschappers van de staatsuniversiteit van Oregon in het wetenschappelijk tijdschrift PloS One.

Het is voor het eerst dat er leven is ontdekt in de diepste delen van de aardkorst.
Bij eerdere boringen vond het onderzoeksteam van hoofdonderzoekers Stephen Giovannoni al micro-organismen in de hoger gelegen basaltlaag van de aardkorst.

We hadden verwacht dat we in diepere lagen dezelfde soort organismen zouden vinden, maar deze zijn heel anders, verklaart hij in het Britse tijdschrift New Scientist.

Oliebron

De bacteriën in de diepste lagen van de aardkorst voeden zich volgens Giovannoni met methaan en benzeen. Dit soort organismen zijn ook vaak te vinden in oliebronnen en vervuilde aarde. De wetenschappers vermoeden daarom dat de bacteriën vanuit hoger gelegen delen van de aardkorst zijn gemigreerd naar diepere lagen.

De onderzoekers kwamen tot hun bevindingen door boringen uit te voeren in het Atlantis-massief, een bergketen in de Atlantische oceaan.

Aardmantel

Ze boorden door het sediment en een basaltlaag en bereikten uiteindelijk een diepte van 1391 meter. Daar troffen ze verschillende groepen bacteriën aan die leefden bij een temperatuur van 102 graden Celsius.

De onderzoekers vermoeden naar aanleiding van hun analyse van de organismen dat dat er ook bacteriën bestaan, die nog dieper onder het aardoppervlak leven in de aardmantel.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

24-11-2010

Licht in zijn achteruit

Fysici werken al een jaar of tien aan metamaterialen die het licht sturen in richtingen waar het normaal niet heen wil. Amsterdamse fysici hebben nu grote stap voorwaarts gezet. In hun materiaal gaat het licht achteruit. Dat maakt het zeer geschikt voor de perfecte lens.

Licht beweegt zich voort met de snelheid van het licht, maar dat is lang niet altijd 300 duizend kilometer per seconde. In lucht, water of glas gaat het licht langzamer, en fysici zijn er al eens in geslaagd het licht stil te zetten.

Amsterdamse natuurkundigen gaan nu nog een stapje verder. Ze hebben een materiaal ontworpen dat het licht in zijn achteruit zet. Nee, denk nu niet dat het licht wordt weerkaatst. De lichtbundel gaat nog steeds vooruit, maar de lichtgolf, met zijn toppen en dalen, beweegt de andere kant op. Net zoals in een oude film, waar een auto vooruit rijdt maar de wielen de andere kant op lijken te draaien.

Snellius
Het Amsterdamse materiaal heeft een negatieve brekingsindex, heet het in fysisch jargon. En dat is heel curieus. Als een lichtbundel van lucht naar water gaat, maakt hij bij de overgang een knik. De brekingsindex is een maat voor de grootte van die knik (volgens de Wet van Snellius). Bij een negatieve index wordt het licht niet zomaar gebroken, maar een compleet andere kant op gestuurd.

Dat gebeurt in gewone materialen nooit – daar is de index altijd positief. Maar natuurkundigen zijn de laatste jaren druk met materialen waar dat wel kan. Deze zogeheten metamaterialen hebben geen bijzondere chemische samenstelling, maar een zeer fijnmazige structuur. Vaak zijn ze opgebouwd uit zeer dunne laagjes of kleine cellen, zo minuscuul dat zelfs het licht zich in bochten moet wringen om zijn weg erdoorheen te vinden.


Harry Potter
Met die metamaterialen zijn ook al succesjes geboekt. Zo komt de onzichtbaarheidsmantel van Harry Potter binnen handbereik. Geen Zweinsteinse tovenarij, maar metamaterialen die het licht omleiden en zo een waarnemer het zicht op Harry ontnemen. Amerikaanse militairen houden dit onderzoek nauwlettend in de gaten.

Het lukt ook al een beetje om golven achteruit te laten bewegen. Maar de successen bleven beperkt tot lange golven buiten het zichtbare gebied, zoals radiogolven. Gewoon, zichtbaar licht wilde soms wel achteruit, maar bleef dan steken in absorberende componenten van het metamateriaal. Als het al eens lukte, dan alleen als het licht onder precies de goede hoek het materiaal binnenkwam.

Natuurkundigen van het AMOLF-instituut in Amsterdam zetten nu in het gerenommeerde Physical Review Letters een grote stap voorwaarts. Zij bedachten een materiaal dat het onder alle omstandigheden doet: onder welke hoek het licht ook invalt, de brekingsindex is altijd negatief en gelijk. ‘Het is een theoretisch model,’ benadrukt Albert Polman, directeur van AMOLF en leider van het onderzoek, ‘maar we zijn ervan overtuigd dat het in de praktijk zal werken als het goed wordt nagebouwd.’

Zilverlaagjes
En ook dat is curieus. Het Amsterdamse metamateriaal is een soort sandwich: ultradunne laagjes (tien nanometer, ofwel tien miljoenste millimeter) zilver, afgewisseld met even dunne laagjes transparant materiaal. ‘Als je tien van die zilverlaagjes stapelt, komt het licht er niet meer doorheen,’ zegt Polman. Maar door tien gescheiden laagjes wel: het licht plant zich niet alleen voort door de transparante lagen, maar kan ook van laag tot laag ‘verspringen’.

De fysici kunnen nu opgaan voor de hoofdprijs in dit vakgebied, de perfecte lens. Tien jaar geleden bedacht de Engelse theoreticus dat zo’n lens gemaakt zou kunnen worden met een metamateriaal met een homogene negatieve brekingsindex. Hoe perfect een lens van gewoon glas ook geslepen is, als het object kleiner is dan de golflengte van het licht, is de afbeelding nooit beter dan een vage vlek. Maar licht dat in zijn achteruit staat, voelt als het ware nog eens extra aan de contouren van zijn object en wordt daardoor ook de allerkleinste details gewaar.

‘Zo ver is het nog niet,’ sust Polman. ‘Eerst moeten we ons sandwichmateriaal zien te maken.’

Joep Engels

Ewold Verhagen e.a.: ‘Three-Dimensional Negative Index of Refraction at Optical Frequencies by Coupling Plasmonic Waveguides’, in Physical Review Letters 105, 223901 (gepubliceerd op 23 november 2010)
Reacties

(Noorderlicht)

30-11-2010

Wetenschappers keren verouderingsproces om



Wetenschappers van de prestigieuze Harvard-universiteit zijn er in geslaagd om het verouderingsproces bij muizen om te keren. Grote vraag is nu of de verworven inzichten ook voordelen voor de mens kunnen opleveren, meldt de Britse krant The Guardian.

De onderzoekers konden het verouderingsproces bij testmuizen niet alleen afremmen, maar zelfs omdraaien. Dat deden ze door enzymen bij de dieren in te spuiten, die weefsel zouden herstellen en de aanmaak van nieuwe neuronen in de hersenen zouden versterken.

Herstel na veroudering
Men keek tijdens het experiment vooral naar de zogenaamde telomeren, de 'kapjes' op het einde van chromosomen die de chromosomen tegen aantasting beschermen. Telkens onze cellen zich splitsen, worden die telomeren korter tot op het punt waar ze niet meer werken en de cel afsterft.

De researchers kweekten nu muizen zonder telomerase, het eiwit dat het proces van het korter worden afremt. Die dieren bleken veel sneller te verouderen dan normaal. Wanneer dat enzym echter bij de proefdieren werd ingespoten, vertoonden ze tekenen van 'belangrijk herstel'.

Kanker
Of we nu een stap dichterbij 'de eeuwige jeugd' staan, is ver van zeker. Een aantal verschillen tussen mensen en muizen maken het niet alleen ingewikkeld maar ook gevaarlijk om de praktijk zomaar op mensen te gaan toepassen. Zo is er bij de mens een link tussen telomerase en kanker.

"Toch kan een behandeling in theorie ook bij mensen veilig zijn", zegt een van de medewerkers. "Op voorwaarde dat ze wordt toegepast op jonge mensen wiens lichaam vrij is van kankercellen." (hlnsydney/tw)

(HLN)

30-11-2010

Onderzoekers laten cel van soort veranderen

AMSTERDAM - Wetenschappers in de Verenigde Staten zijn er voor het eerst in geslaagd een gespecialiseerde lichaamscel in een andersoortige cel te veranderen.


© www.gezondheidsnet.nl

De onderzoekers hopen met deze techniek ooit hartinfarcten, Parkinson en diabetes te kunnen behandelen.

Na een hartinfarct zouden artsen bijvoorbeeld weefselcellen ertoe kunnen aanzetten zich in spiercellen te veranderen, om zo de beschadigde hartspier te ondersteunen.

"Wij geloven allemaal dat dit de toekomst van de stamcellenbiologie is", zei John Gearhart van de Universiteit van Pennsylvania, die bij het onderzoek betrokken was.

Overgeslagen

Tot dusver was het alleen gelukt gespecialiseerde cellen in stamcellen en vervolgens in een tweede stap in andere gespecialiseerde cellen te veranderen. Door de nieuwe techniek kan de omweg via stamcellen worden overgeslagen.

Onlangs slaagden de Amerikaanse onderzoekers erin menselijke huidcellen direct in het beginstadium van bloedcellen te veranderen.

© Novum

(nu.nl)

05-12-2010

Computer denkt nu even snel als mens



IBM heeft een nieuwe chip ontwikkeld waarmee supercomputers duizend keer sneller kunnen rekenen. Dat betekent dat de machines zullen kunnen concurreren met de gedachtesnelheid van de mens, schrijft de krant Het Laatste Nieuws.

De kracht van de nieuwe technologie zit in de integratie van een optische module, waardoor elektrische signalen worden omgezet in lichtpulsen. Zo kunnen chips razendsnel communiceren.

"Dit is een doorbraak in de ontwikkeling van supercomputers", zegt Will Green, onderzoeker bij IBM. De snelste supercomputers halen vandaag ongeveer 2.000 biljoen berekeningen per seconde. Green maakt zich sterk dat tegen 2020 een miljoen biljoen berekeningen mogelijk zullen zijn. (hln/sam)

(HLN)

09-12-2010

Kijken op nanoniveau

We zien zaken op de nanoschaal alleen door de ogen van speciale microscopen. Maar waarom gebruiken wetenschappers soms de ene en dan weer de andere techniek? En hoe werken ze precies?

Nanotechnologie werd pas echt een eigen onderzoeksveld met de komst van technieken om het nanoniveau in beeld te brengen. Een ‘gewone’ lichtmicroscoop heeft namelijk een waarnemingsgrens. Kleiner dan 250 nm kun je met zichtbaar licht niets meer zien, omdat je object dan kleiner is dan de helft van de golflengte van het licht en dan kaatst het licht niet meer (voldoende) terug.

Met een lichtmicroscoop losse moleculen bekijken zit er dan ook niet in: de meeste moleculen zijn namelijk kleiner dan die 250 nanometer -enkele uitzonderingen zoals strak opgevouwen DNA daargelaten- en dus te klein om op die manier te kunnen zien. Maar met de komst van de elektronenmicroscoop (EM), de atomic force microscoop (AFM) en de scanning tunneling microscoop (STM) werd het mogelijk om losse moleculen te zien en te manipuleren. Naast zeer interessant onderzoek, leveren ze ook prachtige plaatjes op, die vaak langskomen in de rubriek nanokunst. Hoog tijd dus om eens precies uit te leggen hoe deze apparaten werken.


Schets van de allereerste elektronenmicroscoop, uit het schrift van Ernst Ruska. Hij kon maar 16x vergroten. Afbeelding: © Wikipedia commons Scan from ‘The early development of Electron lenses and Electron Microscopy, Ernst Ruska’.

Schieten met elektronen
Het eerste prototype van de elektronenmicroscoop (EM) werd in 1931 in Duitsland ontwikkeld, door natuurkundige Ernst Ruska en ingenieur Max Knoll. Het apparaat kon nog maar zestien keer vergroten, maar het was genoeg om het principe te bewijzen dat je ook andere golven dan licht kunt gebruiken om een beeld te maken.

De elektronenmicroscoop gebruikt namelijk (hoe kan het ook anders) elektronen. Ze worden vanuit een elektronenbron weggeschoten, meestal een draadje wolfraam waar heel veel stroom op wordt gezet. De stroom elektronen wordt met behulp van een serie elektromagneten door een vacuüm buis geleid, richting het object dat je wilt bekijken. Dat kan van alles zijn, maar laten we als voorbeeld even een laagje goudatomen nemen.

Zodra de elektronen bij het goud aankomen, gaan ze er dwars doorheen. Atomen bestaan namelijk uit een hele kleine kern met een wolk elektronen er omheen. De elektronen uit de straal kunnen tussen de elektronenwolk van de atomen heen bewegen en zo aan de andere kant van het goud terecht komen. Maar het goudlaagje mag daarbij niet te dik zijn: maximaal een paar honderd nanometer. Hoe dunner, hoe beter het uiteindelijke beeld.

Terwijl de elektronen tussen de atomen van het monster door gaan, worden ze deels afgeketst en veranderen ze een klein beetje van richting. Aan de achterkant van het monster worden de elektronen weer opgevangen door een elektromagnetische lens en naar een detectieplaat geleid.


Hier zijn Ernst Ruska en Max Knoll bezig met het bouwen van de allereerste elektronen microscoop. Afbeelding: © Ernst Ruska Archief

.Via een ingewikkelde wiskundige Fourier-transformatie maakt de computer weer een plaatje van het stippenpatroon op de detector. Daarmee lukte het Ruska en Knoll al vlug om de detectiegrens van de lichtmicroscoop te doorbreken. In 1933 maakten ze reeds een afbeelding van 200 nanometer aan goudatomen en in 1986 kreeg Ruska er een halve Nobelprijs voor de natuurkunde voor. Knoll werd daarbij gemakshalve even vergeten.

Inmiddels is het apparaat flink verbeterd en kan een object -afhankelijk van de kwaliteit van het monster en de detectiemethode- wel vijftig miljoen keer vergroot worden. Dan kun je op 0,05 nanometer nauwkeurig kijken, ruim voldoende om er nanotechnologisch onderzoek mee te doen.


Bacterievirussen vallen een bacteriecel aan. Dit plaatje is gemaakt met een EM. Afbeelding: © wikipedia commons/Graham Colm

Beperkingen
Je kunt echter niet zomaar alles onder een EM leggen. Wat je wilt zien moet wel tegen vacuüm kunnen. Daardoor vallen de meeste vloeibare monsters af, zoals bijvoorbeeld een eiwit in water. Die kunnen alleen bestudeerd worden als ze chemisch gefixeerd zijn, of heel vlug diep ingevroren worden. Ook mag je object nog geen nanometer bewegen. Op je gemak kijken hoe twee moleculen ‘live’ een reactie met elkaar aangaan is er hier dus niet bij.

Daar staat tegenover dat je met een EM wèl ruimtelijke weergaves kunt maken. De elektronen worden namelijk ook afgebogen door de atomen middenin het monster. In combinatie met razendsnel invriezen, is het zo sinds een paar jaar mogelijk om nauwkeurige 3D plaatjes van eiwitmoleculen te maken. Daarmee gaat deze techniek de concurrentie aan met röntgenkristallografie. De afgelopen vijftig jaar heeft de EM tot interessante inzichten geleid. Bijvoorbeeld de structuur van een virus; het ‘octaëder-met-injectiespuit’-beeld hadden we zonder de elektronmicroscoop niet (zo snel) gehad.


Deze spin heeft een goudlaagje gekregen in voorbereiding van zijn SEM scan. Afbeelding: © wikimedia commons/Toby Hudson

SEM, De kleine broer van de EM
De EM heeft nog een broertje, de scanning elektronenmicroscoop (SEM). Hierbij worden alleen de elektronen opgevangen die scherp afketsen op de buitenste laag atomen.

Om een plaatje te maken van het hele oppervlak van het monster, sturen de elektronenlenzen de bundel elektronen razendsnel heen en weer over het oppervlak van het monster. Alle ‘scanlijntjes’ worden dan samengevoegd tot een afbeelding.

Maar dit kan alleen bij monsters met zware atomen zoals goud, ijzer en lood, daar ketsen elektronen namelijk gemakkelijk op af. Voor onderzoek in de chiptechnologie is dit meestal geen probleem, maar biologische monsters worden vaak bedekt met een dun laagje goudatomen om alsnog een gedetailleerde afbeelding te maken.

Voelen met een stroompje
De andere helft van die Nobelprijs uit 1986 ging naar Gerd Binnig en Heinrich Rohrer voor hun ontdekking van de Scanning Tunneling Microscoop. In het Nederlands heet hij eigenlijk rastertunnelmicroscoop, maar die term wordt nauwelijks nog gebruikt. De afkorting STM is veel gebruikelijker. En zo ziet hij eruit:



.Het principe van de STM is heel anders dan dat van de EM of de lichtmicroscoop. In plaats van een beeld te maken met golven straling, tast de STM het oppervlak van een monster af met een heel dunne naald. Deze naald is gemaakt van materiaal dat elektriciteit kan geleiden, zoals metaal of koolstofnanobuisjes, en zo dun mogelijk: bij voorkeur maar één atoom dik. Tijdens de meting raakt hij het oppervlak van het monster nèt niet, maar zweeft er ongeveer 0,3 nanometer boven. Als atomen zo dicht bij elkaar worden gebracht, gaat het quantummechanische tunnelingseffect een rol spelen. Eigenlijk komt dat er op neer dat er elektronen van het monster naar de naald over kunnen springen, wat meetbaar is als een klein stroompje.

Handig daarbij is dat de stroomsterkte exponentieel afneemt als de naald verder van het monster af zit. Dat betekent dat bij een heel klein verschilletje in afstand -zeg, 0,1 nanometer- de stroom direct tien keer kleiner wordt. Per atoomdikte (0,2 à 0,3 nanometer) zie je dus 100-1000 keer minder stroom. Hoogteverschillen in het monster zijn daardoor haarscherp in kaart te brengen.

Om een afbeelding van het hele oppervlak van het monster te maken, ‘scant’ de naald heen en weer, als een blinde die braille leest. Onderstaand filmpje geeft er een goed beeld van.


Misschien nog duidelijker: met dit programma kun je ‘zelf’ verschillende monsters scannen.

Niet alles kan
De allereerste STM’s waren enorme, gevoelige apparaten: één kuchje, luidruchtige collega’s op de bovenverdieping of een voorbijrijdende tram waren al genoeg om de meting te laten mislukken. De allereerste plaatjes werden dan ook in het holst van de nacht gemaakt. Tegenwoordig zijn de STM’s een stuk robuuster en passen ze op een labtafel.

Een STM is vooral nuttig om naar platte monsters te kijken, aangezien hij alleen de buitenste laag atomen in kaart kan brengen. Daarnaast moet je monster voor een nauwkeurige STM-meting wel in staat zijn elektronen over te laten springen; oftewel, het moet stroomgeleidend zijn. Even naar een stukje plastic kijken wordt dus moeilijk.


35 losse xenonatomen op een nikkelondergrond. Afbeelding: © IBM

Monsters in water zijn echter geen probleem en ook chemische reacties bestuderen terwijl ze in volle gang zijn, behoort tot de mogelijkheden. In Nijmegen gebruikten ze de STM om zuurstofmoleculen met een katalysator te zien oxideren. En zelfs de ruimte tussen de atomen van een plat molecuul werd onlangs waargenomen.

Maar met de STM kun je ook losse atomen manipuleren. Door met de punt van de naald zwak-bindende atomen voort te duwen, maakten IBM wetenschappers het inmiddels legendarische plaatje hiernaast.

AFM: op de tast
Na zijn succes met de STM, ging Binnig op zoek naar een manier om ook ongeleidende monsters in kaart te brengen. Samen met zijn collega’s Calvin Quate en Christoph Gerber ontwikkelde hij de atomische tastmicroscoop (AFM).


Afbeelding: © No Small Matter, Felice Frankel

Deze microscoop is ook gebaseerd op scannen met een naald, maar meet kracht (‘force’) en geen stroom. Het principe is eigenlijk nog simpeler: je zet een naald op een oppervlak en trekt het oppervlak opzij, waarbij de naald vanzelf omhoog komt als hij een atoom tegenkomt.

Een andere mogelijkheid is dat de punt door de Vanderwaalskrachten van het monster aangetrokken wordt. Dan gebruikt men een andere modus, de tapping mode. Hierbij wordt de punt in trilling gebracht en tikt steeds eventjes het monster aan, terwijl de naald opzij beweegt. Maar daarbij het bleek moeilijk om hoogteverschillen van minder dan een nanometer nauwkeurig te meten.

Daar verzonnen de wetenschappers een trucje op. De naald zit aan het uiteinde van een flexibel hefboompje. Op de achterkant van dat hefboompje zit een minuscuul spiegeltje waar een laser op schijnt. Daarna wordt de laser een ‘flink eind verderop’ (in ieder geval enkele centimeters) opgevangen door een detector. Als de naald naar boven of naar beneden beweegt, verandert de weerkaatsingshoek van de laser mee. De afstand tussen de hefboom en de detectieplaat werkt zelf ook weer als een hefboom: hoe groter die is, hoe meer de laser op of neer beweegt op de detectieplaat.

Extra functie
De AFM eist erg weinig van een monster: je kunt er bijna alles onder leggen. Het is zelfs mogelijk om de binding van een eiwit aan DNA te volgen, door vlak na elkaar verschillende plaatjes te maken. De resolutie was tot voor kort wat minder nauwkeurig dan de STM of de EM, maar kortgeleden lukte het wetenschappers om de losse atomen van één enkel molecuul scherp in beeld te brengen.

Daarnaast is het heel makkelijk om de AFM-naald van extra functionaliteit te voorzien. Door een molecuul aan de punt van de naald vast te plakken dat bijvoorbeeld bindt aan één specifiek eiwit, is de exacte locatie van dat eiwit op een oppervlak aan te tonen.


Aan de punt van deze AFM naald hangt een antilichaam. Dat bindt alleen aan één specifiek molecuul. Als tijdens het scannen van het oppervlak het antilichaam ineens bindt, komt er spanning op de hefboom te staan. Dat is meetbaar, en zo kun je de aanwezigheid van dat molecuul aantonen. Afbeelding: © Universiteit Bremen

.Er is een nieuwe wereld voor ons opengegaan dankzij deze microscopen. Ze worden inmiddels in allerlei takken van de wetenschap gebruikt. Medici, biologen, scheikundigen, natuurkundigen en elektrotechnisch ingenieurs: allemaal zijn ze nieuwsgierig hoe de nanowereld er nou uitziet.

Nano kunst in optima forma. Mede mogelijk gemaakt door de EM, STM en AFM

En het resultaat is verbluffend, zoals het filmpje hierboven. Helaas blijft de wereld op nanoschaal wel altijd zwart-wit; te klein voor lichtmicroscopie betekent namelijk ook dat er geen kleuren zijn. Omdat het toch leuker is om een beetje kleur in je wetenschappelijke publicatie te brengen, kleuren onderzoekers de plaatjes vaak in; gewoon op de computer, met Photoshop.

(Kennislink)

15-12-2010

37 :: Science fact



Michio Kaku, hoogleraar theoretische natuurkunde, denkt dat sciencefiction de wetenschap verder kan brengen. Een interview.

Is sciencefiction echt sciencefiction? Die vraag staat centraal in het tv-programma Sci-Fi Science, dat sinds 10 december wordt uitgezonden op Discovery Science. Bright sprak met de sympathieke presentator Michio Kaku, hoogleraar theoretische natuurkunde aan de Universiteit van New York én sciencefictionfan. Dit is een uitgebreide versie van het interview dat in Bright #37 staat.

Wat voor rol speelt sciencefiction in uw leven?
Als kind wilde ik altijd al natuurkundige worden. Einstein was mijn held. Daarnaast was ik dol op sciencefiction. Ik was verslaafd aan Flash Gordon. Op die manier werd ik blootgesteld aan een wereld met ruimteschepen, buitenaardse wezens op andere planeten en onzichtbaarheid. Na verloop van tijd besefte ik me dat mijn twee passies – theoretische natuurkunde en sciencefiction – op elkaar aansloten. Om de meest geavanceerde concepten uit de sciencefiction echt te begrijpen, moet je heel veel van natuurkunde weten.

Is die voorliefde voor sciencefiction niet een beetje gek voor een wetenschapper?
Veel van de grootste wetenschappers zijn geïnspireerd door sciencefiction. Edwin Hubble, de grootste astronoom van de twintigste eeuw, was bijvoorbeeld voorbestemd om advocaat te worden. Maar omdat hij zijn werk als advocaat saai vond en omdat hij in zijn jeugd de boeken van Jules Verne had gelezen, besloot hij zijn praktijk op te geven en astronomie te gaan studeren. Hij ontdekte dat het heelal uitdijt en legde daarmee de basis voor de big bang-theorie.

Bestaat er vandaag de dag nog veel belangstelling onder wetenschappers voor sciencefiction?
In Sci-Fi Science onderzoeken we de meest waanzinnige sciencefiction-concepten. Daartoe interviewde ik andere natuurkundigen die ook dromen dat teleportatie, zoals in Star Trek, op een dag mogelijk wordt.

Welke aflevering van Sci Fi Science vond u het leukste om te maken?
In Sci Fi Science behandelen we de meest verstrekkende vormen van sciencefiction. Denk aan tijdreizen, teleportatie, transformers, buitenaards leven, killer robots et cetera. Zelf beleefde ik het meeste plezier aan de afleveringen waarin we de randen van ruimte en tijd opzochten. Wat gebeurt er bijvoorbeeld als je in een zwart gat valt of als je een tijdmachine bouwt die je naar een ver verleden kan brengen of als je een wormgat maakt dat je in staat stelt om naar een parallel universum te gaan? Het was leuk om andere natuurkundigen daarover te interviewen.

Volgens u is er veel meer mogelijk dan we denken. Hoe zit dat?
Ik deel onmogelijkheden in in drie types. In de eerste plaats heb je de zaken die nu onmogelijk zijn, maar binnen honderd jaar ofzo wel mogelijk zullen zijn. Veel sciencefiction-concepten – onzichtbaarheid, vliegende auto's, ray guns – zullen binnen die periode werkelijkheid worden. Dan heb je een categorie waaraan we nog eeuwen of duizenden jaren zullen moeten werken. Denk aan zaken als: teleportatie, tijdreizen en reizen met een snelheid die hoger is dan die van het licht. Tot slot heb je nog de onmogelijkheden die echt onmogelijk zijn, omdat ze strijdig zijn met alle natuurkundige wetten: een perpetuum mobile en zaken die in strijd zijn met de wetten van behoud van energie en massa. Maar zelfs die onmogelijkheden kunnen niet totaal worden uitgesloten.

U denkt dus dat tijdreizen of teleportatie uiteindelijk mogelijk zouden kunnen zijn. Maar ik heb altijd geleerd dat iets zich niet sneller dan het licht kan verplaatsen.
Volgens Einsteins speciale relativiteitstheorie die hij in 1905 opstelde, kun je inderdaad niet sneller dan het licht gaan. Maar zijn algemene relativiteitstheorie uit 1915 is veel krachtiger en bevat een aantal mazen. Bijvoorbeeld: de expansie van de ruimte tijdens de big bang was veel sneller dan het licht. Oftewel: 'niets' – in dat geval het vacuüm – kan sneller gaan dat het licht.

Maar geldt dat dan ook voor materie?
Dat is al een stuk controversiëler. Er zijn oplossingen denkbaar waarbij materie sneller gaat dan licht en zelfs terug kan gaan in de tijd. Maar daarvoor zijn wel enorme hoeveelheden materie en energie – zowel positief als negatief – nodig. Negatieve materie en negatieve energie zijn nodig om een wormgat te stabiliseren. En de stabiliteit van zo'n wormgat is nu precies het probleem: ze verdwijnen als je er één binnengaat. Helaas heeft niemand ooit negatieve materie gezien. Negatieve energie bestaat wel, zij het in hele kleine hoeveelheden. Dat betekent dat we nog niet met zekerheid kunnen zeggen of tijdmachines wel of niet kunnen bestaan.

Als u oneindig veel middelen tot uw beschikking had voor onderzoek, wat zou u dan doen?
In 1993 besloot het Amerikaanse Congres om af te zien van wat de krachtigste deeltjesversneller ooit had moeten worden: de Supercollider. Als gevolg daarvan staat er bij CERN in Zwitserland nu een veel kleinere machine, de Large Hadron Collider. Eén van de doelen van de machine is om de 'theorie van alles' te onderzoeken. Als ik onbeperkte middelen tot mijn beschikking had, zou ik machines bouwen om die theorie te testen. Dan kunnen we antwoorden vinden op vragen als: 'wat gebeurde er voor de big bang?', 'is tijdreizen mogelijk?', 'bestaan er parallelle universa', 'kunnen we daar verbindingen tussen bouwen?' en 'stellen wormgaten ons in staat om naar verre sterren te reizen?'.

U zegt dat het onvermijdelijk is dat we ooit contact zullen leggen met buitenaards leven? Wanneer gaan we dat meemaken?
Er zijn op dit moment twee revoluties gaande. In de eerste plaats zullen we met de Kepler- en Carot-satellieten spoedig tal van planeten vinden die op de aarde lijken. En in de tweede plaats heeft het SETI-project enorme donaties gekregen van miljardairs zoals Paul Allen. Daarmee wordt het mogelijk om duizend keer meer sterren te scannen dan vandaag de dag. Het is dus waarschijnlijk – maar niet zeker – dat we nog deze eeuw in contact komen met een buitenaardse levensvorm.

Waarom hebben we eigenlijk nog geen contact gelegd?
Stel dat buitenaardse wezens de aarde kunnen bereiken in vliegende schotels, zoals in de films, dan hebben we hoogstwaarschijnlijk te maken met een beschaving van het type 2 of 3 die in staat is om de complete energie-output van een ster of sterrenstelsel aan te wenden. In dat geval zijn ze vermoedelijk helemaal niet in ons geïnteresseerd.

Waarom niet?
We zijn zelf een beschaving van het type 0: dat wil zeggen dat we zo primitief zijn dat we onze energie krijgen van dode planten, olie en kolen. Daarmee zijn we dus oninteressant voor hen. Vergelijk het hiermee: als je langs een landweggetje loopt en je komt een mier tegen, dan ga je toch ook niet vragen: 'Breng me naar je leider'. We zijn arrogant als we denken dat buitenaardse wezens honderden lichtjaren gaan reizen om ons te ontmoeten. Voor de natuurlijke hulpbronnen op aarde hoeven ze het ook niet te doen. Er zijn immers tal van onbewoonde planeten die onbeperkte middelen bieden.

We zijn dus simpelweg niet interessant genoeg?
Nouja, misschien zijn ze al onder ons. Het is een mogelijkheid dat ze in staat zijn om zichzelf onzichtbaar te maken – iets waartoe wij binnen enkele decennia ook in staat zullen zijn. Of misschien hebben ze wel nano-robots die het universum voor hen verkennen. Ze kunnen miljoenen kopieën van zichzelf maken en dan uitzwermen over het universum. Misschien zitten ze ons wel vanaf onze eigen maan in de gaten te houden – net zolang tot we een beschaving van het type 1 zijn geworden. Dan wordt het eindelijk interessant voor hen om contact met ons te leggen.

In uw programma onderzoekt u de mogelijkheid om de mensheid op een andere planeet te laten leven. Hebben we zo'n backup-planeet nodig?
De astronoom Carl Sagan heeft ooit gezegd dat de mensheid een 'diersoort voor twee planeten' is. Anders gezegd: ons leven is zo waardevol en zeldzaam dat we voor de zekerheid een naburige planeet moeten koloniseren. De vernietiging van de aarde is uiteindelijk onafwendbaar. Binnen tienduizend jaar zal er een nieuwe ijstijd komen en veel van onze prachtige steden zullen worden bedekt door een dik pak ijs. Binnen vijftig miljoen jaar komt er een nieuwe inslag van een komeet of meteoor, vergelijkbaar met de inslag die ervoor zorgde dat de dinosaurussen 65 miljoen jaar gelden verdwenen. En over vijf miljard jaar zal de aarde vanzelf aan zijn einde komen, als we worden opgeslokt door de zon. Het is dus van tweeën één: ofwel we verlaten de aarde, ofwel we sterven uit.

Over gevaren voor het voortbestaan van de mensheid gesproken: sinds begin jaren tachtig maakt u zich grote zorgen over kernwapens. Bent u blij dat Obama en de Russische president Medvedev eerder dit jaar een verdrag hebben gesloten om het aantal kernwapens te verminderen?
Een kernwapenvrije wereld is nog steeds een droom. Aan de ene kant boeken we vooruitgang, maar elders gaan we er juist weer op achteruit. Langzaam maar zeker verkleinen Amerika en Rusland de kans op een wereldwijde kernoorlog, maar tegelijkertijd komen kernwapens beschikbaar in de meest onstabiele, gevaarlijke regio's in de wereld. Helaas wordt het steeds makkelijker om een kernbom te maken, zeker nu ultracentrifuges op grote schaal worden gemaakt. In principe heb je een jaar lang duizend ultracentrifuges nodig om voldoende verrijkt uranium te produceren voor één atoombom. Iran wil nu vijftigduizend van dergelijke ultracentrifuges, dus in dat opzicht gaan we er alleen maar op achteruit. Het wordt helaas steeds lastiger om het gebruik van kernwapens te controleren.

(bright.nl)

20-12-2010

Gooi al die zelfhulpboeken maar het raam uit

Psychologisch broodje aap: we gebruiken maar 10% van ons brein

Psychologie is overal: in het tijdschriftenrek in de supermarkt, op de tafel in de boekwinkel, in films en op televisie. Maar met al die kennis komen ook een hoop misverstanden in de wereld: broodjes aap, of zoals de schrijvers van het nieuwe boek “De vijftig grootste misvattingen in de psychologie” het noemen, psychomythologie. Kennislink zet de tien meest frappante mythes op een rijtje. Deze week: we gebruiken maar 10% van ons brein.


William James, grondlegger van de functionele psychologie.

Waarschijnlijk komt deze psychomythe uit 1932. Toen schreef journalist Lowell Thomas het voorwoord van een zelfhulpboek met een verrassend moderne titel: How to win friends and influence people. In dat voorwoord haalde hij de beroemde psycholoog William James aan, die ontdekt zou hebben dat we maar 10 procent van ons brein gebruiken.

Nou heeft James dat nooit daadwerkelijk gezegd. Hij was wel van mening dat sommige mensen maar 10 procent van hun intellectuele capaciteiten gebruikten. Thomas nam James’ woorden echter niet al te nauw, en sindsdien is het idee dat 90% van ons brein er maar een beetje bijligt een van de meest hardnekkige broodjes aap in de psychologie.

Elke cel heeft wel een functie


Victor Lamme is naast wetenschapper ook schrijver. In zijn boek De vrije wil bestaat niet vertelt hij hoe hersenscans onze manier van denken over de mens radicaal gaan veranderen. Afbeelding: © Victor Lamme

Hoe zit het dan wel? Nou, zegt Victor Lamme, hoogleraar neuropsychologie aan de Universiteit van Amsterdam, dat ligt er een beetje aan hoe je er tegenaan kijkt. “Als je bedoelt dat er ergens in het brein nog 90% ongebruikte gebieden of cellen zitten is het natuurlijk aantoonbaar onzin. Iedere cel heeft wel een functie.” Maar aan de andere kant zijn die cellen nooit tegelijkertijd in gebruik. Het is dus niet zo dat op elk ogenblik 100% van ons brein aan het werk is. Sterker nog, legt Lamme uit: “Als ik een schatting moet geven zou ik zeggen dat elk moment maar ongeveer 10% van onze hersencellen actief is. Gelukkig maar, anders zouden we in een voortdurende staat van epilepsie verkeren.”

Er zit dus ergens in het broodje aap verhaal wel iets van waarheid: op ieder gegeven moment is maar een tiende van je brein actief. Maar het volgende moment worden weer nieuwe cellen ingeschakeld, en zo gebruik je toch de hele dag door je totale brein; alleen niet alles in een keer.

Een populaire misvatting
Toch, schrijven Scott Lilienfeld & co in hun boek De 50 grootste misvattingen in de psychologie, is juist het idee dat we maar 10 procent van onze hersenen gebruiken enorm wijdverbreid en populair. Zelfs een op de drie psychologiestudenten en meer dan een op de twintig neurowetenschappers geloven erin. Zij zouden echter beter moeten weten: er zit geen enorm ongebruikt potentieel onder onze schedel.


In het boek Het slimme onbewuste vertelt Ap Dijksterhuis hoe ons gedrag wordt gestuurd door drijfveren waar we ‘zelf’ niet van op de hoogte zijn.

Hoe kan het toch dat de mythe nog zo leeft? Lamme: “Ik denk dat het verhaal wordt verward met een ander verschijnsel, dat wel waar is: we zijn ons van hooguit 10 procent, of ik denk zelfs minder, van wat er in ons brein gebeurt bewust. Bijna alle informatie die we verwerken dringt niet door tot het bewustzijn, we weten niet waarom we dingen doen en veel kennis die is opgeslagen is onbewust.” Maar dat we ons niet bewust zijn van onze kennis en drijfveren, betekent natuurlijk niet dat ze er ook niet zijn. En het wil ook niet zeggen dat de hersencellen die we nodig hebben om herinneringen op te slaan waarvan we ons meestal niet bewust zijn, maar een beetje zitten te niksen.

Zit er in iedereen een genie?
Victor Lamme komt de 10-procents-mythe zelf vooral nog in de boekhandel tegen, waar schrijvers van boeken over breintraining en dergelijke hem in verkapte vorm propageren. “Ze willen graag laten geloven dat er allerlei onvermoede mogelijkheden liggen in ons brein, die we met training of andere trucjes naar boven kunnen halen”, zegt Lamme. “Dat wekt de suggestie dat ons brein nog allerlei mogelijkheden heeft, en we van iedereen een genie kunnen maken. Dat is helaas niet zo. Veel is nou eenmaal genetisch en door onze opvoeding bepaald. Dat te willen veranderen wekt alleen maar frustratie op. Gooi al die zelfhulpboeken maar beter het raam uit.”

(Kennislink)

03-01-2011

Hoezo apocalyps? Voor NASA is '2012' domste science fiction



"Genetische kracht is de geweldigste uitvinding die de aarde ooit heeft mogen aanschouwen", wordt gezegd in 'Jurassic Park'. Zoals bleek was het ook de ideale -en wetenschappelijk aanvaardbare- plot voor een science fiction-film. Samen met 'Gattaca' staat de dinofilm immers helemaal boven een lijstje van meest realistische futuristische films, opgesteld door NASA en 'Science and Entertainment Exchange'.

De minst realistische film volgens NASA is '2012', een prent van rampenfilmspecialist Roland Emmerich. Daarin valt de gehele wereld op de meest waanzinnige manieren uit elkaar op het moment van het einde van de Maya-kalender.

Schwarzenegger
"De filmmakers maakten hier gebruik van de publieke bezorgdheid over het einde van onze wereld nadat de kalender van de Maya's, een volk in het zuiden van Mexico en noordelijk Centraal-Amerika, afloopt op 21 december 2012", zegt Donald Yeomans, hoofd van NASA's 'Near-Earth Asteroid Rendezvous mission'. "We hebben al onnoemelijk veel vragen gekregen van mensen die er als de dood voor zijn dat er een einde aan de wereld komt in 2012. We hebben zelfs een speciale website in het leven geroepen om die mythe te ontkrachten."

Andere films die het slecht doen op de waarheidsgetrouwe meter van NASA zijn 'Armegeddon', waarin arbeiders de ruimte worden ingestuurd om een asteroïde op te blazen, en 'The 6th Day', met Arnold Schwarzenegger die op enkele uren tijd gekloond wordt.

'Blade Runner'
In de special effects-blockbuster 'Jurassic Park', een film uit 1993 van Spielberg, slaagt een rijke miljardair erin op een eiland dinosauriërs, die reeds miljoenen jaren zijn uitgestorven, te herscheppen uit hun DNA. Deze worden dan als attractie gebruikt maar tijdens een controlebezoek vóór de officiële opening loopt het helemaal uit de hand.

'Gattaca' ten slotte, uitgebracht in 1997, is een niet-complex verhaal dat zich in een hoogtechnologische thriller ontwikkelt. 'Er is geen gen voor de menselijke drijfveer' is het motto van Gattaca, een visie die in lome shots wordt uitgebeeld in een nabije toekomst die ondanks genetische perfectie ook een schaduwzijde heeft.

Andere films die volgens NASA goed scoren dankzij hun realisme zijn 'Blade Runner' (1982), 'Contact' (1997), 'Metropolis' (1927) en de originele versie uit 1951 van 'The Day The Earth Stood Still'. (hlnsydney/odbs)

(HLN)

30-12-2010

'Supersimulator moet hele wereld nabootsen'

AMSTERDAM Zwitserse wetenschappers willen een computersimulatie ontwikkelen die alles nabootst wat er op aarde gebeurt, om zo meer inzicht te krijgen in het ontstaan van onze samenleving.

Het ambitieuze computerproject van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie moet een simulatie gaan uitvoeren van geologische, meteorologische en sociale gebeurtenissen in de wereld.

Zo moet het weer worden nagebootst, maar ook de verspreiding van ziektes, het ontstaan van economische trends en de vorming van files. Het project heeft voorlopig de bijnaam Living Earth Simulator gekregen, zo meldt BBC News.


© NU.nl/Allesoversterrenkunde.nl

Deeltjesversneller

De wetenschappers vergelijken de Living Earth Simulator met de deeltjesversneller Large Hadron Collider bij Genève. De computersimulatie moet echter geen informatie leveren over de vorming van het heelal, maar over het ontstaan van de samenleving en bijbehorende problemen op aarde.

Volgens hoofdonderzoeker Dirk Helbing kan de supersimulator zorgen voor een beter begrip van de invloed van menselijk handelen op de maatschappij. Veel problemen die we vandaag de dag hebben zoals sociale en economische instabiliteit, oorlogen en de verspreiding van ziektes zijn gerelateerd aan menselijk gedrag, verklaart Helbing op BBC News.

Uitdaging

Tot nu toe is er een serieus gebrek aan begrip voor de manier waarop de maatschappij en de economie precies werken. Het onthullen van de verborgen wetten en processen die ten grondslag liggen aan onze maatschappij is één van de grootste uitdagingen van deze eeuw, aldus Helbing.

Computercapaciteit hoeft volgens de onderzoekers geen probleem meer te vormen bij de bouw van de supersimulator. Als voorbeeld haalt Helbing het bedrijf Google aan, dat op dit moment ongeveer 39.000 computerservers in gebruik heeft.

We hebben maar een fractie van de opslagruimte nodig die jaarlijks in de wereld wordt geproduceerd, aldus de wetenschapper. De computercapaciteit zal dus geen groot obstakel zijn.

Data

De grootste moeilijkheid is volgens Helbing het verzamelen van data waarmee een correcte simulatie van de wereld kan worden ontwikkeld.

Het toegang krijgen tot die data zal een uitdaging worden. Ook zal het lastig zijn om uit te zoeken hoe we die gegevens op een nuttige manier kunnen gebruiken, voorspelt Helbing.

Het is nog onduidelijk op welke termijn de Living Earth Simulator kan worden gerealiseerd. Ook over de kosten van het project tasten de wetenschappers nog in het duister.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

05-01-2011

'Liefde blokkeert gedeelte van brein'

AMSTERDAM – Als verliefde mensen naar hun partner kijken, worden er delen van hun hersenen uitgeschakeld. Dat hebben Britse wetenschappers aangetoond.


© Thinkstock

Mensen die staren naar een foto van hun geliefde, vertonen bijna geen activiteit in de grote hersenen. Vooral delen van het brein die belangrijk zijn bij het beoordelen van andere mensen worden uitgeschakeld.

Dat melden wetenschappers van het University College London in het online wetenschappelijk tijdschrift PloS One.

Allesoverheersend

Volgens de onderzoekers suggereren hun bevindingen dat liefde echt 'blind' maakt. “Passionele romantische liefde wordt meestal geactiveerd door visuele input en zorgt voor een allesoverheersende en gedesoriënteerde staat”, verklaart hoofdonderzoeker Semir Zeki op nieuwssite Physorg.com.

De wetenschappers kwamen tot hun bevindingen door tijdens een onderzoek 24 proefpersonen te confronteren met een foto van hun romantische partner en enkele foto’s van andere vrienden. Vervolgens werd er een hersenscan gemaakt van de deelnemers.

Beloningsgebieden

Het aantal mannen en vrouwen onder de proefpersonen was gelijk verdeeld. Verder waren zes van de vierentwintig deelnemers aan het experiment homoseksueel. De rest was heteroseksueel.

Het experiment wees uit dat er een specifiek patroon van hersengebieden actief werd als de proefpersonen keken naar hun geliefde. Vooral de zogenaamde beloningsgebieden waarin dopamine wordt afgegeven, vertoonden veel activiteit.

Als de deelnemers keken naar foto's van 'gewone' vrienden werden deze hersengebieden niet geactiveerd.

Homoseksueel

Het proces dat in het brein werd ontketend door de aanblik van de geliefde, verliep bij mannen, vrouwen, homoseksuelen en heteroseksuelen op dezelfde manier. Ook werden bij alle proefpersonen dezelfde hersengebieden gedeactiveerd.

“Ook uit eerdere studies is al gebleken dat er bij het kijken naar je geliefde een patroon in je brein wordt geactiveerd dat beperkt blijft tot een paar hersengebieden met veel connecties”, aldus Zeki.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

06-01-2011

Een jaar vol onderzoek

Vergeet die arseenbacterie. Hieronder de wetenschappelijke nieuwtjes van 2010 waar we nog veel meer van zullen horen.

Mobieltje houdt jong (januari)
Medewerkers van een instituut in Florida, gespecialiseerd in onderzoek naar Alzheimer, constateren dat de straling van een mobieltje geen Alzheimer veroorzaakt. Sterker, de straling zou Alzheimer zelfs vertragen. Muizen die hun hele leven aan dergelijke straling blootstaan, blijken op latere leeftijd minder last te hebben van geheugenverlies. Volgens onderzoeker Gary Arendash zorgt het elektromagnetische veld ervoor dat er in de zenuwcellen geen neerslag ontstaat van schadelijke eiwitten.

Placebo hoeft geen geheim te zijn (december)
Een placebo werkt ook als de patiënt wéét dat hij een nepgeneesmiddel slikt. Ted Kaptchuk en zijn medewerkers van de Universiteit van Harvard namen tachtig mensen met het Prikkelbare Darm Syndroom (PDS), een verzamelterm voor allerlei vage darmklachten, en vroegen iedereen op gesprek bij de dokter; de helft kreeg overduidelijk te horen dat ze voor een onderzoek een volstrekt nutteloos placebo zouden krijgen; de anderen kregen niets. Na drie weken bleken de placeboslikkers zich veel beter te voelen. De verbetering, aldus Kaptchuk, kwam overeen met wat je ziet bij échte medicijnen. Blijkbaar is de bewuste kennis dat het om een placebo gaat onvoldoende om het onbewuste effect van medicijn innemen ongedaan te maken.

Bacteriën helpen elkaar (september)
Onderzoekers uit Harvard en Boston hebben ontdekt dat bij sommige bacteriestammen bacteriën die in staat zijn om antibiotica onschadelijk te maken, een stof aanmaken en verspreiden waar andere bacteriën, die niet over dat vermogen beschikken, hun voordeel mee doen. De betreffende stof (indole) zorgt ervoor dat die andere bacteriën zich volpompen met water, zodat ze beter in staat zijn de antibiotica weg te spoelen. Het opmerkelijke is dat de resistente bacteriën ondertussen wel verzwakt worden door hun productie van indole er lijkt hier dus werkelijk sprake te zijn van bacteriën die zich altruïstisch gedragen.

Zon beïnvloedt kwantumtheorie (augustus)
Het onderzoek circuleerde al enige tijd stiekem onder deskundigen, maar nu kwam het out in the open: er lijkt een mysterieus verband te bestaan tussen de activiteit van de zon en de halfwaardetijd van radioactieve elementen. Een dergelijk verband is vloeken in de kerk: natuurkundigen zijn er altijd heilig van overtuigd geweest dat de halfwaardetijd (de waarschijnlijkheid waarmee een radioactieve atoomkern uit elkaar valt) enkel en alleen te maken kan hebben met de eigenschappen van de elementaire deeltjes in die kern. Nu lijkt het er echter op dat een geheimzinnig iets afkomstig uit de kern van de zon (haar rotatiesnelheid duikt in de metingen op) de vervalsnelheid beïnvloedt. Niemand weet hoe dat mogelijk zou kunnen zijn.

Staal maakt prionen (juni)
De gekkekoeienziekte die enige jaren geleden uitbrak, werd veroorzaakt door stukjes eiwit, de zogenoemde prionen, die een verwoestende uitwerking hebben op zenuwcellen. Mensen kunnen door prionen de beruchte ziekte van Creutzfeldt-Jacob ontwikkelen. Wetenschappers hebben altijd gedacht dat deze prionen het lichaam moeten binnendringen, bijvoorbeeld door het eten van besmet vlees. Britse onderzoekers hebben echter aangetoond dat prionen vanzelf kunnen ontstaan. Ze brachten schoon menselijk hersenweefsel aan op een staaldraad en wanneer die draad daarna werd aangebracht in het brein van een muis, ontwikkelde deze een prion-hersenziekte. Die uiterst gevaarlijke eiwitfragmenten kunnen blijkbaar spontaan ontstaan, als herseneiwitten in contact komen met staal.

Voelen beïnvloedt gevoelens (juni)
Dat wat onze vingers voelen, blijkt van grote invloed op ons gevoel. Mensen vinden een taak zwaarder wanneer het klapbord dat ze daarvoor moeten vasthouden zwaarder is. Mensen die een ruwe puzzel moeten oplossen en daarna een conversatie beluisteren, vinden achteraf dat dat gesprek nogal ruw verliep (terwijl gladde puzzelstukjes geven de indruk geven dat het gesprek gladjes verliep). Wie een hard voorwerp vasthoudt tijdens een beoordelingsgesprek, vindt zijn gesprekspartner achteraf hoekig en grof. Een zacht knuffeltje zorgt voor een veel zachtere beoordeling. Dat zijn een paar van de opmerkelijke conclusies van een onderzoek door Amerikaanse psychologen van de universiteiten van Yale en Harvard.

Kunstmatig leven (mei)
Onderzoekers van het J. Craig Venter Instituut zijn er als eersten in geslaagd om een bacterie te voorzien van een kunstmatig genoom. Niet een enkel stukje kunstmatig gemaakt DNA, das geen kunst, maar een compleet werkend genoom dat eerst in het lab in elkaar was gezet, en daarna door middel van een virus (de gebruikelijke vervoerders bij dit soort onderzoek) in stukjes is overgebracht naar een bacterie waaruit het oorspronkelijke DNA was verwijderd. De geboorte van kunstmatig leven.

Magneetveld verandert moreel oordeel (maart)
Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology hebben ontdekt dat het mogelijk is het morele oordeel van proefpersonen te beïnvloeden, dus een deel van hun brein even uit te schakelen. Het gaat om de rechter temporale kwab (aan de zijkant van het hoofd), het hersengebied waar wij de beweegredenen reconstrueren van anderen. Dit kan met een magneetveld even uitgeschakeld worden, zonder dat de proefpersoon het merkt. Op zulke momenten verandert de kijk op de medemens flink. De proefpersonen kregen verhalen te lezen waarin iemand een ander in gevaar bracht.Normaal keuren we dat af ook als het goed afloopt. Een bescheiden magneetveld maakt dat we er geen probleem mee hebben mits het goed afloopt.

(depers.nl)

06-01-2011

Ontdekt of uitgevonden?

NRT-recensie: Zoektocht naar de goddelijke waarheid van de wiskunde

Is God een wiskundige? van Mario Livio gaat niet over religie. Het behandelt de intrigerende vraag of de wiskunde een menselijke uitvinding is, of iets is wat buiten ons bestaat.

Met een boek waar God in grote blauwe letters op een witte kaft staat afgedrukt, wil ik als atheïst niet graag in de trein gezien worden. Maar schijn bedriegt, want het boek Is God een wiskundige? van Mario Livio gaat niet over religie. Het behandelt de intrigerende vraag of de wiskunde een menselijke uitvinding is, of iets is wat buiten ons bestaat (door God gegeven) en door ons ontdekt wordt - een populair gegeven in science fiction, bijvoorbeeld in Neal Stephensons Anathem, waarin wezens uit parallelle universa met elkaar communiceren via de universele taal van de wiskunde.

Livio stelt dat wiskunde onredelijk effectief is in de beschrijving van de wereld om ons heen. Het is het instrument waarmee uiteenlopende wetenschappers de werkelijkheid verklaren en voorspellen. De meest abstracte wiskundige theorieën blijken, soms pas na honderden jaren, alsnog een toepassing te vinden in de werkelijkheid. Livio geeft het voorbeeld van de knopentheorie die inmiddels gebruikt wordt in het onderzoek naar enzymen die DNA ontwarren.

Geen perfecte driehoeken
Maar wiskunde beschrijft ook de ideale platonische wereld van absolute vormen die geen één op één equivalent in onze realiteit kennen. De natuur bevat geen perfecte driehoeken, hooguit een benadering. En heb je de fysieke wereld echt nodig om de waarheid van 1+1=2 te erkennen? Of is het denken in wiskundige vergelijkingen een typisch menselijke manier om grip te krijgen op de wereld om ons heen?

De vraag of wiskunde een onafhankelijke werkelijkheid is die buiten ons ligt, of een door mensen uitgevonden taal om de wereld te beschrijven, houdt wetenschappers en filosofen al eeuwen bezig. Livio beschrijft hoe de ideeën hierover veranderen met nieuwe wiskundige inzichten, en leidt ons langs usual suspects als Pythagoras, Plato, Archimedes, Descartes, Newton en Gödel. Onderweg citeert hij talloze andere wetenschappers en denkers.

Prettig geïllustreerd
Is God een wiskundige? geeft zo een beknopte geschiedenis van de wiskunde en de (wetenschaps)filosofie, waarbij de kernvraag naar de aard van de wiskunde steeds terugkeert, maar niet altijd centraal staat. Met behulp van historische anekdotes en citaten en kleine wiskundige verhandelingen, prettig geïllustreerd met afbeeldingen van wetenschappers, wiskundige schemas, historische documenten en zelfs fotos van de auteur zelf (naast de grafsteen van Descartes), bouwt Livio aan zijn betoog.

Door de wat slordige vertaling (twee keer lees ik 'planten' ipv. 'planeten') en niet altijd even heldere opbouw, leest Is God een wiskundige? soms moeizaam, maar liefhebbers van wiskunde, filosofie en wetenschapsgeschiedenis kunnen zeker bij Livio terecht. Zijn uiteindelijke conclusie: Wiskunde is een combinatie van uitvindingen en ontdekkingen. Deze polder-oplossing is misschien een anticlimax, maar zoals bekend in de wetenschap: het onderzoek is soms spannender dan het resultaat.

Eef Grob - Noorderlicht Recensie Team (NRT)

(Noorderlicht)

Heb weer even bijgelezen, bedankt dat je blijft posten ExperimentalFrentalMental. .

quote:

Op vrijdag 7 januari 2011 08:55 schreef keesjeislief het volgende:
Heb weer even bijgelezen, bedankt dat je blijft posten ExperimentalFrentalMental. [ afbeelding ].

10-01-2011

'Muziek zorgt voor aanmaak genotstof in brein'

AMSTERDAM Mensen kunnen intens genieten van het luisteren naar muziek, omdat er onder invloed van muziekklanken dopamine wordt aangemaakt in het menselijk brein. Dat hebben Canadese wetenschappers aangetoond.


© Inertia Stock

Als mensen zich laten meevoeren door een mooi stuk muziek, of genieten van een specifiek muzikaal moment, worden die gevoelens zeer waarschijnlijk veroorzaakt door dopamine.

Deze genotstof die ook vrij komt onder invloed van seks en drugs, wordt vrijwel direct aangemaakt in het brein bij het luisteren naar muzikale klanken. Dat meldt persbureau AP.

Onderzoekers van de McGill Universiteit in Montreal onthullen deze bevinding in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Neuroscience.

Kippenvel

De wetenschappers kwamen tot hun ontdekking door tijdens een experiment hersenscans te maken van mensen die naar muziek luisterden. De proefpersonen hadden van tevoren muziekstukken uitgekozen met daarin enkele specifieke momenten waarvan ze kippenvel kregen.

Tijdens het onderzoek bleek dat er tijdens deze momenten buitengewoon veel dopamine werd geproduceerd in de 'beloningscentra' van hun hersenen.

Hoogtepunten

De aanmaak van de genotstof nam al toe in de vijftien seconden die vooraf gingen aan de muzikale hoogtepunten. Maar ook als de proefpersonen luisterden naar muziek die niet onmiddellijk voor een kippenvelmoment zorgde, kwam er dopamine los in hun brein.

De resultaten van ons onderzoek suggereren dat ook mensen die wel genieten van muziek maar geen kippenvel krijgen, de effecten van dopamine ervaren, verklaart hoofdonderzoeker Robert Zatorre op nieuwssite Physorg.com.

Punk

Bij de studie werd alleen gebruik gemaakt van instrumentale muziek. Daarmee is volgens de wetenschappers aangetoond dat de aanwezigheid van zang en songteksten niet noodzakelijk is om de productie van dopamine te stimuleren.

Overigens kozen de proefpersonen tijdens het experiment voor liedjes in de meest uiteenlopende stijlen: van klassiek tot punk en zelfs muziek van doedelzakken.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

10-01-2011

Mantel maakt onderzeeërs onzichtbaar

Onderzoekers uit Illinois hebben een onderwaterjas ontwikkeld die alle sonargolven absorbeert.

Onzichtbaar is in enkele jaren tijd uitgegroeid tot een hot topic voor nanolabs. Verschillende laboratoria werken momenteel aan het onzichtbaar maken van voorwerpen door middel van een mantel die bestaat uit een materiaal dat het licht opvangt, doorgeeft en in een andere richting weer uitzendt. Nicholas Fang van het Beckman Institute for Advanced Science and Technology, van de Universiteit van Illinois, besloot een ander onderzoeksterrein op te zoeken daar vlak naast: onzichtbaar worden onder water. Onzichtbaar voor sonar.

In natuurkundig opzicht lijken de problemen veel op elkaar: golven die op het materiaal vallen, moeten worden opgevangen, omgebogen en, als het even kan, elders weer worden uitgezonden zolang er maar geen golven terug kunnen kaatsen naar de zender. Fang en zijn medewerker hebben nu een koker ontwikkeld die uit zestien lagen bestaat, elk opgebouwd uit ontelbare akoestische trilholtes op nanoschaal. Deze nanoholtes zijn zó gebouwd dat ze het geluid versnellen maar daarbij buigt het ook af. De koker geleidt het geluid op die manier naar de andere kant, waar het de structuur weer verlaat. De geluidsbron krijgt nooit enige echo te terug.

Geluid gefopt
De onderzoekers plaatsten de koker in een watertank, met aan de ene kant een geluidsbron en aan de andere kant een detector. De koker was onzichtbaar. En ook een stalen cilinder die ín de koker werd geschoven, werd prompt onzichtbaar voor de sonardetector. De huidige mantel werkt voor sonargolven van rond de 60 kiloherz, maar het is technisch geen probleem om ook veel hogere frequenties (dus kortere geluidsgolven) om de tuin te leiden.

Eventuele toepassingen zijn uiteraard vooral militair, maar ook in de bouw en bij medisch onderzoek kan het soms nodig zijn om, bij het gebruik van geluidsgolven, bepaalde storende voorwerpen eventjes onzichtbaar te maken. Dan wikkel je ze gewoon in een akoestische onzichtbaarheidmantel

(depers.nl)

14-01-2011

'Mammoet kan binnen vier jaar worden gekloond'

AMSTERDAM - Een Japanse wetenschapper beweert dat het met nieuwe technieken mogelijk is om de mammoet binnen vier jaar weer tot leven te wekken.

Professor Akira Iritani van de Universiteit van Kyoto heeft zijn hoop gevestigd op een kloontechniek waarbij een celkern wordt gewonnen uit huidcellen of spiercellen van bevroren mammoetfossielen uit Siberië.

Deze celkern moet vervolgens worden ingebracht in de eicel van een Afrikaanse olifant, die als draagmoeder voor de mammoet zal fungeren. Dat meldt de Britse krant The Daily Telegraph.



Zacht weefsel

“Nu de technische problemen zijn overwonnen, hebben we alleen nog maar een goed monster met zacht weefsel van een mammoet nodig”, verklaart Iritani.

“De slagingskans bij het klonen van vee was lange tijd heel slecht, maar nu zitten we op 30 procent. Ik denk dat we een redelijke kans hebben om binnen vier tot vijf jaar een gezonde mammoet te verwekken”, aldus de wetenschapper.

Muis

De techniek die Iritani wil gebruiken om een mammoet te klonen, werd in 2008 succesvol getest door zijn collega en landgenoot Teruhiko Wakayama. Hij slaagde er in om een muis te klonen uit bevroren cellen van een andere muis die al 16 jaar dood was.

Iritani wil komende zomer al naar Siberië afreizen om op zoek te gaan naar zacht weefsel van mammoetfossielen. Als hij eenmaal genoeg materiaal heeft verzameld om een celkern uit te winnen, zal het volgens hem ngeveer twee jaar duren om een Afrikaanse olifant te bevruchten.

Draagtijd

Daarna zal er nog een lange tijd overheen gaan voordat de mammoet wordt geboren. Afrikaanse olifanten hebben namelijk een draagtijd van maarliefst achttien tot tweeëntwintig maanden.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

14-01-2011

'Intelligente' verpakking waarschuwt voor bedorven eten

AMSTERDAM - De Universiteit van Glasgow heeft een intelligente verpakking ontwikkeld die de inhoud langer vers houdt en waarschuwt wanneer deze toch bedorven raakt. Als het voedsel begint te verrotten, verandert de kleur van het plastic.

Om te voorkomen dat consumenten bedorven voedsel eten, zijn verpakkingen vooralsnog voorzien van een houdbaarheidsdatum. Houdbaarheidsdata geven echter geen betrouwbare indicatie als eten slecht wordt gekoeld, of als de verpakking niet meer heel is.

Volgens de Schotse universiteit gaat in het Verenigd Koninkrijk door dat soort problemen al jaarlijks 8,3 miljoen ton voedsel verloren.


© www.gezondheidsnet.nl

Geheim

Hoe de Schotten ervoor zorgen dat de kleur van het plastic verandert als het eten bederft, willen ze vooralsnog niet aangeven.

Bekend is wel dat de techniek deel uitmaakt van een al bestaande verpakkingsvorm, die gebruik maakt van een beschermde atmosfeer. Daarbij wordt de zuurstof deels of helemaal uit de verpakking gezogen en vervangen door gassen, die het rotten van voedsel langer uitstellen.

Goedkoop alternatief

Een methode om consumenten een indicatie te geven of een product bedorven is, bestond al wel. Aan verpakkingen kan een label toegevoegd worden, die de versheid van het voedselwaar kan weergeven. De Schotse onderzoekers denken dat hun techniek een goedkoper alternatief biedt, omdat deze niet apart aan de verpakking hoeft worden toegevoegd.

De Universiteit van Glasgow hoopt niet alleen dat het plastic het onnodig weggooien van eten tegen gaat. De techniek zou tevens moeten vermijden dat consumenten bacteriën binnenkrijgen. Projectleider Andrew Mills: "Dat zou ook een positieve impact hebben op de vlees- en visindustrie."

Eerder hadden Duitse wetenschappers al een methode ontwikkeld, waarmee bacteriën in de verpakking gedood kunnen worden.

© NUzakelijk/Bas van Essen

(nu.nl)

Goed, het is oud nieuws, maar wel in het nieuws.

quote:

ROTTERDAM - Paniek in Fabeltjesland! Horoscopen blijken namelijk volstrekte nonsens. Volgens astronomen zit de dierenriem er al duizenden jaren flink naast door een afwijkende aardas. Daarom willen zij een nieuw sterrenbeeld toevoegen aan de twaalf bestaande. Wie tussen 29 november en 17 december geboren wordt, is een Ophiuchus of Slangendrager.
Dat komt omdat een sterrenbeeld oorspronkelijk door de Babyloniërs aan een pasgeborene werd toebedeeld op basis van het gesternte waarin de zon op dat moment stond. Maar na duizenden jaren is er daarop een afwijking van ongeveer één maand. Zo zouden Vissen dus eigenlijk Watermannen zijn.

Maar astrologen hebben het over 'oud nieuws' en zeggen dat we ons geen zorgen moeten maken over de verschuiving in onze sterrenbeelden. De westerse astrologen gebruiken over het algemeen een systeem dat gestoeld is op de seizoenen en niet op het wetenschappelijke Babylonische systeem dat op het gesternte gebaseerd is.

Paniek
Op het internet ontstond toch enige paniek na het 'oude nieuws'. Was onze horoscoop sowieso dan altijd al fout? Zullen de voorspellers die nu gaan aanpassen met een dertiende teken van de dierenriem? "En wat met mijn tattoo met mijn sterrenbeeld?", vroeg een ongeruste 'believer' zich op Twitter af. Collega's in hetzelfde schuitje wilden hun tattoo zelfs meteen laten weghalen.

Voor het geval u een Slangendrager bent, geven we nog mee dat het dertiende teken van de dierenriem geassocieerd wordt met genezing, verlichting, geneeskunde en hogere opleiding. Of hoe de flauwekul verder uitdijt.

http://www.ad.nl/ad/nl/10(...)inkklare-onzin.dhtml
Blijken die sterrenwiggelaars al eeuwen niet meer naar de sterren te kijken, dan krijg je dit.

quote:

Op zaterdag 15 januari 2011 09:37 schreef Pietverdriet het volgende:
Goed, het is oud nieuws, maar wel in het nieuws.

[..]

http://www.ad.nl/ad/nl/10(...)inkklare-onzin.dhtml
Blijken die sterrenwiggelaars al eeuwen niet meer naar de sterren te kijken, dan krijg je dit.

Toveren is goochelen

17-01-2011

Nobelprijswinnaar ontdekt 'teleportatie' van DNA

Bij een experiment met DNA is een vrij bizar bijeffect waargenomen. De DNA blijkt geteleporteerd tussen twee glazen testbuizen.

De befaamde bioloog en Nobelprijswinnaar Luc Montagnier heeft met zijn nieuwste experiment veel stof doen opwaaien in de wereld van kwantummechanica. De onderzoeker is bekend van zijn ontdekking in 1983 dat het Human Immunodeficiency Virus (HIV) de oorzaak is van AIDS. Hij won daarom in 2008 de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde.

Teleportatie van DNA
Volgens de publicatie van Montagnier bestond het experiment uit twee buisjes, waarvan er één gevuld was met water en één bacterie-DNA bevatte. Het geheel was omhuld door een zwak elektromagnetisch veld van 7 Hz. Achttien uur en een polymerase- kettingreactie later, had het DNA zichzelf tot ieders stomme verbazing ‘afgedrukt’ op het water. Met andere woorden, de DNA was detecteerbaar in het water en had zich dus geteleporteerd, of eigenlijk gedupliceerd. Een vreemd onlogisch detail is dat de DNA wel eerst verdund moest worden voordat het experiment werkte.

[img] http://webwereld.nl/uploads/v/0/v00okv7qynfh5ehj.jpg[/img]

Montagnier heeft de resultaten voor de zekerheid vergeleken met eenzelfde situatie waar minder tijd overheen ging en ook nog zonder of met een zwakker elektromagnetisch veld. Het effect werd in die scenario’s echter niet waargenomen.

Ongebruikelijk kwantumeffect
Het afdrukken van DNA op water is een kwantumeffect. Die bevinding op zich is echter niet eens het meest verwonderende aspect van het experiment. Iets wat nog meer verbazing oogst, is de relatief lange tijd waarin het fenomeen zich manifesteert. Van soortgelijke kwantumfenomenen wordt namelijk algemeen aangenomen dat ze zich slechts fracties van een seconde openbaren en niet seconden, minuten, laat staan uren lang. Verder doen ze zich doorgaans alleen voor bij lage temperaturen dichtbij de nul Kelvin.

Er wordt heftig gediscussieerd over wat dit voor implicaties heeft. Het blootleggen van een proces dat de onderliggende kwantumfactoren van de natuur bij kamertemperaturen toont, zou een schokgolf door de wetenschappelijke wereld doen gaan. In de wetenschap, en zeker bij dergelijk schokkende resultaten, is het echter een goede gewoonte om eerst de reproduceerbaarheid te testen. Dat zal door andere wetenschappers moeten gebeuren, voordat de conclusies algemeen aangenomen worden als waarheid.

Op het moment zijn er namelijk nog wat sceptici onder de onderzoekers. Zo vindt onderzoeker Klaus Gerwert van de Rurh-Universität in Bochum het “moeilijk te geloven dat informatie gedurende een dergelijk lange periode opgeslagen kan worden in water.” Zo zegt hij in New Scientist magazine (registratie vereist).

Ongetemde speculatie
De ware implicaties van deze ontdekking zijn nog lastig in te schatten. Het zou kunnen betekenen dat ‘het leven’ in staat is om kwantumeigenschappen van de natuur te gebruiken om zichzelf op subtiele wijze te projecteren of eigenlijk af te drukken, met als doel voortzetting van zichzelf, ofwel voortplanting. Een andere mogelijke uitleg van wat er in dit experiment naar voren komt, zou zijn dat het leven zelf een complexe projectie is van dit soort kwantumfenomenen en dat het leven er zelfs in grote mate afhankelijk van is, maar dat dit zo lastig detecteerbaar is dat we nog ver verwijderd zijn van een goed begrip hiervan.

Een theorie die nog wat verder gezocht is, en wat Montagnier dan ook zeker niet suggereert, zou zijn dat het watermolecuul kwantumeigenschappen heeft die voorheen nog niet voorzien zijn, maar die misschien wel verklaren waarom water zo belangrijk is voor het fenomeen ‘leven’. Dit in plaats van of naast het feit dat water zo makkelijk chemische verbindingen aangaat. In dat geval zou water een goed medium zijn waarop DNA zich kan kopiëren met behulp van kwantumprocessen. Dit is echter wilde speculatie.
.
(webwereld)

18-01-2011

Apps voor je brein

Nieuw denkgereedschap

De wereld verandert in hoog tempo. Zijn onze hersenen wel klaar voor de 21ste eeuw? De website Edge is er niet zeker van en vroeg ruim 150 wetenschappers hoe wij ons brein het beste kunnen upgraden.

De nieuwe rijken onderscheiden zich van de voorgaande elites door hun onstilbare honger naar innovatie en nieuwe ideeën, zo was recentelijk te lezen in de The Atlantic. Voor de miljardairs van vandaag is niet de langste boot of het grootste vliegtuig het ultieme statussymbool, maar een origineel nieuw idee. Helemaal mooi is het als je dat idee vervolgens in praktijk brengt met je eigen liefdadigheidsfonds, want filantropie kent een lange geschiedenis in de Verenigde Staten.

Allerlei ontmoetingsplaatsen van de nieuwe elite bieden de gelegenheid om nieuwe ideeën op te slurpen. Denk aan het World Economic Forum in Davos, het Ideas Festival in Aspen en de TED-lezingen die inmiddels wereldwijd worden georganiseerd. De bezoekers van de Google Zeitgeist-conferenties zijn evenmin op zoek naar geld of roem. Ze speuren naar the new new thing het nieuwe inzicht of de laatste technologie die de potentie heeft om de wereld te veranderen.

Vanuit dat perspectief zou je ook Edge een website voor de elite kunnen noemen. De site bruist van de nieuwe ideeën en innovatieve theorieën. De creatie van nieuwe kennis is zelfs het hoofddoel van de organisatie. Het idee voor Edge ontstond in 1971, toen een van de oprichters bedacht dat het zelfs voor de meest leergierige persoon ter wereld toch wel een beetje veelgevraagd is om alle boeken in de bibliotheek van pakweg Harvard University te lezen. Het leek hem beter om de honderd slimste mensen ter wereld samen te brengen en ze elkaar de vragen te laten stellen die ze zichzelf stelden. Op die manier zou je de laatste wetenschappelijke stand van zaken veel overzichtelijker in kaart kunnen brengen, was het idee.

World Question Center
Mooi plan, lastig uitvoerbaar. De lijst met honderd bollebozen was snel samengesteld, maar een belronde leverde vooral veel voortijdig afgebroken telefoongesprekken op. Begin jaren tachtig pakte John Brockman de draad echter weer op, om Edge in de daaropvolgende decennia tot een ontmoetingsplaats te maken voor vermaarde wetenschappers en onafhankelijke denkers. En inmiddels schuiven naast de wetenschappers ook de topmannen van Google, Amazon en Microsoft regelmatig aan.

Ter nagedachtenis aan het oorspronkelijke idee dat uiteindelijk tot Edge zou leiden, richtte Brockman in 1998 het World Question Center op. Met een simpel recept: één vraag die iemand zichzelf stelt, met vele antwoorden van de digitale disgenoten. Dit jaar tekende Steven Pinker voor de vraag: Welk wetenschappelijk concept zou een waardevolle aanvulling zijn op ieders denkgereedschap?

Met wetenschappelijk concept bedoelt Pinker een concept dat afkomstig is uit de wetenschap en mensen slimmer maakt omdat het in een simpele term iets verheldert. Denk bijvoorbeeld aan markt, niet als een plein met kraampjes, maar als de virtuele plek waar mensen wereldwijd goederen, diensten en ideeën uitwisselen.

De antwoorden zijn ook dit jaar weer zeer uiteenlopend. Sommigen introduceren een nieuw begrip, zodat je opeens oog krijgt voor een fenomeen dat je tot dusver was ontgaan. Anderen geven een nieuwe betekenis aan een bestaand begrip, zodat het toch weer een nieuw perspectief biedt. En een deel van de antwoorden wijst je onvermijdelijk op iets dat je zelf ook al had bedacht, of reikt je zelfs een concept aan dat je liever helemaal niet toevoegt aan je denkgereedschap. Maar er blijven genoeg leuke over. Ik kan iedereen aanraden om alle 158 antwoorden (op 17 januari, de lijst groeit nog) zelf te gaan lezen, maar hier volgt een kleine selectie.

Cinasme
Iedere wetenschapper is bekend met de uitspraak Een correlatie is nog geen oorzakelijk verband. Een aantal decennia geleden was bijvoorbeeld in Nederland het geboortecijfer hoger op plekken waar veel ooievaars leefden. Is dat omdat ooievaars de kindjes brengen? Nee natuurlijk. Het kwam omdat ooievaars nu eenmaal op het platteland leven, en daar was het geboortecijfer hoger dan in de stad. De twee fenomenen deden zich gelijktijdig voor, maar dat betekent nog niet dat het een het ander veroorzaakt.

Gesneden koek voor wetenschappers, maar onvoldoende bekend bij de samenleving in zijn geheel, vindt Susan Blackmore. Daarom pleit ze voor meer cinasme afgeleid van het Engelse Correlation is not a cause, ofwel CINAC. Want als je elke correlatie tegemoet treedt met cinasme, zet je je verbeelding aan het werk. Je gaat vragen stellen als: Wat is dan de oorzaak? Wat gebeurt hier eigenlijk? Kan ik dat met een experiment aantonen? Je gaat kortom denken als een wetenschapper.

Pragmamorfisme
Al moet je daar ook weer niet in overdrijven, waarschuwt financiële wizkid Emanuel Derman. Mensen hebben de natuurlijke neiging om menselijke eigenschappen toe te schrijven aan dingen en dieren antropomorfisme. Mijn computer heeft er niet echt zin in vandaag, dat soort dingen. Maar het omgekeerde bestaat ook: het toeschrijven van eigenschappen van dingen aan mensen, aldus Derman. Hij noemt deze neiging pragmamorfisme, naar het Griekse woord voor ding, pragma.

Hersenscans kunnen je iets vertellen over de emoties van een mens, maar als je de scan gelijkstelt aan de emotie, dan ben je een pragmamorfist. IQ is er ook een voorbeeld van. Intelligentie is veel gecompliceerder dan een IQ-test doet vermoeden, waarschuwt Derman. Zijn boodschap is helder: een wetenschappelijke benadering is nuttig, maar pas op voor een al te eendimensionale benadering van de werkelijkheid.

Gecontroleerde aandacht
In een bekend experiment uit de jaren zestig werd kleuters een snoepje gegeven, met daarbij een keuze: je kunt het snoepje meteen opeten, of je wacht vijf minuten en dan krijg je er nog een. Bijna alle kleuters kozen voor de tweede optie, maar slechts weinigen slaagden er ook werkelijk in om te wachten de verleiding was simpelweg te groot.

De kinderen die wel slaagden, gebruikten vrijwel zonder uitzondering hetzelfde trucje. Ze ontwikkelden een strategie om niet aan het snoepje te denken. Ze deden hun ogen dicht, gingen een liedje zingen of strikten steeds opnieuw hun schoenen. Oftewel: ze richtten hun aandacht op iets anders.

Het vermogen om je aandacht te controleren is niet alleen handig voor kleuters die naar een tweede snoepje smachten of mensen die willen afvallen. Het blijkt ook een goede voorspeller te zijn van succes in werk en leven. De succesvolle kleuters uit het bovenstaande proefje deden het dertien jaar later duidelijk beter op school. En niet alleen op school: de kinderen die het snoepje meteen in hun mond stopten, hadden op latere leeftijd meer moeite met stressvolle situaties en het onderhouden van vriendschappen.

Daarom, zegt wetenschapsjournalist Jonah Lehrer, is het controleren van je aandacht een zeer nuttige mentale vaardigheid. Zeker in het huidige tijdsgewricht, waarin het van groot belang is om te kiezen uit een enorme hoeveelheid informatie. Lehrers antwoord doet denken aan een uitspraak over de media: ze bepalen niet wat je moet denken, maar wel waarover je nadenkt. Wees je eigen medium, lijkt hij te zeggen.

Ziehier een kleine greep uit het aanbod. En zo gaat het maar door, ene antwoord na het andere. Wil je meer weten over de kakonomie, de spiegelvalkuil of bevooroordeelde technologieën, bezoek dan zelf het World Question Center. Je wordt er geen miljardair van, maar het verrijkt je wel.

Bouwe van Straten

Steven Pinker, John Brockman e.a. 'The Edge Question 2011: What scientific concept would improve everybodys cognitive toolkit?, op edge.org, 15 januari 2011.

(Noorderlicht)

19-01-2011

Aan het oog onttrokken

De nieuwste ontwikkelingen in de onzichtbaarheid

De uitvinder van de praktisch uitvoerbare onzichtbaarheid, John Pendry, verzorgde de opening op de FOM-dagen in Veldhoven. Hij sprak over een jong vakgebied: de transformatie-optica.

'Ik ben als een omgekeerde Peter Pan. Ik wil mijn schaduw juist kwijtraken en niet terugvinden. Niet alleen wil ik dat objecten verdwijnen, ik wil ook dat de schaduw verdwijnt,' zegt John Pendry van het Imperial College London. 'Sinds een paar jaar kijken we op een revolutionaire manier naar licht. Dit is totaal anders dan wat al een paar eeuwen wordt gedaan. Wij kijken naar licht met behulp van de ideeën van Einstein.'

Licht komt voor in vele soorten en maten. Zichtbaar licht is maar een klein deel van het zogenaamde elektromagnetische spectrum. Andere bekende vormen van licht zijn ultraviolet-, infrarood-, radio-, röntgen-, magnetron- en gammastraling. Voor magnetronstraling was het al vijf jaar geleden gelukt om objecten onzichtbaar te maken, maar nu lijkt het bijna zover dat objecten echt aan het oog onttrokken kunnen worden.

Harry Potter's schuur
Pendry praat op de FOM-dagen, voor een zaal vol natuurkundigen, enthousiast over het nieuwe vakgebied van transformatieoptica. Hij komt zelf over als een typische theoretische natuurkundige. Lang, beetje mager, brildragend en extreem Brits - op een leuke manier. Pendry is bescheiden en grappig; hij heeft understatements maken tot een kunst verheven. 'We maken dingen onzichtbaar, maar onze opstelling is veel te groot om als onzichtbaarheidsmantel aan te trekken. Ik noem het Harry Potters schuur in plaats van Harry Potters mantel,' grapt hij.

Volgens Pendry werkte de optica tot op een jaar of tien geleden met materiaaleigenschappen die alleen konden worden veranderd door de atomen en moleculen aan te passen. Dus alleen door chemisch iets te veranderen, kon je bijvoorbeeld een ding transparant of rood maken. 'De nieuwe optica heeft veel meer mogelijkheden. We werken met zogenaamde metamaterialen.'

Pendry beschrijft metamaterialen als structuren met veel herhaling erin. Als die structuren ter grootte zijn van de golflengte van het licht, dan zullen zij het licht beïnvloeden op een fundamenteel andere manier dan gebruikelijk. De beweging en het pad dat het licht kiest is nu afhankelijk van hoe de structuren gerangschikt zijn.

Als auto's om een vluchtheuvel
Eén voorbeeld van wat mogelijk is in de nieuwe optica, is onzichtbaarheid. Door een slimme rangschikking kun je licht om een voorwerp heen buigen. Dit is te vergelijken met auto's die om een vluchtheuvel heen rijden. Een kilometer verder op de weg zie je niet aan de auto's of er een vluchtheuvel was of niet, zij rijden gewoon door.

Als licht om iets heen gebogen wordt en aan de andere kant gewoon weer door kan gaan, lijkt het alsof het voorwerp is verdwenen. Dit kon al met magnetronstraling en de ontwikkelingen zijn al vlakbij zichtbaar licht. Een probleem van de metamaterialen nu is nog dat ze maar voor één kleur licht tegelijkertijd werken. Maar ja, dit gold ook ooit voor televisies. Wie weet wat met meerdere lagen mogelijk zou kunnen zijn.

Onzichtbaar voor een spiegel
Een ander mooi idee dat is voortgekomen uit de transformatieoptica, is dat je iets onzichtbaar kunt maken voor een spiegel. Pendry: 'Op een spiegel hebben we een klein hobbeltje of vakje gemaakt waar we dingen in konden verstoppen. Met onze transformatieoptica-formules konden we berekenen hoe de ruimte vóór het hobbeltje eruit zou moeten zien om het bobbeltje perfect plat te laten lijken.'

Dit is misschien een moeilijk verhaal, maar wat Pendry doet is lichtgolven zo rondbuigen dat hij dingen onzichtbaar maakt. De kracht van transformatieoptica is dat wetenschappers nu kunnen berekenen hoe ze dat moeten doen. Door de ruimte voor de spiegel aan te passen, kun je ervoor zorgen dat lichtstralen anders afgebogen worden dan normaal. Door die rare afbuiging maakt het licht een omweg die lijkt op een tegen-hobbeltje. Die omweg heft de eerste hobbel op.

Pendry laat een glimp zien van een wonderlijke wereld. Er is een revolutie gaande in de optica met metamaterialen, perfecte lenzen en onzichtbaarheid, zoveel is duidelijk. De optica wordt nooit meer wat hij was.

Diederik Jekel

[Op 18 en 19 januari ben ik op de FOM dagen in Veldhoven, waar ruim 1600 natuurkundigen bij elkaar komen om presentaties te geven, posters te laten zien en naar praatjes te luisteren.]

(Noorderlicht)

20-01-2011

Kennersbrein

Het automatisme van de expert

Experts zien vaak in een enkele oogopslag wat de leek ontgaat. Dat is de vrucht van een leven lang oefenen. Expertise stoelt vooral op mentale processen die volledig geautomatiseerd zijn. En dat is nu ook zichtbaar in het brein.

Om echt heel echt goed in iets te worden, moet je er ongeveer tienduizend uur van je leven in investeren. Oefenen, oefenen, oefenen dus. Voor vrijwel alle experts gaat deze vlieger op, of het nu concertpianisten, topsporters of toonaangevende wetenschappers zijn. Allemaal hebben ze duizenden en duizenden uren in hun passie gestoken.

Een eigenschap die experts met elkaar delen, is dat ze diepgaande kennis en hoogstaande vaardigheden paraat hebben, zonder daar schijnbaar moeite voor te hoeven doen. Hun expertise is als het ware een geautomatiseerde module geworden waar ze zonder zichtbare inspanning gebruik van kunnen maken. Zoals iedereen kan lopen zonder er bij na te denken, zo kan de expert een moeilijk muziekstuk spelen of in één oogopslag een verband waarnemen dat de gemiddelde leek volstrekt ontgaat.

Een prachtig voorbeeld daarvan is het optreden dat de Portugese pianiste Maria Joao Pires ooit in het Concertgebouw gaf. Op het moment dat het orkest inzette, sloeg de schrik haar om het hart: ze had het verkeerde concert voorbereid. Ze zou op dat moment ongetwijfeld het liefst ter plekke door de grond zijn gezakt of in rook opgegaan. Maar de dirigent ging speelde onverdroten door. En wat bleek: Pires had, tot haar eigen verbazing en zonder de bladmuziek bij de hand te hebben, het hele onvoorbereide concert nog in haar hoofd zitten van eerdere concerten. Ze speelde het foutloos.

Het Shogibrein
Die geautomatiseerde processen moeten zichtbaar zijn in het brein, bedacht een aantal Japanse wetenschappers. Om te testen of dat inderdaad zo is, namen ze de grijze massa onder de loep van beoefenaars van het bordspel Shogi (een Japanse variant op schaken). Het werd al snel duidelijk dat de professionele Shogi-spelers een heel andere hersenactiviteit vertoonden dan de amateurs, schrijven de Japanners in Science.

De professionals waren herkenbaar aan de activiteit in twee specifieke hersengebieden, maakte een hersenscan duidelijk. Bij het analyseren van spelpatronen lichtte, in tegenstelling tot bij de amateurs, een specifiek deel van hun pariëtale kwab (voor de liefhebber: de precuneus) op. Beraadden ze zich op hun eerstvolgende zet, dan was dat te zien aan de activiteit van hun staartkern, een onderdeel van de basale kernen.

De resultaten laten zien, concluderen Xiaohong Wan en consorten, dat deze twee hersengebieden een belangrijke rol spelen bij de ingewikkelde, maar bij bordspelers geautomatiseerde processen die een snelle analyse van patronen en het bepalen van de beste volgende zet mogelijk maken.

Het Denken van Den Schaker
Welke van die twee kwaliteiten het belangrijkst is om de top te bereiken? Dat zou de tweede wel eens kunnen zijn. Wan laat zich daarbij opvallend genoeg leiden door een welhaast antiquarisch Nederlands proefschift, Het Denken van Den Schaker van Adrianus Dingeman de Groot uit 1946.

Voor deze studie liet De Groot schakers van wereldklasse en eenvoudige clubschakers hardop hun gedachten uitspreken terwijl ze aan het schaken waren. Daaruit bleek dat beide groepen hetzelfde aantal mogelijke zetten in ogenschouw nam, en ook ongeveer evenveel zetten vooruitdacht. Het verschil zat hem in de keuze van de zetten die ze analyseerden. De best mogelijke volgende zet maakte vrijwel altijd deel uit van de analyse van de topspelers, terwijl de clubspelers die met grote regelmaat over het hoofd zagen.

De jarenlange oefening zorgt er dus voor dat je een soort zesde zintuig ontwikkeld voor de goede volgende stap. Alleen is dat zesde zintuig geen mysterieus, bovenmenselijk iets: het is een geautomatiseerd proces dat zich afspeelt in je hersenen.

Bouwe van Straten

Xiaohong Wan e.a., The neural basis of intuitive best next-move generation in board game experts, in Science, 21 januari 2011.

(Noorderlicht)

24-01-2011

Wetenschappers willen af van de oude kilo



Hoeveel weegt een kilogram? Het lijkt een idiote vraag, maar wetenschappers die er nog steeds het antwoord op zoeken, zitten vandaag samen in de eerbiedwaardige Royal Society van Londen. Ze hopen er stappen te zetten richting een constante waarde voor de kilogram, los van een fysiek voorwerp.

Sinds 1899 is de kilogram gebaseerd op een cilinder die voor 90 procent bestaat uit platinum en 10 procent uit iridium. Hij werd in 1879 in Londen gemaakt en wordt onder een glazen stolp bewaard in het Bureau International des Poids et Mesures in Sèvres, nabij Parijs. Jammer genoeg blijkt de kilogram ... vermagerd te zijn. De massa wijzigde met het equivalent van een zandkorrel met een diameter van 0,4 millimeter.

Die vaststelling is voldoende aanleiding voor wetenschappers wereldwijd om zich het hoofd te breken over een definitie die onafhankelijk van een fysiek object zou standhouden. Dat gebeurde eerder al voor de meter, die wordt gedefinieerd door de snelheid van het licht.

Constante van Planck
Doel is te komen tot een definitie voor alle basiseenheden - massa, snelheid, tijd, enzovoort - door middel van stabiele en universele waarden. Voor de kilogram stellen wetenschappers voor de constante van Planck te gebruiken. Dat is een waarde die is genoemd naar Max Planck, die de Nobelprijs voor Natuurkunde kreeg voor zijn ontwikkeling van de kwantumtheorie.

Blijft het probleem om het verband te definiëren tussen de kilo en de constante van Planck. Mochten de wetenschappers in hun opzet slagen, dan zal dat voor de gewone sterveling vermoedelijk geen gevolgen hebben. (belga/odbs)

(HLN)

24-01-2011

'Meditatie verandert brein op korte termijn'

AMSTERDAM – Meditatie kan al binnen acht weken leiden tot structurele veranderingen in het menselijk brein. Dat hebben Amerikaanse wetenschappers aangetoond.


© ANP

Als mensen gedurende acht weken ongeveer 30 minuten per dag mediteren, ontstaat er meer grijze hersenmassa in de hippocampus. Dat is een hersengebied dat wordt geassocieerd met geheugen en leervermogen.

De dichtheid van de amygdala neemt juist af door meditatie. Als gevolg daarvan ervaren mensen mogelijk minder angst en stress, zo meldt het tijdschrift Scientific American.

Wetenschappers van het Massachussets General Hospital doen uitgebreid verslag van hun bevindingen in het wetenschappelijk tijdschrift Psychiatry Research: Neuroimaging.

Psychologische voordelen

“Hoewel het beoefenen van meditatie al heel lang geassocieerd wordt met een gevoel van rust en lichamelijke ontspanning, claimen beoefenaars ook vaak dat ze cognitieve en psychologische voordelen ervaren”, verklaart hoofdonderzoekster Sara Lazar op World-Science.net.

“Deze studie demonstreert dat veranderingen in breinstructuur sommige van die ervaringen kunnen verklaren en dat mensen zich door meditatie mogelijk niet alleen beter voelen, omdat ze zich ontspannen.”

Hersenscans

De wetenschappers kwamen tot hun bevindingen door zestien proefpersonen een programma voor te schrijven, waarbij ze acht weken lang elke dag dertig minuten moesten mediteren.

Tijdens de meditatie moesten de deelnemers zich met name concentreren op hun geestelijke gevoelens en lichamelijke sensaties. Voor en na het meditatieprogramma werden er hersenscans van de proefpersonen gemaakt.

Veranderingen

De scans wezen uit dat de dichtheid van de grijze massa in hun hippocampus was toegenomen. In hun amygdala werd juist minder grijze massa gemeten.

“Het is fascinerend om te zien dat we ons brein en ons welzijn kunnen veranderen door meditatie te beoefenen”, aldus onderzoekster Britta Hölzel.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

25-01-2011

Neutrino’s en antimaterie

Gedrag van neutrino's kan antimaterie mysterie oplossen

Astrofysicus Boris Kayser werkt aan een theorie die de oplossing zou kunnen zijn voor één van de grootste natuurkundige vraagstukken: Waarom is er niet meer antimaterie? Hij vertelde hierover bij de FOM-dagen in Veldhoven.

Boris Kayser, natuurkundige aan het Fermilab, was als zoon van een Amerikaanse kippenboer al vroeg gebiologeerd door de natuur. Hij vertelt in een gesprek op de FOM-dagen in Veldhoven: “ik ben geïnteresseerd in het enorm grote, het meest algemeen geldende. De regels die alles kunnen beschrijven. De sereniteit en rust van het gigantische waarin je helemaal kunt opgaan. ' Hij wijdt zijn leven om een groot openstaand raadsel op te lossen. Waarom is er niet meer antimaterie in ons universum.

'Elk deeltje heeft een bijbehorend antideeltje. De massa is hetzelfde van een deeltje en antideeltje, maar andere eigenschappen zijn precies tegenovergesteld. Deeltjes en antideeltjes die bij elkaar komen vernietigen elkaar. Ze worden omgezet in pure energie. Dit is al vele malen gezien in laboratoria en in de ruimte. We zien echter alleen materie en geen antimaterie om ons heen. Als ze elkaar opheffen, waarom hebben materie en antimaterie elkaar dan niet al vernietigd in het universum?´ zegt Kayser. Er iseen aantal mogelijkheden. Er kan bijvoorbeeld tijdens de oerknal meer materie dan antimaterie gemaakt zijn. Het kan ook zijn dat antideeltjes sneller vervallen dan gewone deeltjes. Hoe dan ook, er moet een verschil zijn in de creatie of vernietiging van deeltjes en antideeltjes.

‘Waar is dan al die antimaterie gebleven? Ik onderzoek deeltjes die weinig mensen kennen, maar deeltjes die het mogelijk maken dat de zon kan schijnen en wij überhaupt kunnen bestaan. Deze deeltjes heten neutrino’s en het zijn hele kleine deeltjes die betrokken zijn bij kernfusie. Zonder kernfusie geen zonnewarmte en zwaardere elementen zoals koolstof, zuurstof en stikstof. Wij zijn letterlijk sterrenstof, zonder deze processen zouden wij niet kunnen bestaan,' vertelt Kayser.

De astrofysicus vertelt in zijn voordracht op de FOM-dagen dat hij bezig is met de zogenaamde seesaw (wipwap) theorie. Dit is een uitbreiding op het standaardmodel, dat het gedrag van alle deeltjes en krachten in ons universum beschrijft (op zwaartekracht na). Het standaardmodel is een enorm succesvol model en heeft al hele mooie resultaten opgeleverd. Maar het materie en antimaterie vraagstuk ligt volgens Kayser buiten het standaardmodel en zou in de wipwap theorie gevonden kunnen worden.

Het wipwapmodel voorspelt dat er voor elke neutrino ook een zwaarder broertje moet zijn. Dit zwaardere broertje is zó zwaar dat we dit deeltje niet op aarde kunnen maken. Zelfs niet met de grootste deeltjesversnellers. Tijdens de oerknal zouden deze zware neutrino’s wel geproduceerd zijn en vrijwel meteen vervallen in een elektron of het antideeltje genaamd positron. Omdat het niet mogelijk is om deze zwaardere neutrino’s te maken in een laboratorium kunnen we niet controleren of tijdens dit proces meer materie dan antimaterie gemaakt wordt. Dus Kayser is heel hard op zoek naar methodes om via een omweg experimenteel te kijken of deze theorie klopt of niet.

Een methode die een duidelijke hint geeft of dit model klopt kijkt naar neutrino’s en antineutrino’s. Als neutrino’s zich in dit experiment anders gedragen dan de antineutrino’s, dan zullen waarschijnlijk de zware neutrino’s in meer elektronen vervallen dan positronen.

Het experiment kijkt naar de ‘smaak’ van de neutrino’s. Er zijn namelijk drie soorten neutrino’s. Wetenschappers noemen dit drie verschillende smaken van de neutrino. Dit heeft niets te maken heeft met smaak zoals wij die kennen, maar met de massa van de neutrino’s. Kort door de bocht: ze hebben alle drie een andere massa. ‘Ik noem de soorten neutrino’s altijd chocolade, vanille en aardbeien neutrino’s. Dat klinkt lekkerder.’ Zegt Kayser met een glimlach om zijn mond.

‘Uit metingen zien we dat de smaak van de neutrino kan veranderen. Het is alsof je in de supermarkt een chocolade ijsje koopt en onderweg in de auto het ijsje verandert in vanille. Dat is precies wat neutrino’s doen. Onderweg veranderen ze van smaak.’ Experimenten gaan nu hopelijk aantonen dat neutrino’s op een andere manier van smaak veranderen dan antineutrino’s. Als dat zo is, dan is het verval tijdens de bigbang van de zware neutrino’s naar elektronen en positronen waarschijnlijk ook niet evenwichtig. Kayser ziet duidelijke aanwijzingen dat als elektronen en positronen niet evenwichtig gemaakt worden, dat dan de overige deeltjes (protonen bijvoorbeeld) ook niet evenwichtig geproduceerd wordt. Hiermee zou het antimaterie mysterie opgelost kunnen worden.

Diederik Jekel

(Noorderlicht)

01-02-2011

Weer een stapje: een sneller 3D-hologram

We komen weer een stapje dichterbij. Een team van MIT presenteerde deze week een live 3D-hologram van een student verkleed als Prinses Leia. Op zichzelf niet nieuw, maar het beeld ververst nu zo snel dat een écht real-time hologram niet lang meer kan duren.

Holografie
‘Kijken’, oftewel een object zien, is in feite niets anders dan (weerkaatst) licht dat vanaf een object op je oog valt, omzetten naar een plaatje. Het doel van holografie is om iemand op diezelfde manier een niet-bestaand driedimensionaal object te laten zien. Door licht op een speciale manier na te bootsen, lijkt het voor de kijker net alsof dat licht weerkaatst wordt door een werkelijk aanwezig object. En dus ‘ziet’ de toeschouwer dat object – in 3D – terwijl het er eigenlijk niet is.

Begin oktober presenteerde een team uit Arizona het eerste 3D-hologram dat semi-realtime kon worden geupdate. Dat wil zeggen dat het hologram (zie kader) snel achter elkaar kan worden ververst, zodat je iemands bewegingen kunt laten zien.

Op zich al een flinke stap vooruit, maar de snelheid van het verversen viel nog een beetje tegen: voor een echt real-time bewegend beeld moet je het beeld minstens 30 keer per seconden vervangen en het team uit Arizona haalde slechts één keer per twee seconden.

Maar nu is er het hologram van MIT. Zij komen al een stuk verder met een ververs-snelheid van 15 beelden per seconden. Nog steeds een tikje houterig, maar het komt in de buurt.

Uit de winkel
Een belangrijk verschil met het systeem uit Arizona, is dat MIT gebruik maakt van slechts één opnameapparaat. In plaats van 16 camera’s richten zij een Kinect-camera van een Xbox 360 (zie afbeelding hieronder) op het bewegende object.


Met de Kinect kun je – als je hem aansluit op je Xbox 360 – een computerspel spelen zónder iets in je handen. Het systeem herkent met speciale camera’s de houding van je lichaam, zodat je daarmee het spel kunt besturen. Afbeelding: © Flick: WipleyBrainSins

.Op deze manier willen ze een systeem maken dat voor consumenten toegankelijk is. “We vroegen ons af ‘hoe kun je het zo goedkoop mogelijk maken en gebruik maken van hardware en software die al bestaan?’. Dat is namelijk de snelste manier om het op de markt te brengen”, vertelt Michael Bove, hoofd van de Object-Based Media Group aan MIT.

Écht 3D
Of je nou rechts in de zaal zit of links: je ziet altijd hetzelfde beeld, ook als het een 3D-film is. Dat is wel anders bij een 3D-hologram. Wanneer je dan vanaf een andere plek naar het beeld kijkt, zie je daadwerkelijk een andere kant van het object.

De Kinect-camera legt vast hoe het bewegende object licht weerkaatst en die informatie stuurt het systeem vervolgens via internet naar de computer van de ontvanger. Die pc heeft drie graphical processing units (GPU’s); procesoren gespecialiseerd in grafische berekeningen, ook vaak grafische kaarten genoemd. En daar zit de sleutel tot succes: door de berekeningen zo te maken dat GPU’s ermee overweg kunnen, kan de computer veel sneller beeld produceren. Dat verhoogt de ververs-snelheid van het hologram aanzienlijk.

Toch nog even geduld
Helaas kun je een vrij cruciaal element van deze opstelling (nog) níet zelf in de winkel kopen: het hologram-scherm. De Mark-II stamt af van een ontwerp uit 1980 en is het resultaat van jarenlang onderzoek. Bove en zijn team werken echter aan een goedkoper en groter scherm. Dat laatste is ook een belangrijk punt, want het scherm is nu slechts zo’n 8 cm in doorsnee. Een groter display vergt echter zoveel data en rekenkracht dat dat lastig haalbaar is.


Het gebruik van ‘standaard’-componenten voor het rekenwerk is echter een belangrijke stap volgens Mark Lucente. Hij is directeur van Zebra Imaging, een bedrijf dat holografische displays maakt voor videoconferenties. “We merken dat klanten vaak moeite hebben met de benodigde rekenkracht van zo’n systeem. Aantonen dat het ook kan met ‘gewone’ computers, maakt duidelijk dat het wel binnen bereik ligt”, aldus Lucente.

(Kennislink)

02-02-2011

UA-vorsers brengen atomen driedimensionaal in beeld



Onderzoekers van de Universiteit Antwerpen zijn er voor het eerst in geslaagd individuele atomen driedimensionaal in beeld te brengen. Zo krijgt de wetenschap een beter begrip van nanodeeltjes en de structuur van materialen. Het onderzoek verschijnt ook in het prestigieuze tijdschrift Nature.

Nanodeeltjes zijn minuscuul kleine deeltjes die bestaan uit enkele tot een paar duizend atomen. Hun structuur bepaalt hoe de eigenschappen van de deeltjes tot uiting komen. Dat is van groot belang voor de werking van katalysatoren, stoffen die bepaalde chemische reacties kunnen opwekken.

Toepassingen
Volgens onderzoekster Sandra Van Aert van de UA zal met name de auto-industrie hier voordelen van ondervinden. "Katalysatoren worden gebruikt om schadelijke uitlaatgassen te reinigen voor ze worden uitgestoot", zegt Van Aert. "Het is pas door kennis van de driedimensionale structuur van de nanodeeltjes dat we die katalysatoren kunnen optimaliseren."

Andere mogelijke toepassingen van de nieuwe techniek zijn de ontwikkeling van efficiëntere zonnecellen, computerchips, lasers en ledverlichting.

Elektronenmicroscopen
Het onderzoek werd uitgevoerd aan het EMAT-labo van de Universiteit Antwerpen en aan het Centrum Wiskunde & Informatica in Amsterdam. De experimenten gebeurden met het prototype van een van de krachtigste elektronenmicroscopen ter wereld. Door een nanodeeltje onder verschillende hoeken te observeren en innoverende meettechnieken toe te passen, kan de volledige atomaire structuur in drie dimensies in kaart worden gebracht.

(HLN)

07-02-2011

Russen boren op Zuidpool naar 15 miljoen jaar oud leven


© epa

Een Russische expeditie is bijna bij een mysterieus meer op de Zuidpool, dat wellicht prehistorisch of onbekend leven bevat. Vijftien miljoen jaar al is het afgesloten, diep onder de ijskorst van Antarctica.

"We hebben nog maar een klein stukje te gaan'', zegt Aleksej Toerkeyev, hoofd van de Russische poolstation Vostok Station. Zijn team heeft wekenlang geboord naar het 3.750 meter diepe meer onder de poolkap, in een poging om er te komen voor het einde van de korte Antarctische zomer. Hier was de koudste temperatuur ooit op aarde gemeten: min 89,2 graden Celsius.

Min 40 graden
Met de snelle inval van de winter waren wetenschappers gedwongen uiterlijk morgen te vertrekken. "Het is nu min 40 graden buiten"', zegt Toerkeyev. "Maar wat maakt het uit? We werken, we voelen ons goed. We hoeven nog maar 5 meter tot we het meer bereiken."

Het Vostokmeer, ongeveer zo groot als het Baikalmeer in Siberië, is het grootste en diepste van de honderdvijftig meren onder de ijskap van de Zuidpool.

Nieuwe levensvormen
Onderzoekers vermoeden dat de diepten van het meer nieuwe levensvormen onthullen. Daardoor wordt wellicht duidelijk hoe het leven op de planeet was voor de ijstijd en hoe leven zich ontwikkelde. Het kan een glimp opleveren van de levensomstandigheden in soortgelijke extreme omstandigheden op Mars en Jupiters maan Europa.

"Het meer is als een vreemde planeet waar nog nooit iemand is geweest. We weten niet wat we zullen vinden", zegt Valery Loekin van het Russische Noord- en Zuidpool Onderzoeksinstituut AARI in Sint-Petersburg, dat de missie coördineert.

Avontuur
Een eeuw na de eerste expedities naar de Zuidpool heeft de ontdekking van de meren onder de ijskap in de jaren negentig een nieuwe drang naar avontuur ontketend. Amerikaanse en Britse onderzoekers zitten de Russen op de hielen, met soortgelijke missies om andere meren te bereiken.

Het laaggelegen Vostok Station bevindt zich recht boven het boorgat. Het gat zit vol met kerosine en het gas freon om te voorkomen dat het dichtvriest. De Russen worstelen met de vraag hoe ze het meer schoon kunnen houden en hoe ze kunnen voorkomen dat ze een vreselijk virus mee naar boven nemen. "Ik ben erg opgewonden, maar als we het doen is er geen weg terug meer", zegt wetenschapper Aleksej Akajkin. "Als je het aanraakt, is het voorgoed aangeraakt." (anp/sam)

(HLN)

08-02-2011

Taal onmisbaar bij leren tellen

Om aantallen te kunnen benoemen heb je telwoorden nodig: één, twee, drie en ga zo maar door. Maar wat nu als een taal die woorden niet kent? Amerikaanse onderzoekers denken dat dit niet alleen het praten over grote aantallen bemoeilijkt, maar dat je dan zelfs niet goed over aantallen na kunt denken.


De Pirahã-stam uit Brazilië kent slechts drie telwoorden: ‘hói’ (één), ‘hoí’ (twee) en ‘aibai’ (veel).
Al eerder ontdekten onderzoekers stammen in het Amazonegebied die amper telwoorden kennen en daardoor ook moeilijk om konden gaan met grote aantallen. Maar dat was nog enigszins als cultuurverschil te verklaren: in hun dagelijks leven hadden de leden van deze stammen geen besef van grote aantallen nodig; ‘een’, ‘twee’ en ‘veel’ voldeden in hun dagelijkse leven prima.

Nu hebben Amerikaanse wetenschappers een groep doven uit Nicaragua onderzocht die zelf een eigen gebarentaal heeft ontwikkeld. Zonder telwoorden. En hoewel zij hele normale moderne levens leiden met banen en gezinnen, blijken ook zij moeite te hebben met aantallen groter dan drie. Volgens de onderzoekers wijst dit erop dat het zonder taal niet mogelijk is om te leren tellen.

“Het gaat niet alleen om de telwoorden”, legt onderzoekster Susan Goldin-Meadow uit. “Maar ook om de onderliggende relaties tussen die woorden: het feit dat ‘acht’ één meer is dan ‘zeven’ en één minder dan ‘negen’, bijvoorbeeld. Zonder een groep telwoorden lukte het de kleine dovengemeenschap niet om te leren dat getallen op elkaar voortbouwen en zo hun waarde krijgen.” Doven die een reguliere gebarentaal leren zoals de Nederlandse Gebarentaal, hebben geen problemen met tellen en rekenen. Zij leren – net als horende kinderen – al jong het rijtje ‘één tot en met tien’; vaak zelfs voor ze beseffen dat die woorden voor bepaalde aantallen staan.

Communicatie of denken?
De doven uit de Nicaraguaanse gemeenschap kunnen in het dagelijks prima met geld omgaan, ondanks dat ze geen idee hebben van de precieze numerieke waarde. Ze wisten precies hoeveel het geld waard was dat hoofdonderzoekster Elizabet Spaepen hen voorlegde. Hierbij maakten ze gebruik van de kleur en vorm van het geld om de waarde te bepalen. Bij andere telexperimenten maakten de doven echter veel meer fouten dan horende Nicaraguanen of doven die de Amerikaanse gebarentaal gebruikten.



Zo liet Spaepen hen filmpjes navertellen in hun zelfbedachte gebarentaal. In de filmpjes speelden aantallen een belangrijke rol. Hoe groter het aantal was dat essentieel was in de video, des te meer problemen de doven hadden met het nauwkeurig navertellen van het verhaal. Boven de drie had de dovengemeenschap geen gebaren meer voor aantallen.

Dat het gebrek aan telwoorden niet alleen invloed heeft op de communicatie, maar ook op het denken, bleek uit een volgend experiment. Spaepen vroeg de doven om met stenen uit een damspel aan te geven hoeveel damstenen er voor hen lagen. Tot drie damstenen ging het ze goed af, maar daarna maakten ze veel fouten. “Ze zaten er niet ver naast”, aldus Spaepen. “Ze kunnen hoeveelheden wel inschatten, maar het is voor hen onmogelijk om tot het exacte aantal te komen.”

Hoe taal het precies mogelijk maakt om te leren gaan met aantallen blijft voorlopig onduidelijk. Maar Spaepen denkt dat het bekende telrijtje ‘één, twee, drie……negen, tien’ dat elk kind op jonge leeftijd leert hierbij een rol speelt. Zo leert een kind dat ‘vijf’ voor ‘zes’ komt, al voor het weet dat ‘vijf’ overeenkomt met het aantal vingers aan een hand

(Kennislink)

quote:

Op maandag 7 februari 2011 08:09 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
07-02-2011

Russen boren op Zuidpool naar 15 miljoen jaar oud leven

[ afbeelding ]
© epa

(HLN)

12-02-2011

Jaar wachten op Antarctisch onderwaterleven

Het leek er even op dat ze het zouden halen, de Russische onderzoekers die op Antarctica aan het boren zijn boven Lake Vostok. Het gat in de 3750 meter dikke ijslaag boven het zoetwatermeer is bijna klaar – het team heeft nog zo’n 20 meter te gaan. Toch moet het plan nu tot december de ijskast in; zondag 6 februari vertrekt namelijk het vliegtuig dat de Russen naar huis brengt.

Lake Vostok is met een oppervlakte van 250 bij 50 kilometer en een gemiddelde diepte van 344 meter het grootste meer van de pakweg 140 meren die op Antarctica onder het ijs verborgen liggen. Sinds de ontdekking in 1973 is gespeculeerd over mogelijk leven in het zoetwatermeer en daarom willen wetenschappers dolgraag boren tot aan het meeroppervlak. Vermoedelijk is Lake Vostok door het bovenliggende ijspakket al zo’n 15 miljoen jaar van de atmosfeer afgesloten; geologen schatten de ouderdom van het meer op 35 miljoen jaar.


Radarbeeld van Lake Vostok. Afbeelding: © Nasa

.Nog 20 meter
De lancering van het boorproject vond ruim twintig jaar geleden plaats, maar sindsdien zorgden diverse technische en financiële tegenvallers voor een trage vordering. Zo kwam in de Antarctische zomer van 2008-2009 de boor vast te zitten in het ijs, zo’n 80 meter boven het wateroppervlak.

Op 2 januari 2011 startten de Russen met boren op een diepte van 3650 meter; verwacht werd dat het project met een gemiddelde boorsnelheid van 3 meter per dag binnen een maand kon worden afgerond. Maar deze week liet teamleider Valery Lukin het tijdschrift Nature weten dat de deadline niet gehaald wordt: ‘In de ochtend van 1 februari was het boorgat 3711,2 meter diep. We zullen doorgaan met boren tot de dag van vertrek en hopen een diepte tussen de 3720 en 3730 meter te bereiken.’ De boring zal in december 2011 worden hervat.


Het Russische onderzoeksstation boven Lake Vostok. Het gestreepte gebouw links is de energiecentrale, rechts bevinden zich de accommodaties voor de onderzoekers. Op de achtergrond (met rood-witte bal) is het meteorologische station te zien. Boorkernen worden in gaten in het ijs bewaard, bij een temperatuur van -55 ˚C. Afbeelding: © US National Oceanic and Atmospheric Administration

Waar het in Nederland meestal niet zo’n ramp is om over te werken (als je de trein mist, pak je gewoon de volgende), is dat op Antarctica weldegelijk een probleem. De vlucht op 6 februari is namelijk de laatste voordat de Antarctische winter begint, waarin de omstandigheden te guur zijn om te vliegen. Het missen van het vliegtuig zou dus voor de Russen betekenen dat ze op het continent moeten overwinteren. Niet alleen erg koud (zo’n -50°C), maar ook dag en nacht pikdonker. En dan is het lastig boren…

Angst voor besmetting
Het boren moet met grote zorgvuldigheid gebeuren, want de angst voor biologische of chemische ‘besmetting’ van het water van buitenaf is groot. De Russen hebben weliswaar toestemming gekregen van het Antarctische milieubeschermingcomité, maar verscheidene wetenschappers hebben hun twijfels al uitgesproken over het project.’ Schoon boren bestaat niet’, aldus Jean Robert Petit van het Franse Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement.

Voor de boring wordt een verwarmde boorkop gebruikt, met een niet-giftige siliconenolie als smeermiddel. In eerste instantie zal alleen water worden opgezogen om in het laboratorium te onderzoeken; in een later stadium zullen onderwaterrobots worden ingezet om ook sediment van de meerbodem te kunnen verzamelen. Op het uiteinde van de boorkop zit een sensor, die een signaal afgeeft zodra de boor in contact komt met water. Vervolgens wordt de boor verwijderd uit het gat zodat er water in kan stromen, dat vrijwel direct zal bevriezen. Daardoor komt de siliconenolie als het goed is niet in het meer terecht en kan het team het meerwater in bevroren toestand bemonsteren.


Locate van Lake Vostok op Antarctica en schematische doorsnede van het boorproject. Afbeelding: © Nature

Hengelen naar leven
De Russen zijn niet de enigen die naar subglaciaal leven op Antarctica zoeken. De Britten zijn bijvoorbeeld bezig met een boring boven Lake Ellsworth, een relatief klein meer in West-Antarctica. De Amerikanen hebben hun zinnen gezet op Lake Whillans, dat in open verbinding staat met de oceaan. ‘Met zoveel boorprojecten in zulke uiteenlopende meren is het net alsof je op verschillende plaatsen een hengel uitwerpt’, aldus geoloog Robin Bell van de Columbia University in New York. ‘De vangst zal behoorlijk verschillend zijn en we zullen een hoop nieuwe kennis opdoen!’

(Kennislink)

15-02-2011

Wrijving in het vacuüm

Een draaiende bal blijft volgens de wetten van Newton in een vacuüm eeuwig draaien. Maar volgens Spaanse onderzoekers komt zo’n tollend voorwerp zelfs in complete luchtledigheid tot stilstand. Het vacuüm blijkt minder leeg te zijn dan je zou denken.



Het vacuüm is leeg. Helemaal leeg? Nee, zo vertelt de quantummechanica ons. Door het onzekerheidsprincipe tussen energie en tijd ontstaan er aan de lopende band paren van deeltjes met hun bijbehorende antideeltjes. De levensduur van die deeltjes is zó kort dat ze niet direct kunnen worden gemeten. Ondanks hun vluchtige bestaan oefenen de virtuele deeltjes, net als gewone deeltjes, toch een kracht uit op objecten. De gemiddelde kracht die de deeltjes gezamenlijk produceren kan wel worden gemeten.

Nu voorspellen Alejandro Manjavacas en F. Javier García de Abajo van het Optica-instituut in Madrid dat die krachten in het vacuüm de rotatiesnelheid van objecten kunnen verminderen. Voor hun berekening gingen de onderzoekers uit van deeltjes met spin. Die kan je vergelijken met draaiende tolletjes. Deze deeltjes voelen een druk van de virtuele deeltjes in het vacuüm. Je zou verwachten dat die druk vanuit alle richtingen even groot is, omdat er overal evenveel virtuele deeltjes ontstaan. Maar dat blijkt niet helemaal te kloppen.



Frontale botsingen
Om te begrijpen wat er gebeurt, vergelijken we de deeltjes met auto’s op een snelweg. Als de auto frontaal op een andere auto botst is de schade enorm. Een kop-staart-botsing is een stuk minder dramatisch: vaak blijft het dan bij een paar deukjes.

Bij de deeltjes is het precies zo: als een deeltje botst met een virtueel deeltje dat in dezelfde richting draait valt het effect wel mee, maar een virtueel deeltje dat in de tegengestelde richting tolt, geeft het draaiende deeltje een fikse opdonder. Hoewel het deeltje met allebei de soorten virtuele deeltjes even vaak botst, zal hij dus meer merken van de tegengesteld tollende deeltjes. Het resultaat? Het draaiende deeltje wordt afgeremd.

De Spaanse wetenschappers hebben hun theorie nog niet in de praktijk getest, maar ze zijn ervan overtuigd dat hun effect meetbaar is. In de grootste lege ruimte die er is, het heelal, kan deze kleine wrijvingskracht grote gevolgen hebben. Zo helpt het misschien bij het verklaren van de onzichtbare donkere materie waar een groot deel van het heelal uit moet bestaan.

(Kennislink)

17-02-2011

Wetenschap op uw bordje



Spinazie maakt sterk, zo beweren Zweedse onderzoekers. Waar of niet waar? En hoe zit het met al die andere verhalen over gezonde voeding? De oogst van een jaar.

Popeye had gelijk

Lange tijd werd spinazie als ‘krachtvoer’ aangeprezen omdat het zoveel ijzer zou bevatten, maar dat berust op een misverstand. Zweedse onderzoekers maakten begin februari echter bekend dat spinazie wel degelijk goed is voor je spieren. Dat zou het gevolg zijn van nitraatverbindingen. Die zouden ervoor zorgen dat de mitochondriën (de ‘energiecentrales’ in onze cellen) efficiënter functioneren. Proefpersonen die drie dagen lang nitraat slikten, hadden tijdens trainingen veel minder zuurstof nodig om dezelfde prestatie te verrichten. Spinazie eten dan maar? Probleem is: minder zuurstof happen betekent niet dat je sterker bent. En nitraat zit niet alleen in spinazie; het zit in alle groenten en fruit. De onderzoekers hadden ook een nuttige tip. Niet te fanatiek tanden poetsen. De bacteriën in je mond zijn namelijk van belang voor de nitraatopname. Tandpasta is slecht voor je conditie.

Thee en koffie zijn goed voor je hart

Een conclusie waarmee de Universiteit Utrecht vorig jaar heel even wereldberoemd werd. Een cohortstudie waarbij 38.000 mensen werden gevolgd over dertien jaar liet zien dat twee of drie koppen koffie per dag de kans op hartfalen flink doet dalen. Meer of minder koffie was juist ongunstiger. Bij thee, aldus de onderzoekers, nam het gunstige effect bij méér kopjes alleen maar toe. Merkwaardig. Probleem is dat andere studies andere effecten laten zien, dat het aantal gevallen van hartfalen betrekkelijk laag was (waardoor de statistiek zwak werd) en dat de mensen zélf moesten aangeven hoeveel koffie of thee ze in een jaar hadden gedronken. Conclusie: hoogstwaarschijnlijk een toevallig effect.

Broccoli helpt tegen borstkanker

Er zijn van die groenten die hardnekkig als ‘gezond’ worden aangemerkt. Waarschijnlijk omdat ze eigenlijk vies zijn. Broccoli is er één van. Al vele jaren wordt er onderzoek gedaan naar ‘broccoli tegen kanker’, met wisselend resultaat. Grote probleem is dat niemand weet welke stof(fen) in die groene stronkjes heilzaam zou zijn. Veelbelovend is sulforafaan. In mei vorig jaar maakten Amerikaanse onderzoekers bekend dat borstkankercellen op een petrischaaltje, bespoten met sulforafaan, zich minder snel delen. Ook een experiment met muizen gaf positieve resultaten. Veelbelovend – maar voorlopig meer ook niet. Een mens is geen schaaltje en geen muis. Het aantal positieve resultaten bij labmuizen dat relevant blijkt voor mensen, is bedroevend klein.

Groene thee helpt tegen prostaatkanker

Drie jaar geleden ‘ontdekt’ door Japanse onderzoekers, en nog steeds populair. Zo’n 50.000 mannen (van 40 tot 70 jaar) vulden twintig jaar geleden een formulier in, en in 2004 werden hun medische gegevens opgevraagd. Ruim vierhonderd mannen hadden prostaatkanker, maar wat opviel was dat de mannen die veel groene thee dronken, veel minder vaak kanker in een gevorderd stadium vertoonden. Jammer ?genoeg bleek dat groene-theeslurpers gemiddeld ouder waren, vaker nog bij hun vrouw woonden, vaker rookten en vaker miso-soep aten. Wellicht dat (gevorderde) prostaatkanker dus meer met leeftijd te maken heeft. Of getrouwd zijn. Of soep.

Chocola is ook goed voor je hart!

Alweer een zeer omvangrijke studie, vorig jaar uitgevoerd in Duitsland, waarbij 19.000 mensen negen jaar lang werden gevolgd. Chocola zou de kans op een hartinfarct met wel 40 procent doen dalen! De studie was echter nogal grof – er kunnen heel wat andere factoren een rol hebben gespeeld. Maar het merkwaardigste was: de onderzoekers kwamen met chocolaconsumpties van 1,5 gram (‘laag’) tot 7,5 gram (‘hoog’) per dag. Dat laatste was dus gezond. Maar voor de liefhebber is 7,5 gram helemaal niks. En dat is de studie dus ook.

Rode wijn is goed voor je ogen

Vergeleken met de massa onderzoek naar de gezondheidseffecten van wijn – onderzoek dat vaak wordt gefinancierd door de wijnindustrie – leverde dit onderzoek, van juni vorig jaar, een origineel resultaat. Helaas was het van inferieure kwaliteit. De speurtocht naar wat er nu zo gezond is aan rode wijn, richt zich sinds kort op één enkele stof die in druivenschilletjes zit, reservatrol, dat goed zou zijn voor de bloedvaten. Amerikaanse onderzoekers gaven muizen extra reservatrol, én beschadigden de bloedvaten in hun netvlies (met een lasertje). Na enige tijd werden de muizen onthoofd, de bloedvaten onderzocht, en ziet: bij de muizen met reservatrol waren de bloedvaatjes veel beter hersteld. Conclusie: rode wijn is goed voor bloedvaten. Wellicht ogen. Van muizen.

(depers.nl)

21-02-2011

Oogsten vanuit de ruimte

ENSCHEDE - Vanuit de ruimte is te volgen welke gewassen ergens geteeld worden en ook hoeveel de oogst ongeveer zal opleveren. Dat kan met satellietbeelden, zo ontdekte promovendus Mobushir Riaz Khan van de Universiteit Twente. Hij promoveert woensdag op zijn onderzoek.


© ANP

Voor beleidsmakers is het belangrijk voor de voedselveiligheid, verdeling van subsidies en om optimaal gebruik te maken van de beschikbare grond om te kunnen schatten wat waar groeit en hoeveel er geoogst zal worden.

Met satellietbeelden, die gratis zijn, is dit veel eenvoudiger en minder tijdrovend te bepalen.

© ANP

(nu.nl)

25-02-2011

Kennisbedrijf wil drinkwater uit rook trekken

ARNHEM - Ronkende fabrieken kunnen droge gebieden aan water helpen. Kennisbedrijf Kema heeft een manier bedacht om water te winnen uit de rookgassen van fabrieksschoorstenen. De fabrikant kan dit water hergebruiken, maar het water is ook prima geschikt om te drinken.


© Thinkstock

Dankzij een miljoeneninjectie vanuit Europa gaat Kema de technologie op grote schaal testen, zei een woordvoerder van het kennisbedrijf.

Kema voerde het onderzoek samen uit met onderzoekers van de Universiteit Twente en enkele energiebedrijven. Het water dat normaal in de lucht verdwijnt, wordt met membranen, een soort minuscule filters, uit de rook getrokken.

De hoeveelheid water die bij een gemiddelde energiecentrale opgevangen kan worden, komt overeen met het gemiddelde waterverbruik van ongeveer 3500 gezinnen.

De tests worden uitgevoerd bij energiecentrales in Spanje en Israël, een geothermische bron in Tunesië en papierfabrieken in Nederland en Zuid-Afrika. Deze proeven moeten de weg vrijmaken voor grootschalige invoering van de nieuwe technologie. Hierbij wordt vooral gedacht aan gebieden in Afrika en het Midden-Oosten.

© ANP

(nu.nl)

18-02-2011

Gedroomde nanocomputer lonkt na doorbraak

Amerikaanse wetenschappers hebben met ultradunne nanodraadjes een computerchip in elkaar geknutseld die in staat is simpele berekeningen te maken. Zo’n chip zou wel eens de basis kunnen vormen voor een toekomstige nanoprocessor, die een nieuwe generatie kleinere computers mogelijk maakt.

De beroemde natuurkundige Richard Feynman voorspelde het al in 1959: in de toekomst zullen de elektronische onderdelen van computers slechts enkele atomen groot zijn. Nu, ruim vijftig jaar verder, lijken we een beetje in de buurt hiervan te komen. Nanotechnoloog Charles Lieber en zijn collega’s van de Amerikaanse Harvard-universiteit presenteren, samen met het bedrijf MITRE, een revolutionaire computerchip op basis van ultradunne nanodraden in het vakblad Nature.

Van onderaf
De chips in de huidige computers zijn al ontzettend klein – in de orde van micrometers, duizend keer kleiner dan een millimeter – maar steeds wordt weer gestreefd naar een formaatje kleiner. Maar met de huidige techniek om chips te maken houdt het een keer op. Momenteel worden ‘microchips’ gemaakt door met een bundel licht patronen te etsen in een plakje silicium. Door de patronen steeds nauwkeuriger te schrijven was men de afgelopen jaren in staat steeds kleinere chips te maken. Maar kleiner dan de golflengte van de bundel licht, een paar honderd nanometer, kun je niet gaan. Net als dat je met een potlood nooit een kleinere punt kunt zetten dan de dikte van het potloodpunt zelf. Om nóg kleinere chips te maken, moet je dus een andere manier vinden om ze te bouwen.


Het maken van de huidige chips. Een lichtbron schijnt door een grote versie van het patroon (een masker) en vervolgens door een lens. Hierdoor verkleint het patroon, zodat het op chip-formaat op de plaat met geleidermateriaal (meestal silicium) terecht komt.

.Al sinds de jaren negentig bestaat het idee om computerchips ‘van onderaf’ op te bouwen, de zogenaamde bottom up-benadering. Door losse onderdeeltjes van enkele nanometers groot aan elkaar te monteren, zouden in theorie chips – en dus computers – met nano-afmetingen mogelijk zijn. Zo’n tien jaar geleden werden wat aansprekende resultaten geboekt op dit gebied, maar het is sindsdien vrij stil gebleven. Tot dit moment. Want de door Charles Lieber gebouwde chip blaast de ambitie van een ‘nanocomputer’ weer nieuw leven in.


De eerste programmeerbare nanoprocessor ter wereld, onder de microscoop. Afbeelding: © Lieber group, Harvard University

Simpele berekeningen
Lieber heeft een chip opgebouwd met behulp van hele smalle draadjes. Deze nanodraadjes zijn tien nanometer dik – een paar duizend keer dunner dan een haar – en bestaan uit germanium met een omhulsel van silicium. De nanodraadjes vlocht hij als het ware samen met dunne metalen elektroden. De punten waar de nanodraadjes en elektroden elkaar kruisten, werkten als een transistor: een enkele schakeling op een chip.

Op deze manier legde Lieber een chip in elkaar met enkele honderden schakelingen, in totaal 960 vierkante micrometer groot. Dat is weliswaar groter dan wat je momenteel in je computer kunt vinden, maar volgens Lieber kun je met deze techniek in theorie naar kleinere afmetingen dan ooit met de huidige chips mogelijk is. Lieber noemt zijn chip dan ook een prototype: laten zien dat het kán. En de chip werkt, want het lukte de chip om enkele simpele berekeningen als optellen, aftrekken en vermenigvuldigen uit te voeren. Dat is nooit eerder gelukt met een ‘van onderaf’ opgebouwde chip.


Toekomstige nanocomputers zullen vooral zeer energie-efficiënt zijn en, kop hem maar in, erg klein. Afbeelding: © Lieber group / Harvard University

Mijlpaal
De betrokken onderzoekers noemen de nieuwe chip een mijlpaal in het onderzoek naar een nanocomputer. Maar anderen zijn ook kritisch. De ontwikkeling van de moderne elektronica is de nieuw gebouwde chip zo ver vooruit in snelheid en rekenkracht, dat dit amper valt in te halen. Franz Kruepl, manager van het Amerikaanse bedrijf SanDisk, zegt op de website van Nature dat de industrie tegenwoordig miljoenen transistoren op een enkele chip kan proppen. Voordat Lieber daaraan komt zal hij het formaat van zijn chip drastisch moeten verkleinen en de betrouwbaarheid vergroten, aldus Kreupl.

Lieber erkent dat zijn nieuwe vondst moeilijk kan opboksen tegen de bestaande elektronica. Hij ziet dan ook voornamelijk kansen in het lage energieverbruik van zijn chip (honderd keer efficiënter dan de huidige chips) en – natuurlijk – de kleine afmetingen. Een nieuw soort kleine elektronica ligt in het verschiet in de vorm van kleine robotjes, sensors of medische apparatuur, denkt hij. Of dit de toepassingen zijn van de toekomstige nanocomputers zal moeten blijken. Maar laten we hopen dat we niet nog eens vijftig jaar moeten wachten tot de volgende doorbraak.

Bron:
H. Yan e.a., Programmable nanowire circuits for nanoprocessors, Nature 470 240-244 (10 februari 2011)
doi:10.1038/nature09749

(Kennislink)

23-02-2011

Veroudering omgekeerd in stamcel

Stamcellen gaan in het laboratorium nieuwe inzichten opleveren om zowel ziekelijke als normale veroudering te bestuderen. Dat zeggen Amerikaanse wetenschappers die stamcellen wisten te kweken van mensen met de verouderingsziekte progeria. Hun vondst staat in het blad Nature.


Kinderen met progeria verouderen razendsnel. Afbeelding: © Creative Commons Flickr.com

De verouderingsziekte progeria, veroorzaakt door één fout in het zogenaamde LMNA-gen, is een bizar fenomeen: kinderen van nog geen tien jaar oud hebben het lichaam van een bejaarde. De kinderen hebben typische verouderingseigenschappen, zoals rimpels, botontkalking, haaruitval en aderverkalking. Al deze aftakelende symptomen zijn nagenoeg identiek aan gewone veroudering, maar dan versneld. Gemiddeld worden progeriapatienten twaalf jaar oud; daarna is het lijf op.

Juan Carlos Izpisua Belmonte en zijn collegas van de Universiteit van California hebben, om progeria en veroudering in het algemeen beter te begrijpen, de hulp ingeroepen van stamceltechniek. Dat melden de onderzoekers in Nature. Belmonte, zelf een stamcelspecialist, kwam op het idee om cellen van progeriapatiënten af te nemen en verder te kweken als stamcellen. De progeriacellen verouderen, maar in hun tweede leven als stamcel niet. Onderzoeken hoe dat kan maakt het mogelijk om veroudering op celniveau beter te begrijpen, schrijft Belmonte in Nature.


Een stamcel heeft de eeuwige jeugd. Zelfs wanneer hij afkomstig is van iemand met een verouderingsziekte. Afbeelding: © Wikimedia Commons

Belmontes stamcellen verouderen dus niet: de ziekte is weg. Omdat ze ooit als progeriacel wél verouderden, is dit hoopvol bewijs dat progeria en veroudering terug zijn te draaien. Zelfs celonderdelen zoals de celkern die door progeria waren misvormd, nemen hun gezonde vorm weer aan.

De vergelijking tussen de progeriacel en zijn tweede leven als stamcel, levert volgens Belmonte nieuwe aanknopingspunten op voor medicijnen tegen de verouderingsziekte. Als je bijvoorbeeld de eiwitten in stamcellen en progeriacellen analyseert, en naar verschillen zoekt, vind je mogelijk nieuwe aanknopingspunten voor medicatie.

Als laatste onderzoekspuntje noemt Belmonte een betere analyse van de genetische oorzaken voor veroudering. Omdat de progeriacellen die je omkweekt naar stamcel nog altijd een en dezelfde cel zijn, blijft het DNA onveranderd. Dat veroudering stopt komt vermoedelijk doordat verouderingsgenen niet meer worden afgelezen. Welke genen dit naast het LMNA-gen zijn, moet nader onderzoek uitwijzen.

(Kennislink)

25-02-2011

Vroeger? Dat ligt in het oosten

Hoe je moedertaal bepaalt hoe je denkt

Op een tijdsbalk is links het verleden en rechts later in de tijd. Logisch. Toch? Hoe we over tijd en ruimte denken blijkt afhankelijk te zijn van de taal die we spreken. Sommige volken plaatsen daarom het verleden juist rechts en andere zelfs altijd in het oosten.

Zet een stip een velletje papier. Als die stip vandaag verbeeldt, waar zou je dan een stip voor gisteren plaatsen? Grote kans dat je die links van de eerste stip zet. Je denkt misschien dat dit niks met taal te maken te heeft, maar dan vergis je je. Mensen die Hebreeuws spreken -en dus van rechts naar links schrijven- zetten de stip juist rechts van de eerste stip. Blijkbaar bepaalt de taal die je spreekt hoe je denkt over abstracte zaken als tijd en ruimte. Of misschien bepaalde de manier waarop onze voorouders dachten wel hoe we ons nu in onze taal kunnen uitdrukken.


Edward Sapir en Benjamin Lee Whorf

Van voor naar achter, van oost naar west
De eersten die het idee opperden dat taal en denken nauw met elkaar verbonden zijn waren Benjamin Lee Whorf en Edward Sapir in de jaren 30 van de vorige eeuw. Hun Sapir-Whorf-hypothese, die stelt dat sprekers van verschillende talen ook verschillend denken, werd in eerste instantie door de wetenschap omarmd. Toen in de jaren 70 echter nog steeds geen bewijzen voor het idee gevonden waren, keerden veel wetenschappers het de rug toe. Enkelen hielden stug vol en bleven zoeken naar bewijzen. En de laatste jaren lijken zij toch gelijk te krijgen.

Een van die onderzoekers is Leva Boroditsky, een assistent-professor aan de Stanford University (VS). Zij ging naar Pormpuraaw, een Aboriginal-dorpje in Noord-Australië. De bewoners daar liet ze dezelfde taak uitvoeren met de stipjes en vroeg hun ook nog om reeksen afbeeldingen op volgorde te leggen. Dit waren bijvoorbeeld fotos van een man in verschillende fasen van zijn leven. Of van een banaan geheel in zijn gele jasje tot aan de lege schil. Wat Boroditsky vond was erg opvallend: de Pormpuraawanen legden de kaarten niet consistent van links naar rechts of van rechts naar links. In plaats daarvan legden ze ze steeds van oost naar west, onafhankelijk van hoe ze zaten.

De hele concepten links en rechts bleken niet voor te komen in het Kuuk Thaayorre, de taal in Pormpuraaw. Waar wij in het Westen ruimtelijke informatie verwoorden aan de hand van ons eigen lichaam, gebruiken deze Aboriginals juist de kompasrichtingen. Boroditsky denkt dat dit zo is ontstaan door de baan van de zon: die komt op in het oosten, en verdwijnt later op de dag in het westen.



Tienéén, tientwee, tiendrie
Ergens is dat een heel praktisch systeem: nooit meer onduidelijkheden als Voor jou of voor mij links? Al klinkt het voor ons wel een beetje vreemd om te zeggen Nee, dat schilderij moet nog iets naar noord-noordwest. En je moet dan dus altijd weten waar het noorden is, ook als je in een gebouw bent dat je nog nooit eerder van binnen hebt gezien. Volgens Boroditsky hebben de Pormpuraawanen hier echter totaal geen moeite mee. Een vijfjarige kan daar zonder aarzelen het noorden aanwijzen, iets waar zelfs de slimste westerling grote moeite mee heeft. Haar onderzoek toont dus aan dat niet alle mensen op dezelfde manier denken. En dat taal daar een onderscheidende factor in is.

Ook uit andere onderzoeken blijkt dat taal een rol speelt in de manier waarop onze hersenen zich ontwikkelen. Zo leren kinderen eerder tellen in talen met een duidelijke tientallen-structuur. Onze woorden elf, twaalf, dertien zijn niet zo duidelijk tien plus één, plus twee of plus drie, maar in bijvoorbeeld het Mandarijn blijkt dit wel al uit het woord zelf. En kindjes die Hebreeuws spreken beseffen al bijna een jaar eerder dan Finse kindjes of ze een jongetje of een meisje zijn. Dit komt doordat in het Hebreeuws aan heel veel woorden het geslacht is af te lezen; zelfs jij heeft een markering voor mannelijk of vrouwelijk. In het Fins ontbreekt deze markering volledig.

Getuigenverklaringen
Op zich geen probleem dat we de wereld allemaal nét iets anders zien, maar het kan wel grote gevolgen hebben. In de rechtszaal bijvoorbeeld. Verschillende talen gebruiken verschillende manieren om gebeurtenissen te beschrijven. En dat zorgt ook voor verschillende herinneringen.

Het Engels heeft bijvoorbeeld een voorkeur voor actieve zinnen. Engelsen zeggen eerder Hij brak de vaas dan De vaas is gebroken. Japanners en Spanjaarden gebruiken juist eerder de tweede zin, de passieve zinsconstructie.

Om de gevolgen hiervan te onderzoeken liet Boroditsky Engelsen, Spanjaarden en Japanners kijken naar filmpjes. In de filmpjes waren twee jongens te zien die expres of per ongeluk ballonnen lieten knappen, eieren braken en drankjes morsten. Na het kijken konden alle proefpersonen precies zeggen wie wat gedaan had mits de actie expres was uitgevoerd. Als de gebeurtenis een ongeluk was, was de taal van de proefpersoon een goede voorspeller of de juiste dader aangewezen kon worden. De Engelsen, die altijd actieve zinnen gebruiken, waren hier veel beter in dan de Japanners en de Spanjaarden, die dergelijke situaties in een passieve zin zouden beschrijven. In een passieve zin wordt de dader immers niet genoemd.

Talen maken de mens
Uit al deze onderzoeken blijkt dat Sapir en Whorff er helemaal niet zover naast zaten. Taal lijkt wel degelijk van invloed te zijn op de manier waarop we denken. Boroditsky schrijft deze maand in de Scientific American dat onze talen van de wereld een soort handleidingen zijn, geschreven door onze voorouders, waarin staat hoe we alles om ons heen moeten waarnemen, categoriseren en betekenis geven. Het is een bewijs van ons vermogen om ons aan te passen en om nieuwe dingen uit te vinden of bestaande zaken juist te herschikken. En dat juist wat ons mens maakt, aldus Boroditsky.

(Kennislink)

01-03-2011

'Hersengebieden kunnen van functie veranderen'

AMSTERDAM – Sommige hersendelen van blinde mensen houden zich bezig met taken waar ze oorspronkelijk niet voor zijn bedoeld. Dat hebben Amerikaanse wetenschappers ontdekt.


© Thinkstock

Als mensen blind zijn geboren, worden sommige delen van de visuele cortex op latere leeftijd ingezet voor taalverwerking. Normaal gesproken is dit hersendeel uitsluitend betrokken bij visuele taken.

De bevinding toont aan dat de functie van hersengebieden soms dramatisch verandert en dat taalverwerking niet alleen kan plaatsvinden in gespecialiseerde delen van het brein. Dat schrijven onderzoekers van het Massachussets Institute of Technology in het wetenschappelijk tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.

Voorverpakt

“Je brein is geen voorverpakt artikel”, verklaart onderzoekster Marina Bedny. “Onze hersenen ontwikkelen zich niet langs een van te voren uitgestippeld traject. Je kunt het brein eerder zien als een bouwpakket. Het bouwproces wordt sterk beïnvloed door de ervaringen die je opdoet tijdens je ontwikkeling.”

Eerdere studies hadden al aangetoond dat sommige blinde mensen hersenactiviteit in de visuele cortex vertonen tijdens verbale opdrachten. De Amerikaanse wetenschappers hebben echter voor het eerst aangetoond dat de volledige taalverwerking kan plaatsvinden in dit hersengebied.

Hersenscans

Bij hun experiment voerden de onderzoekers hersenscans uit bij blinde mensen die verschillende taalkundige opdrachten maakten. Uit het onderzoek bleek dat de visuele cortex van proefpersonen die blind waren geboren, op dezelfde manier op taal reageerde als hersengebieden die normaal gesproken bij taalverwerking zijn betrokken.

De grote vraag is waarom de visuele hersengebieden van blinde mensen worden ingezet voor taalverwerking.

Dynamiek

Volgens onderzoekster Bedny heeft de verandering van functie waarschijnlijk vooral te maken met een alternatieve ontwikkeling van de hersenen.

“Als de hersenfuncties worden verdeeld en de visuele cortex niet zijn normale functie van visie krijgt, gaat dit gebied waarschijnlijk meedingen naar andere functies”, verklaart Bedny. “De hele ontwikkelingsdynamiek van de hersenen verandert

(nu.nl)

03-03-2011

Trekstraal met laser is mogelijk, zegt wetenschap



Een laser kan zo gemanipuleerd worden dat hij objecten naar zich toetrekt. Dat zeggen wetenschappers van Hong Kong en China.

Het is geweten dat licht een 'duw' kan veroorzaken, bv. in zonnezeilen die ruimtetuigen voortduwen met een 'wind van licht'. De wetenschappers hebben nu berekend wat de voorwaarden zijn om een dergelijke straal ook te laten trekken, meldt BBC News.

Geen optisch pincet
Anders dan een sciencefictionwapen, zou deze technologie wel enkel werken op kleine afstanden. De techniek verschilt ook van een zogenaamd 'optisch pincet', waarbij piepkleine objecten kunnen worden bewogen nadat ze worden gevangen in de focus van een laserstraal. Ook verschilt hij van een werkwijze die Australische onderzoekers vorig jaar gebruikten om de lucht rond een gevangen partikel te verhitten. De trekstraal zou werken met een contante trek in de richting van de bron.

Besselstraal
De wetenschappers gebruiken daarvoor geen standaard laserstraal, maar wel een Besselstraal. Wanneer je er recht naar zou kijken, zou die lijken op de uitdeinende cirkeltjes die een object maakt bij een val in het water. Wanneer een dergelijke straal een object zou raken met een bepaalde hoek, kan de achterwaartse kracht worden gestimuleerd. Terwijl de atomen of moleculen van het doelwit het inkomende licht absorberen en opnieuw uitstralen, kan het deel daarvan dat opnieuw wordt uitgestraald in dezelfde richting als de straal schijnt, zo worden aangewend dat het object wordt achteruitgeduwd in de richting van de bron.

Mogelijkheden
Volgens de onderzoekers kan de ontdekking deuren openen voor nieuwe manieren van optische micromanipulatie, zoals het achterwaartse transport van een partikel over een grote afstand, of het sorteren van partikels. De theorie moet nu worden onderworpen aan een toetsing door derden en worden uitgetest in de praktijk. (sam)

(HLN)

03-03-2011

IPad 2: geen revolutie maar evolutie

De iPad 2 is zowel in zwart als wit leverbaar. Als optie zijn gekleurde kunststof of lederen hoesjes te koop. De iPad 2 die Apple-topman Steve Jobs gisteravond onthulde, is lichter en sneller dan zijn voorganger. Apple heeft ook gezorgd voor een aantal andere verbeteringen, waaronder twee cameras. Beeldscherm, opslagcapaciteit en batterijduur zijn echter gelijk gebleven.

De iPad 2, zoals het apparaat na alle geruchten nu ook officieel blijkt te heten, is op het eerste gezicht grotendeels identiek aan de eerste generatie van Apples tabletcomputer. Het apparaat is op veel fronten verbeterd, maar de meeste veranderingen mogen eerder evolutie dan revolutie worden genoemd. Het aanraakscherm heeft hetzelfde formaat (9,7 inch) en resolutie (1024 x 768 pixels). Ook de onderliggende technologie is niet veranderd.

Snellere A5 dualcore-processor
Een belangrijke verbetering is wel de dualcore A5-microprocessor, die de singlecore A4-chip van de eerste iPad vervangt. Ook de A5 is gebaseerd op een ontwerp van het Britse ARM, waar de ingenieurs van Apple hun eigen aanpassingen aan hebben toegevoegd. De kloksnelheid is hetzelfde gebleven: 1 GHz. Apple claimt een verdubbeling van de algehele performance, terwijl de grafische prestaties 'tot 9 keer sneller' zouden zijn.

Bij de introductie wilden Apple-medewerkers niet zeggen hoe groot het werkgeheugen van de iPad 2 is omdat dit 'niet belangrijk' zou zijn. De eerste iPad moest het met 256 MB RAM-geheugen stellen, terwijl zelfs de iPhone 4 al over 512 MB beschikt. Er deden speculaties de ronde dat de iPad 2 met 1 GB zou worden uitgerust, onder meer om multitasking te vergemakkelijken.

Twee camera's aan voor- en achterkant
Aan de schermkant van de iPad 2 is bovenin een klein gaatje zichtbaar waar een VGA-camera achter schuilgaat. Aan de achterkant zit een tweede camera met een HD-resolutie van 720p. Apple benut beide cameras onder meer voor de applicatie FaceTime, waarmee gebruikers videogesprekken kunnen voeren tussen een iPad, iPhone of iMac. FaceTime was al eerder beschikbaar op de iPhone 4 en de iMac.

De cameras komen ook tot hun recht met een andere nieuwe app, PhotoBooth. De software bevat een aantal speciale effecten om fotos 'artistiek' te bewerken, bijvoorbeeld door portretten te vervormen. Geweldig voor feestjes of gewoon voor de lol, stelt Apple.

Nog een toevoeging is een gyroscoop, die samenwerkt met de al aanwezige versnellingsmeter en het kompas. Daardoor zijn locatie, positie en richting van de iPad 2 exact te bepalen. Apple verwacht dat een nieuwe generatie apps, waaronder games, van deze voorziening gebruik gaan maken. Nog steeds hebben alleen de 3G-modellen een gps-ontvanger.

Zware jongen iets lichter geworden
De eerste iPad was met zijn 680 gram voor het wifi-model aan de zware kant. Apple heeft daar bijna 80 gram van af weten te schaven. Het gewicht van de modellen met wifi plus 3G is verlaagd van 730 naar 613 gram. De tablet is tegelijk 33 procent platter geworden: van 13,4 naar 8,8 millimeter. Dat maakt de iPad 2 zelfs dunner dan de iPhone 4, die 9,3 mm dik is. Lengte en breedte zijn nauwelijks veranderd.

Opslagcapaciteiten zijn niet veranderd
Apple zag kennelijk geen reden om de opslagcapaciteit van de iPad te vergroten. Die is naar keuze nog steeds 16, 32 of 64 GB. Ook zijn deze 3 capaciteiten nog steeds met alleen wifi of met zowel wifi als 3G-communicatie leverbaar. Nieuw is dat meteen een model voor het Amerikaanse cdma-netwerk van Verizon Wireless uitkomt.

Verder is de iPad voortaan niet alleen in zwart maar ook met een witte behuizing leverbaar. En wel meteen. Vorig jaar kondigde Apple ook een witte versie van de iPhone 4 aan, maar die was door productieproblemen lange tijd niet leverbaar.

Smart Cover met magneetjes aan iPad 2 bevestigd
Als extra accessoire (39 dollar in polyurethaan, 69 dollar in leer) is een nieuw type hoes voor de iPad 2 leverbaar, die Smart Cover is gedoopt. Op de eerste tasjes van Apple voor de iPad is nogal wat kritiek gekomen, omdat ze vrij dik en zwaar zijn. "Het is geen tasje maar een 'cover' ", zei topman Jobs bij de onthulling van de Smart Cover met nadruk.

De Smart Cover is heel dun en licht, wordt met een aantal magneetjes op zijn plaats gehouden en kan in een aantal stroken worden omgevouwen. Daardoor is hij ook als bureaustandaard te gebruiken. Door het onderste strookje dicht te klappen, gaat de iPad 2 in de slaapstand.

Een andere nieuwe accessoire (eveneens van 39 dollar) is de Digital AV Adapter, een verloopkabel waarmee beelden naar een apparaat met HDMI-ingang kunnen worden uitgevoerd. Dat kan bijvoorbeeld een HD-televisie of een lcd-projector zijn. De maximale resolutie daarbij is 1080p. Dit betekent waarschijnlijk dat 'upscaling' vanaf 720p resolutie wordt gedaan. De zogeheten gespiegelde video-output werkt met alle apps.

iPad 2 is zeer snel na onthulling echt te koop
Opmerkelijk is hoe snel na de onthulling de iPad 2 daadwerkelijk verkrijgbaar is. In de Verenigde Staten ligt de nieuwe tablet vanaf 11 maart in de winkel. Al op 25 maart volgen 26 andere landen, waaronder Nederland. Vorig jaar moest Nederland tot eind juli wachten op de eerste iPad, nadat die vanaf april al in de VS te koop was.

Apple heeft de internationale prijzen nog niet onthuld, maar in de VS zijn de prijzen exact gelijk aan die van de eerste iPads. Dat betekent bijvoorbeeld dat het wifi-model met 16 GB nog steeds 499 dollar kost en het topmodel met 64 GB, wifi en 3G 829 dollar.

(automatiseringgids.nl)

14-03-2011

Nieuwe ruimtesimulator SRON bootst heelal na



SRON Netherlands Institute for Space Research gaat met financiële steun van onderzoeksfinancier NWO een ruimtesimulator ontwikkelen. In de simulator - die de duisternis en de extreem lage temperaturen in het heelal nabootst - wil het ruimteonderzoeksinstituut zijn ruimte-instrumenten aan intensieve tests gaan onderwerpen.

De eerste kandidaat is de infraroodspectrometer SAFARI, het toekomstige Europese zenuwcentrum van de Japanse ruimtetelescoop SPICA. SAFARI wordt uitgerust met ultragevoelige infrarood-detectoren. Deze Transition Edge Sensors zijn door SRON ontwikkeld. De nieuwe technologie stelt echter veel hogere eisen aan het ijken van de instrumenten (kalibratie) en aan de testfaciliteiten op de grond, die zeer lichtdicht moeten zijn.

De ruimtesimulator die SRON nu met financiële steun van NWO (circa 900.000 euro) gaat ontwikkelen, voldoet aan al die eisen. De totale kosten bedragen circa 1,2 miljoen euro; de simulator moet eind 2012 operationeel zijn.

(allesoversterrenkunde)

14-03-2011

Snelle zonnecellen

Zonnecel kan nu goedkoper gemaakt worden.

Zonnecellen worden gemaakt door atomen met veel energie op een dun plaatje te laten vallen. Maar dit gaat erg langzaam, waardoor het maken van zonnecellen een kostbare aangelegenheid wordt. Maar nu heeft de TU Delft een manier gevonden om het productieproces tien keer sneller te maken.

Onderzoekers van de TU Delft hebben een manier gevonden om goedkopere zonnecellen te maken. Met deze nieuwe methode duurt het maken van een zonnecel tien keer zo kort, waardoor er dus meer cellen in dezelfde tijd kunnen worden gemaakt. Michael Wank promoveert vandaag op zijn ontdekkingen over van amorf silicium gemaakte zonnecellen.

Drie soorten zonnecellen
Zonnecellen worden meestal van silicium gemaakt. Silicium heeft als voordeel dat het goedkoop is en makkelijk in bulk te verwerken is. Het nadeel van silicium is het lage rendement dat het over het algemeen oplevert in zonnecellen.

Silicium kan op verschillende manieren voorkomen in zonnecellen. Het verschil zit hem hierbij in de structuur van de atomen op de cel, die effect hebben op de prijs en de efficiëntie van de zonnecel. Bij de kristallijne structuur liggen alle atomen op de hele cel netjes naast elkaar in een keurig grid. Hierdoor kan stroom goed door de cel heen. Deze cellen hebben dan ook een (relatief) hoog rendement. Nadeel: ze zijn heel erg duur om te maken. De polykristallijne cellen zijn wat goedkoper, maar ook minder goed. Hierin zijn kleine blokjes van de cel telkens netjes gerangschikt, maar de blokjes liggen onderling niet netjes bij elkaar.

Het amorfe silicium, de derde soort, heeft alle atomen slordig door elkaar liggen. Deze vorm van silicium is het goedkoopst, maar maakt ook de slechtste cellen. Een voordeel van amorfe zonnecellen is wel dat ze buigbaar zijn, waardoor ze bijvoorbeeld geïntegreerd kunnen worden in gebouwen. Bij kristallijne cellen moeten de bekende grote plakken los op het dak gemonteerd worden.

Om een (amorfe) zonnecel te produceren wordt silaangas in een machine gepompt. De machine zorgt ervoor dat het gas als silicium neerslaat op een plaatje, en op deze manier wordt er laagje voor laagje een zonnecel gevormd. Dit proces heet chemische dampdepositie. Maar dit gaat erg langzaam: ongeveer 0.1 nanometer per seconde. Aangezien zonnecellen ongeveer 250 nanometer dik zijn, duurt het wel veertig minuten om één zonnecel te maken.

Plasma en ionen
Maar er bestaat een manier om het proces sneller te laten verlopen. De promotor van Wank, Dr. Miro Zeman legt uit over de methode: Wanneer er tijdens het proces in de machine plasma wordt toegevoegd verloopt het proces veel sneller. Alleen, als het silicium op het plaatje ligt, moet het nog een energie-boost krijgen om zich netjes te schikken, zodat het goed energie kan geleiden. Bij andere cellen en chips komt deze energie van warmte: de chip wordt verwarmd, de atomen op de chip gaan bewegen en komen in een net patroon te liggen. Maar zonnecellen kunnen niet zo verhit worden: dan zouden ze stukgaan. Wat Wank nu heeft ontdekt is dat in plaats van verhitting ook een stroom ionen gebruikt kan worden om het silicium te bewerken. Door dit ion-shot krijgen de atomen zo'n knal dat ze zich rangschikken, zonder verhitting van de zonnecel.

Tien keer sneller
De resultaten van de nieuwe methode van Wank liegen er niet om: zonnecellen kunnen zo wel tien keer sneller worden geproduceerd, met 1 nanometer per seconde. Hiermee kan de productie van deze zonnecellen dus goedkoper worden, zonder dat de kwaliteit afneemt; de snelle zonnecellen hebben net als de huidige een rendement van rond de zeven procent. Zeman,denkt dat we misschien al over 2 jaar deze cellen op de markt zullen zien. 'Er zijn in ieder geval al bedrijven die op industriële schaal de machines maken, die nodig zijn voor de productie van de cellen. Er is dus duidelijk interesse in deze nieuwe techniek.'

Marc Seijlhouwer

(Noorderlicht)

20-03-2011

Welke nanoproducten kun je nu al kopen?

Tennisrackets, onderbroeken en Benny de beer

Het aantal producten waarbij nanotechnologie wordt gebruikt bij het maken ervan, blijft gestaag groeien. Op dit moment zijn er wereldwijd ruim 1300 ‘nanoproducten’ op de markt, blijkt uit de meest recente inventarisatie. Om wat voor producten gaat het eigenlijk? En hoe weet je wanneer iets een nanoproduct is?

De markt overspoelen doet nanotechnologie momenteel niet. Maar de laatste cijfers laten wel zien dat de opmars van producten waar nanotechnologie wordt ingezet bij het maken ervan gestaag voortzet. Werden in 2005 nog 54 ‘nanoproducten’ geteld, de jaren erna is dat aantal vrijwel continu gestegen tot 1317 in 2010. De cijfers komen van de inventarisatie door het Amerikaanse Project on Emerging Nanotechnologies (PEN). Hoewel zij de producten niet wetenschappelijk testen – en de getallen dus met een korreltje zout moeten worden genomen – wordt de database door velen gezien als een goede en betrouwbare indicatie.


Het aantal nanoproducten per jaar, volgens de database van de Project on Emerging Nanotechnologies. De groei kan nagenoeg perfect benaderd worden met een rechte lijn. Afbeelding: © Project on Emerging Nanotechnologies

.Wat is PEN?
Project on Emerging Nanotechnologies (PEN) is een samenwerking tussen het onderzoeksinstituut Woodrow Wilson International Center for Scholars en de organisatie Pew Charitable Trusts, met als doel: publiek, beleidsmakers en bedrijfsleven objectief informeren over nanotechnologie. De database met nanoproducten komt tot stand met hulp van fabrikanten en betrouwbare bronnen. Helemaal waterdicht is het niet, want de producten worden niet wetenschappelijk getest. Desondanks grijpen politici en beleidsmakers meestal terug op deze database voor een overzicht van nanoproducten.

Vooral gezondheidsproducten

Over wat voor producten praten we eigenlijk als we het hebben over nanoproducten? Revolutionair nieuw spul? Dat valt wel mee. Nanotechnologie wordt momenteel veelal toegepast om de eigenschappen van bestaande producten te verbeteren. Bijvoorbeeld door tennisrackets of golfsticks sterker en lichter te maken. Of door nieuwe, handige eigenschappen te geven aan een product. Bijvoorbeeld een koelkast die bacteriën doodt, of jassen en overhemden die niet kreuken.

De verschillende soorten nanoproducten die nu verkrijgbaar zijn lopen erg uiteen. Van verzorgingsproducten tot autolak en van tuinartikelen tot speelgoed. De database van PEN heeft de producten in een aantal categorieën verdeeld. De categorie met de meeste producten is ‘Health and Fitness’ waaronder cosmetica, kleding en sportartikelen vallen. Denk dan aan een huidcrème met nanodeeltjes goud die de huid gezond houdt, niet-stinkende sokken en onderbroeken of, één van de bekendste, de transparante zonnebrandcrème.



De database bevat ook een aantal opvallende producten. Zo blijken bijvoorbeeld de Xbox 360 en de iPhone onderdelen te bevatten die met nanotechnologie gemaakt worden. Andere noemenswaardige producten zijn aluminiumfolie waarmee eten sneller gaar wordt zonder de knapperigheid te verliezen, een lichtgewicht ijsbijl en Benny de Beer (zie afbeelding links), de knuffelbeer waar zilvernanodeeltjes aan zijn toegevoegd om bacteriën weg te houden bij kinderen.

De ‘nano’ in nanoproduct
Er zijn verschillende manieren waarop nanotechnologie wordt toegepast in producten. Zo kunnen bijvoorbeeld nanodeeltjes worden toegevoegd, zoals in zonnebrandcrème en sokken. Of de structuur van materialen wordt op nanoschaal bewerkt om het product steviger of lichter te maken, zoals bij sportartikelen. Daarnaast kan nanotechnologie gebruikt zijn als techniek om hele fijne structuren te maken, zoals in het geheugen van mobiele telefoons.
Geen controle

De database bevat producten die wereldwijd op de markt zijn. Dat wil niet zeggen dat ze hier in Nederland allemaal in de schappen liggen. De meeste producten komen uit de Verenigde Staten en zullen met name daar te koop zijn. In Nederland zijn in totaal 119 verschillende nanoproducten op de markt, zo bleek vorig jaar uit een inventarisatie van de Voedsel en Warenautoriteit (VWA). Maar net als PEN heeft ook de VWA niet gecontroleerd of er daadwerkelijk nanodeeltjes in een product zaten.

Dat is het probleem bij nanoproducten: we weten niet altijd zeker wanneer iets een nanoproduct is. Fabrikanten zijn niet verplicht op een product te vermelden dat het nanodeeltjes bevat of met nanotechnologie gemaakt is. En als er wel iets met ‘nano’ op het product staat, hoeft dat niet eens waar te zijn. Het kan ook een marketingtruc zijn. Een controlerende instantie als de VWA heeft nu nog niet de technieken om de aanwezigheid van nanodeeltjes in producten vast te stellen. Dan is er ook nog het veiligheidsaspect: van een aantal nanodeeltjes – die al in producten voorkomen – is nog niet volledig duidelijk wat de effecten zijn voor de gezondheid en het milieu. Het wachten is op regelgeving die duidelijkheid schept, en tot die tijd moet de consument zelf beslissen of hij een product wil kopen. Een database als die van PEN kan dan een beetje helpen.

Bron:
Consumer Products Inventory, Project on Emerging Nanotechnologies

(Kennislink)

22-03-2011

Onbekend Miller-experiment ontdekt

Vergeten materiaal van oersoep-experiment alsnog geanalyseerd

In de jaren ’50 wist de scheikundige Stanley Miller met inmiddels beroemde experimenten ‘oersoep’ te maken. De buisjes met de uitkomsten van deze experimenten lagen jaren te verstoffen in een vergeten la, tot ze een paar jaar geleden werden herontdekt. De inhoud van sommige buisjes bleek zelfs nog nooit geanalyseerd te zijn.

Het recept voor oersoep: men neme een glazen bol met daarin de volgende gassen: waterstofgas (H2), waterdamp (H2O), methaan (CH4) en ammoniak (NH3). Leid hier enkele bliksemstralen doorheen. En voilà: na enige tijd heeft u een troebel soepje, tjokvol aminozuren, de bouwstenen van het leven.

Het bovenstaande ‘recept’ is een korte samenvatting van een beroemd experiment dat de scheikundige Stanley Miller begin jaren 50 uitvoerde. Miller wilde hiermee aantonen dat de moleculen die aan de basis liggen van het leven op aarde spontaan ontstaan kunnen zijn uit simpele, anorganische stoffen. En hij had dus succes.

Een paar jaar geleden ontdekte een nieuwsgierige student het vergeten oorspronkelijke materiaal van Millers experimenten, netjes weggestopt in een la. En omdat er tegenwoordig veel betere analysemethoden bestaan dan in de jaren 50, besloten enkele wetenschappers de buisjes met daarin het resultaat van de experimenten opnieuw te onderzoeken. Met een mooie uitkomst: er bleken tijdens de experimenten nog veel meer verschillende soorten aminozuren te zijn ontstaan dan Miller destijds zelf kon aantonen.

In de la zaten ook buisjes met daarin de prut die Miller verkreeg uit experimenten waarbij hij waterstofsulfide (H2S) toevoegde aan het gasmengsel. Opvallend genoeg lijkt het erop dat deze buisjes nooit zijn geanalyseerd. Of in ieder geval heeft Miller nooit iets gepubliceerd over deze proeven. Dus besloten Eric Parker en enkele collega-onderzoekers de inhoud van de buisjes alsnog te analyseren. Zij schrijven hier deze week over in het blad PNAS.

In het goedje bleken maar liefst 23 verschillende, spontaan gevormde aminozuren te zitten. Waaronder zwavelbevattende. Eén daarvan was het aminozuur cysteïne, een belangrijke bouwsteen van veel soorten eiwitten. In feite heeft Miller hiermee, na z’n dood, aangetoond dat ook dit belangrijke aminozuur spontaan gevormd kon worden uit de oergassen die op de nog jonge aarde aanwezig waren.

In zijn eerste experimenten gebruikte Miller geen waterstofsulfide, omdat dit gas niet algemeen voorkomt in de atmosfeer. Maar het komt wel vrij bij vulkaanuitbarstingen. En rond de tijd dat het eerste leven ontstond, een paar miljard jaar geleden, was de aarde vulkanisch een stuk actiever dan nu. Het is dus prima mogelijk dat zich toen, onder de rook van een vulkaan, spontaan cysteïne-moleculen hebben gevormd. Die met andere aminozuren zijn gaan samenklitten, zodat ze nog weer ingewikkeldere moleculen vormden, waaruit uiteindelijk de eerste eencellige wezens ontstonden.

Millers experimenten zijn trouwens vaak herhaald. En hij is ook niet de enige die op het idee kwam om een zwavelgas toe te voegen. Dat er zo ontzettend veel verschillende aminozuren gevormd kunnen worden, puur met een handjevol gassen en wat bliksem, was dus al bekend. Maar het is wel mooi dat zijn oorspronkelijke materiaal nu alsnog grondiger dan eerst geanalyseerd kan worden. En ook dat het dus nog rijker blijkt te zijn dan in Millers tijd al werd gedacht.

Voor wie meer wil weten over de in vergetelheid geraakte la: het programma Labyrint sprak in de uitzending van 23 november 2010 uitgebreid met de student die Millers nalatenschap ontdekte. Zie de onderstaande video, vanaf het begin tot 13:30 minuten.

Nadine Böke

Eric Parker e.a., Primordial synthesis of amines and amino acids in a 1958 Miller H2S-richt spark discharge experiment, in: PNAS, 21 maart 2011.

(Noorderlicht)

29-03-2011

Chinese wetenschappers in de opmars

LONDEN - China wordt niet alleen in de wereldeconomie en de politiek een grootmacht, maar ook in de wetenschap. Een op de tien artikelen in gezaghebbende wetenschapsbladen is tegenwoordig van Chinese makelij.


© Thinkstock

Daarmee hoeft de volksrepubliek alleen de Verenigde Staten nog voor zich te dulden.

Dat heeft de Royal Society, de Britse academie voor wetenschappen, maandag naar buiten gebracht. De instelling onderzocht het aantal publicaties in de periode 2004-2008.

Ten opzichte van de vorige lijst, over de periode 1999-2003, is China Japan en Groot-Brittannië voorbijgestreefd. Rond 2013 zal China de VS van de koppositie stoten, schatten de onderzoekers.

Volgens de Royal Society zijn naast China ook andere opkomende economieën, zoals Brazilië en India, bezig met een wetenschappelijke opmars. Nederland komt niet voor in de top tien.

© ANP

(nu.nl)

30-03-2011

Door de bomen het bos niet meer zien

Amerikaanse onderzoekers hebben een nieuwe chip gebouwd die in het bloed rondzwervende ziektekiemen opvangt. De chip bevat een soort zeef, die op microscopische schaal op een bos lijkt. De boosdoeners zien door de bomen het bos niet meer, en komen vervolgens vast te zitten. De uitslag volgt binnen enkele seconden.


De chip van Brian Wardle en Mehmet Toner is niets anders dan een bos waar een vloeistof doorheen sijpelt. Het bos filtert vervolgens ziekmakende cellen uit het bloedmonster. Afbeelding: © Brian Wardle

De wetenschappers Brian Wardle en Mehmet Toner berichten over hun nieuwe chip in het nanotechnologie-blad Small. Nanotechnologie staat voor superkleine technologie, die op de schaal van atomen werkt, ook wel de nanoschaal. Dat is niet zo vreemd: één nanometer is precies één miljoenste millimeter.

Chips die binnen enkele seconden ziektekiemen opsporen zijn niet nieuw. Wat Wardles en Toners chip zo bijzonder maakt, is dat je hem heel precies kunt afstellen om allerlei ongenode gasten op te sporen, zelfs als ze nauwelijks in het lichaam aanwezig zijn.

De wetenschappers tonen in hun publicatie aan dat de chip uitgezaaide kankercellen, die nauwelijks in het bloed voorkomen, toch vangt. En je kunt het ding zo afstellen, dat hij zelfs virusdeeltjes in plaats van kankercellen detecteert.

Handig dus. Niet voor niets, dat het apparaatje al in Amerikaanse ziekenhuizen wordt getest, althans volgens het persbericht van Massachusetts Institute of Technology. Wardle verwacht vooral dat je ermee snel kunt vaststellen of een bepaalde vorm van kanker is uitgezaaid.


Het apparaatje is superklein, zoals je op deze foto ziet. Afbeelding: © Brian Wardle

De chip an sich werkt eigenlijk vrij simpel. Je kunt er ongeveer één milliliter van elk soort vloeistof in gieten, die dan vervolgens door een heel bos van piepkleine staafjes wordt gefilterd. De staafjes zijn gemaakt van de bekende koolstofnanobuisjes.

De ziekteverwekkers blijven aan de ‘bomen’ plakken, terwijl de rest van de bloedinhoud zonder problemen doorstroomt. Wardle heeft de bomen namelijk behangen met een speciaal soort klittenband – een antilichaam – dat heel plakkerig is voor specifieke ‘ziekmakers’ in het bloed. Het ene antilichaam is erg plakkerig voor kankercellen, het andere weer voor virussen.

Wardle vergroot de pakkans door de buisjes op maat af te stellen voor de ziekteverwekker die hij zoekt. Zoekt hij relatief kleine deeltjes, zoals virusdeeltjes, dan zet de wetenschapper de staafjes heel dicht bij elkaar. Zoekt hij iets groots zoals een kankercel, dan mogen de buisjes wat verder uit elkaar staan.

(Kennislink)

31-03-2011

Universele eigenschap van muziek ontdekt

Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam hebben een universele eigenschap van toonladders ontdekt.

Tot nu toe werd aangenomen dat het enige wat toonladders wereldwijd met elkaar gemeen hebben, het octaaf is. Dat wil zeggen dat een toonladder altijd weer eindigt bij dezelfde toon als waarmee hij begon, maar dan één octaaf hoger. De vele honderden toonladders blijken echter nog een diepere overeenkomst te bezitten, hebben de wetenschappers Aline Honingh en Rens Bod, verbonden aan het Institute for Logic, Language and Computation (ILLC) van de UvA, ontdekt. Als hun tonen twee- of driedimensioneel vergeleken worden in een soort assenstelsel, vormen zij zogeheten ‘convexe en sterconvexe structuren’. Convexe structuren zijn patronen zonder inhammen of gaten, zoals een cirkel, vierkant of ovaal. De onderzoeksresultaten zijn in maart gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Journal of New Music Research.

Vrijwel alle muziek ter wereld is gebaseerd op een onderliggende toonladder waaruit een muziekstuk is opgebouwd. In het westen is de majeurtoonladder (do-re-mi-fa-sol-la-ti-do) het bekendst. Toch zijn ook vele andere toonladders in gebruik, zoals de mineur- en de chromatische toonladder. Naast deze ‘traditionele’ toonladders bestaan er ook kunstmatige, door moderne componisten gecreëerde toonladders. Oppervlakkig gezien bestaat een toonladder uit een stijgende reeks tonen waarvan de begin- en eindtoon een octaaf verschillen, dat wil zeggen: de frequentie van de eindtoon is het dubbele van die van de begintoon (grondtoon).


Afbeelding: © Universiteit van Amsterdam

.Duizend toonladders
Door toonladders in een assenstelsel (een zogeheten Euler-rooster) te plaatsen kunnen ze als meerdimensionale objecten worden bestudeerd. Aline Honingh en Rens Bod van het ILLC deden dit voor bijna duizend toonladders uit alle delen van de wereld: van Japan tot Indonesië en van China tot Griekenland. Tot hun verbazing bleken alle traditionele toonladders sterconvexe patronen op te leveren. Voor niet-traditionele, door moderne componisten geconstrueerde toonladders gold dit voor bijna 97 procent, terwijl hedendaagse componisten vaak menen onconventionele toonladders te ontwerpen. Dit percentage is erg hoog, want de kans dat een willekeurige reeks een sterconvex patroon oplevert is heel klein.

Honingh en Bod proberen dit fenomeen te verklaren aan de hand van de notie van consonantie (het harmonisch samenklinken van tonen). Ze brengen hun onderzoeksresultaten in verband met taal- en visuele perceptie waar tevens convexe patronen zijn ontdekt, wat mogelijk duidt op een universele cognitieve eigenschap.

Het onderzoek maakt deel uit van het Vici-programma Integrating Cognition van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) onder leiding van Rens Bod. Klik hier voor het complete Engelse artikel (‘In search of universal properties of musical scales’) in pdf.

(Kennislink)

06-04-2011

Wetenschappers kweken oog in lab


© reuters

Wetenschappers in Japan hebben voor het eerst een oog gekweekt uit stamcellen. Dat berichtte het Britse wetenschappelijke blad Nature vandaag.

Uit onderzoek, geleid door de Japanse wetenschapper Yoshiki Sasai, werd duidelijk dat men nu ook complexe organen kan maken van stamcellen. Deze cellen hebben vaker centraal gestaan in onderzoeken, omdat zij zich kunnen omvormen tot elke soort cel.

Voorheen werden huidweefsel, oren en harten die uit één type cel bestaan gekweekt uit de stamcellen. Maar nog nooit eerder kon een orgaan dat uit verschillende soorten cellen bestaat, worden nagemaakt. Tot voor kort werd gedacht dat hiervoor een zeer complexe en onmogelijke handeling nodig was.

Het oogonderzoek kan van grote betekenis zijn voor mensen met een beschadigd netvlies. Dat kan wellicht in de toekomst worden vervangen door een gekweekt exemplaar.

In dit experiment ging het om het oog van een muis. Volgens critici is het nog een hele stap naar het kweken van een mensenoog, maar Sasai is ervan overtuigd binnenkort de eerste mensenogen te kunnen presenteren. (anp/adha)

(HLN)

07-04-2011

'Mogelijk nieuw deeltje ontdekt'

AMSTERDAM – Amerikaanse wetenschappers analyseren een meting van de deeltjesversneller Tevatron die mogelijk wijst op het bestaan van een nog onbekend deeltje.

Het opmerkelijke resultaat is afkomstig uit een analyse van miljarden botsingen tussen protonen en antiprotonen in de deeltjesversneller Tevatron van het Amerikaanse onderzoekscentrum Fermilab.

De wetenschappers buigen zich over de meting van een stroom deeltjes die lijkt ontstaan uit een nog onbekend partikel dat zwaarder is dan een proton, zo meldt nieuwssite ScienceNews.



Foutieve meting

De kans dat het gaat om een foutieve meting is ongeveer 1 op 1300. Die kans is natuurkundig gezien echter niet klein genoeg om met zekerheid te kunnen zeggen dat er een nieuw deeltje is gemeten. De meting wordt beschreven in een paper in het online wetenschappelijk archief Arxiv.org.

Het gaat in ieder geval niet om het raadselachtige Higgs-deeltje waar naar wordt gezocht in de Europese deeltjesversneller Large Hadron Collider. Dit deeltje produceert namelijk zwaarderdere afvalproducten.

Onnauwkeurigheden

“Niemand weet wat hier aan de hand is”, verklaart wetenschapper Christopher Hill van het Fermilab in de New York Times. “Als dit waar is, gaat het om de meest significante ontdekking in de natuurkunde in een halve eeuw.” Hill was overigens niet betrokken bij het onderzoek.

Deskunigen waarschuwen echter dat het beschreven resultaat kan zijn ontstaan uit onnauwkeurigheden in de modellen die wetenschappers gebruiken om de processen in de deeltjesversneller in kaart te brengen. Dat meldt nieuwssite ScienceNow.

“De grote vraag is hoe goed we de achtergrond van deze gebeurtenissen begrijpen, niet alleen theoretisch, maar ook in termen van wat er gebeurt in de deeltjesdetector”, aldus onderzoeker Joseph Lykken.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

11-04-2011

Computermodel van menselijke hersenen stap dichterbij

AMSTERDAM - Britse wetenschappers hebben een nieuwe methode ontwikkeld om hersenen te analyseren. De techniek kan mogelijk leiden tot een computermodel van het menselijk brein.
Met de nieuwe techniek kunnen de functies en connecties van zenuwcellen zeer gedetailleerd in kaart worden gebracht.



Een dergelijke analyse zou uiteindelijk kunnen leiden tot een computermodel van menselijke hersenen. Dat schrijven onderzoekers van het University College London in het wetenschappelijk tijdschrift Nature.

Gedachtes

De wetenschappers hopen onder meer te ontdekken hoe gedachtes worden gevormd door te achterhalen hoe informatie door de verschillende hersencircuits stroomt.

“We beginnen de complexiteit van het brein langzaam te ontrafelen”, verklaart hoofdonderzoeker Tom Mrsic-Floger op ABC News.

“Als we de connecties en functies van de zenuwcellen in de verschillende lagen van het brein beter begrijpen, kunnen we een computermodel ontwikkelen dat weergeeft hoe dit opmerkelijke orgaan werkt”, aldus de onderzoeker.

Analyse

De nieuwe techniek om hersenen te analyseren is voorlopig alleen nog getest bij muizen. De wetenschappers slaagden er in om de functie van honderden zenuwcellen in het brein van de dieren bepalen door ze bloot te stellen aan stroomschokjes en tegelijkertijd hersenscans te maken.

De methode is in theorie ook geschikt om een gedetailleerde analyse te maken van het menselijk brein. Het zal volgens de wetenschappers echter nog lange tijd duren voordat deze informatie kan worden weergegeven in een computermodel

Rekenkracht

Het menselijk brein bevat namelijk meer dan honderd miljard zenuwcellen die allemaal in kaart moeten worden gebracht. Verder bestaan er op dit moment nog geen computers die genoeg rekenkracht hebben om een simulatie van het menselijk brein te kunnen draaien.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

13-04-2011

Eerste kind met extra DNA



Alfie Clamp (2 jaar) heeft een extra streng DNA aan een van zijn chromosomen
In het Britse Warwickshire woont een kleuter met extra DNA. Het gaat om het eerste geregistreerde geval ter wereld, meldt de Daily Mail. Er bestaat nog geen naam voor de aandoening.

De tweejarige Alfie Clamp uit Nuneaton heeft een extra streng DNA aan zijn zevende chromosoom, wat aan het licht kwam na een reeks onderzoeken toen het kind 6 weken oud was. Alfie heeft nog een 10-jarige zus. Zij en ouders Gemma en Richard hebben het afwijkende gen niet.

Problemen
Als gevolg van zijn aandoening lijdt Alfie aan aanvallen die worden veroorzaakt door hoge temperaturen en heeft hij stofwisselingsproblemen. Hij neemt iedere dag een flinke dosis medicatie om zijn lichaam voedingsstoffen te laten opnemen. Hij kon pas na 3 maanden zien en wordt deze maand geopereerd om zijn verteringsproblemen te verhelpen.

Levensverwachting
Zijn ouders Gemma en Richard hebben geen idee wat de levensverwachting van hun kind is, en of zijn toestand nog zal verbeteren. Sinds zijn geboorte is hij al 6 keer met spoed naar het ziekenhuis gebracht, waarvan 2 keer in de afgelopen maand, omdat hij stopte met ademen.

Eerste stap
'Toen de artsen ons het nieuws vertelden, was ik er kapot van,' zegt Gemma. 'Als zwangere moeder denk je negen maanden aan hoe het zal zijn wanneer je baby zijn eerste stap zet, of in zijn handen klapt. Een kind als Alfie hebben, doen je de kleine dingen meer op prijs stellen. Tot hij 18 maanden oud was rolde hij niet om, maar we waren dolblij toen hij het deed.'

(AD)

13-04-2011

'Alcohol verbetert delen van geheugen'

AMSTERDAM Het drinken van alcohol stimuleert bepaalde delen van het menselijk brein die betrokken zijn bij het geheugen en vermogen om te leren. Dat blijkt uit een studie van Amerikaanse wetenschappers.


© Thinkstock

De algemeen geaccepteerde theorie dat alcohol slecht is voor het geheugen en leervermogen is te éénzijdig. Het onbewustzijn van mensen wordt door alcohol namelijk juist gestimuleerd om beter te onthouden en te leren.

Dat meldt de Universiteit van Texas op basis van onderzoek van neurobioloog Hiroshi Morikawa.

Collega

Als we over ons leervermogen en geheugen praten, hebben we het normaal gesproken over ons bewuste geheugen, verklaart Morikawa.

Alcohol vermindert ons vermogen om specifieke informatie te onthouden, zoals de plek waar je je auto hebt geparkeerd of de naam van een collega. Maar op een onbewust niveau wordt ons leervermogen waarschijnlijk juist versterkt door alcohol, aldus de onderzoeker.

Plasticiteit

Morikawa ontdekte tijdens zijn onderzoek dat de neurale plasticiteit - oftewel het ontstaan van nieuwe hersenverbindingen in bepaalde delen van het brein toeneemt als mensen herhaaldelijk de alcoholsoort ethanol krijgen toegediend.

Vooral de synapsen die actief worden bij het vrijkomen van dopamine worden versterkt. Daardoor zijn beschonken mensen meer vatbaar voor onbewuste herinneringen aan bijvoorbeeld muziek, voedsel en sociale situaties.

De volledige resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Journal of Neuroscience.

Leerstoornis

Volgens Morikawa bewijst zijn studie dat alcoholverslaving eigenlijk een soort leerstoornis is. Mensen raken naar zijn mening niet verslaafd aan het plezier dat ze hebben na het drinken van alcohol, maar aan de versterkte signalen die hun hersenen oppikken uit de omgeving.

Mensen zien alcohol vaak als een overbrenger van plezier, maar in feite ga je er beter door leren, aldus Morikawa.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

quote:

Op donderdag 14 april 2011 08:56 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
13-04-2011

'Alcohol verbetert delen van geheugen'

AMSTERDAM Het drinken van alcohol stimuleert bepaalde delen van het menselijk brein die betrokken zijn bij het geheugen en vermogen om te leren. Dat blijkt uit een studie van Amerikaanse wetenschappers.

[ afbeelding ]
© Thinkstock

De algemeen geaccepteerde theorie dat alcohol slecht is voor het geheugen en leervermogen is te éénzijdig. Het onbewustzijn van mensen wordt door alcohol namelijk juist gestimuleerd om beter te onthouden en te leren.

Dat meldt de Universiteit van Texas op basis van onderzoek van neurobioloog Hiroshi Morikawa.

Collega

Als we over ons leervermogen en geheugen praten, hebben we het normaal gesproken over ons bewuste geheugen, verklaart Morikawa.

Alcohol vermindert ons vermogen om specifieke informatie te onthouden, zoals de plek waar je je auto hebt geparkeerd of de naam van een collega. Maar op een onbewust niveau wordt ons leervermogen waarschijnlijk juist versterkt door alcohol, aldus de onderzoeker.

Plasticiteit

Morikawa ontdekte tijdens zijn onderzoek dat de neurale plasticiteit - oftewel het ontstaan van nieuwe hersenverbindingen in bepaalde delen van het brein toeneemt als mensen herhaaldelijk de alcoholsoort ethanol krijgen toegediend.

Vooral de synapsen die actief worden bij het vrijkomen van dopamine worden versterkt. Daardoor zijn beschonken mensen meer vatbaar voor onbewuste herinneringen aan bijvoorbeeld muziek, voedsel en sociale situaties.

De volledige resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Journal of Neuroscience.

Leerstoornis

Volgens Morikawa bewijst zijn studie dat alcoholverslaving eigenlijk een soort leerstoornis is. Mensen raken naar zijn mening niet verslaafd aan het plezier dat ze hebben na het drinken van alcohol, maar aan de versterkte signalen die hun hersenen oppikken uit de omgeving.

Mensen zien alcohol vaak als een overbrenger van plezier, maar in feite ga je er beter door leren, aldus Morikawa.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

Daar drinken we eentje op

19-04-2011

De fiets na ruim een eeuw wetenschappelijk verklaard



Natuurkundigen uit Delft en de Verenigde Staten hebben eindelijk ontdekt waarom we niet van de fiets vallen.

Geef een fiets een flinke duw, en hij rijdt vanzelf rechtuit. Ziedaar het geheim van de tweewieler – het geheim dat er voor zorgt dat ook wij mensen, eenmaal op die fiets, niet gelijk omvallen. Maar hoe kan dat? Wat houdt de fiets overeind? Wetenschappers van de TU Delft en de Cornell Universiteit denken dat ze het mysterie hebben opgelost.

Tot voor kort dachten natuurkundigen dat het te maken had met twee eigenschappen: ten eerste zouden de draaiende wielen een ‘gyroscopisch’ effect hebben, dat wil zeggen ze zouden een kracht uitoefenen die de fiets overeind wil houden. En de twee factor zou de ‘naloop’ zijn: het feit dat de plaats waar het voorwiel de grond raakt, net achter het punt ligt waar het verlengde van de stuuras dat zou doen; dat verschil maakt dat het stuur als vanzelf in de richting ‘rechtdoor’ wordt gehouden. Maar in Delft waren ze al verder. Onderzoeker Arend Schwab: ‘Wij wisten al jaren dat de gangbare verklaring voor de stabiliteit van de fiets te simpel was. Gyroscopische effecten en naloop helpen wel, maar zijn niet noodzakelijk voor de stabiliteit.’

Onmogelijke fiets
Schwab en zijn collega’s ontwikkelden een wiskundig model waaruit bleek dat ze op 25 verschillende parameters moesten letten, om echt te kunnen voorspellen óf, en bij welke snelheden, een bepaalde fiets stabiel was. En om te bewijzen dat de oude theorie onjuist was, bouwde hij samen met promovendus Jodi Kooijman een ‘onmogelijke’ fiets, de Two Mass Skate bicycle. Deze is voorzien van kleine extra wielen die het gyroscopisch effect van de echte wielen neutraliseren, en óók nog eens een (kleine) negatieve naloop. Die fiets zou altijd om moeten vallen – maar dat doet-ie dus niet.

Is de wielerwereld met die 25 parameters nu wat wijzer geworden? Onderzoeker Schwab verwacht van wel: ‘De huidige fiets is ontstaan uit een lang evolutieproces. Aan het basisontwerp is sinds honderd jaar niets wezenlijks veranderd. Met ons model kunnen fabrikanten gericht gaan sleutelen aan de stabiliteit van hun fietsen. Dat kan vooral interessant zijn voor bijzondere ontwerpen voor ligfietsen, vouwfietsen en bakfietsen.’

(depers.nl)

20-04-2011

'Spaarlampen stoten kankerverwekkende stoffen uit'

De spaarlamp, de opvolger van de gloeilamp, blijkt een gevaar te vormen voor de volksgezondheid. De lichtbron stoot kankerverwekkende stoffen uit.

Dat meldt de Britse krant The Telegraph op basis van een onderzoek door een Duits laboratorium.


De spaarlamp blijkt ook gevaarlijk te zijn als hij brandt

Giftige materialen
De onderzoekers van het Alab Laboratorium in Berlijn waarschuwen de spaarlamp niet te lang aan te laten, omdat de lamp giftige materialen uitstoot. Het is vooral gevaarlijk als mensen met hun hoofd in de buurt van de brandende lamp komen, aldus Peter Braun, die het onderzoek leidde.

‘Deze kankerverwekkende stoffen moeten zo ver mogelijk uit de buurt van mensen worden gehouden,’ zegt Braun in The Telegraph. Het gaat onder meer om de stoffen fenol, naftaleen en styreen.

In Nederland en de rest van de EU worden steeds meer spaarlampen verkocht, vooral omdat de ouderwetse gloeilamp is verboden. Deze maatregel werd genomen omdat de gloeilamp te energieverspillend zou zijn.

Kwikdampen
Het was al bekend dat deze lamp, die veel duurder maar ook veel zuiniger is dan de gloeilamp, kwikdampen bevat. Dat kan een gevaar betekenen voor de volksgezondheid als deze afvalstof vrijkomt.

De Federatie van Ingenieurs in Duitsland adviseert om spaarlampen zo weinig mogelijk te gebruiken. ‘Ze moeten niet worden gebruikt in ongeventileerde ruimtes en al helemaal niet in de buurt van je hoofd,’ waarschuwt de branchevereniging.

Overheidscampagne
In het Verenigd Koninkrijk zien ze de ernst in van de situatie. ‘We moeten vervolgonderzoek doen om te kijken of de Duitse bevindingen kloppen,’ laat de universiteit van Portsmouth weten.

De overheid daar blijft echter de spaarlamp promoten hetzelfde geldt voor Nederland. Onlangs is het ministerie van Infrastructuur en Milieu nog een Postbus 51-campagne gestart om de Nederlander ervan te overtuigen dat de spaarlamp beter is dan de gloeilamp, ondanks de kennis over de aanwezigheid van kwikdampen.

(Elsevier)

21-04-2011

Muziek maken houdt het brein scherp

BAARN - Kinderen verplicht op blokfluit-, viool- of pianoles sturen is zo gek nog niet. Jaren later kunnen ze daar namelijk nog de vruchten van plukken, zelfs als ze dan niet meer spelen. Het houdt de hersenen namelijk een levenlang scherp.


© Gezondheidsnet

Het onderzoek, uitgevoerd door de American Psychological Association, omvatte zeventig gezonde ouderen tussen 60 en 83 jaar met wisselende muzikale ervaring.

De musici scoorden duidelijk beter op verschillende cognitieve testen, dan de ouderen die nooit hadden geleerd een instrument te bespelen of noten te lezen.

Verbindingen in hersenen

"Muziek spelen is een uitdagende taak voor de hersenen. Het maakt het brein fitter en beter in staat zich aan te passen aan het ouder worden.", verklaart hoofdonderzoeker Brenda Hanna-Pladdy.

"Het kost jaren om het bespelen van een instrument volledig in de vingers te krijgen. Wellicht ontstaan er in die tijd verbindingen in onze hersenen, die de achteruitgang van ouder wordende hersenen kunnen compenseren."

Amateurs

Alle deelnemende musici waren amateurs die rond hun tiende levensjaar begonnen met het bespelen van een instrument. Hoe langer het musiceren, des te beter waren de scores op de tests.

Tijdens het testen werd onder andere gekeken naar het geheugen, het verwerken van nieuwe informatie en het benoemen van objecten.

Leeftijd

Het effect in de hersenen hangt, naast hoe lang iemand een instrument bespeelt, ook af van de leeftijd waarop gestart wordt. Hanna-Pladdy: "Er zijn cruciale periodes in de ontwikkeling van het brein, die het leereffect vergroten."

Vòòr een bepaalde leeftijd is het gemakkelijker te leren. Dit maakt ook het effect in de hersenontwikkeling vele malen groter.

Het is voor het eerst dat de invloed van het bespelen van een muziekinstrument op oudere leeftijd is onderzocht. Eerder onderzoek richtte zich voornamelijk op de cognitieve voordelen bij kinderen.

© Gezondheidsnet

(nu.nl)

21-04-2011

Helend licht

Slimme materialen repareren met behulp van ultraviolet

Diepe krassen in een nieuw ontwikkeld materiaal repareren zichzelf onder invloed van ultraviolet licht. Hierdoor zou de levensduur van bijvoorbeeld de lak op een auto flink kunnen worden vergroot.

Een grote kras in je auto betekent ellende. Het kost veel geld om te schuren, opnieuw te lakken en dan moet je nog maar afwachten of de kleuren goed zijn. Er wordt veel onderzoek gedaan naar zogenaamde smart materials. Hier vallen onder andere materialen onder die zichzelf kunnen repareren. Op dit moment werken de meeste van dit soort materialen met warmte. Je verwarmt lokaal een kras en de lak vloeit uit en vult zo de kras op. Probleem hiervan is dat het heel moeilijk echt lokaal te doen is, bijna niet werkt met echt diepe krassen en lang duurt. Amerikaanse en Zwitserse wetenschappers hebben een materiaal gemaakt dat zichzelf repareert wanneer je er met ultraviolet licht op schijnt. Zo kan je heel lokaal krassen repareren met behulp van een simpele lamp. Zij schrijven hierover deze week in Nature.

Zelfhelende polymeren zijn een hot topic op het moment. Een polymeer bestaat uit lange kettingen die kriskras door elkaar zitten. Alle moleculen grijpen in elkaar vast waardoor de lak stevige bescherming biedt. Als er toch schade ontstaat is het bij sommige polymeren mogelijk om de kralen aan de rand van de kras los van de kettingen te maken. Deze kralen vullen dan de kras op en als ze elkaar weer vastgrijpen is de kras verdwenen. Het lastige met zelfhelende lak is dat wanneer de kralen te makkelijk loslaten, de lak te zacht is en te weinig bescherming biedt. Het mooiste zou zijn als de kralen alleen loslaten wanneer jij dat wilt. Bijvoorbeeld als je er met een bepaald soort ultraviolet licht op schijnt. Zo kan de lak sterk zijn tijdens dagelijks gebruik, maar als er dan toch een beschadiging in zit, kan je toch de kralen loshalen precies op de plek waar jij wilt.

De oplossing zit hem in een nieuw molecuul dat de onderzoekers gemaakt hebben. Zelf noemen ze het een stof met een Napoleon-Complex, de moleculen doen zich veel groter voor dan ze eigenlijk zijn. Bij normale polymeren zijn de bindingen tussen de losse kralen bijna onverwoestbaar. Bij dit nieuwe materiaal zitten de kralen met een soort moleculair klittenband aan elkaar vast. Makkelijk los en weer vast te maken. Het klittenband bestaat uit een zinkatoom. Als je met ultraviolet licht op het zinkatoom schijnt, vangen de elektronen dat licht op en zetten ze het om in warmte. Het zinkatoom laat los en de kralen komen los te zitten. Hierdoor wordt de lak vloeibaarder en vult die de kras op. Dit soort materialen noem je een metallisch supramoleculair polymeer. Het heet supramoleculair omdat het bestaat uit grote atomen die losjes aan elkaar zitten, en metallisch omdat ze aan elkaar vastzitten met een metaal.

Door met licht te werken kan je veel plaatselijker een kras aanpakken, waardoor de rest van de lak hetzelfde blijft vertelt een van de onderzoekers in een persbericht. Het enige nadeel dat uit hun publicatie blijkt is dat er nog een lichte verkleuring plaatsvindt tijdens het belichten. Waarschijnlijk komt dit doordat zuurstof ook gaat binden met de kralenketting. Het is uniek dat met een materiaal beschadigingen gerepareerd kunnen worden waar zeventig of tachtig procent van de lak weg is gekrast. De onderzoekers benadrukken wel dat het nog eerste stapjes zijn, maar dat het waarschijnlijk niet lang zal duren voordat bedrijven dit gaan oppakken. Naast krassen in je auto kan je natuurlijk ook denken aan krassen op de vloer bij je thuis of op het oppervlak van dvds of bluerayschijfjes. De mogelijkheden zijn eindeloos.

Mark Burnworth e.a., Optically healable supramolecular polymers, Nature, 21 april 2011.

Dit is een filmpje dat de onderzoekers van deze publicatie zelf online hebben gezet. Vanaf 35 seconde kan je zien dat er een kras wordt gemaakt en die verdwijnt terwijl je wacht onder het ultraviolette licht. Een mooie animatie over de werkzaamheid volgt op 54 seconde.

Diederik Jekel

(Noorderlicht)

24-04-2011

Zware antimaterie opgespoord



Een internationaal team van wetenschappers is er in geslaagd om antihelium te produceren - de tot nog toe zwaarst bekende vorm van antimaterie. De exotische atoomkernen ontstonden bij een experiment met de Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), waarbij de kernen van goudatomen met bijna de snelheid van de licht met elkaar in botsing werden gebracht (Nature, 24 april).

Antimaterie is de letterlijke tegenpool van normale materie: veel eigenschappen van antideeltjes zijn gelijk aan die van normale materiedeeltjes, maar andere eigenschappen (zoals de elektrische lading) zijn precies tegengesteld. Wetenschappers gaan ervan uit dat bij de oerknal, die de geboorte van ons heelal inluidde, zowel materie als anti-materie ontstond. Doordat deze beide materievormen elkaar vernietigen zodra ze met elkaar in aanraking komen, verdwenen zij kort na de oerknal vrijwel volledig. Slechts een klein overschot aan 'normale' materie - de materie waaruit wij en alles om ons heen bestaan - bleef over.

Hoe dat overschot tot stand kwam, is nog een raadsel. Wetenschappers proberen daar een verklaring voor te vinden door in grote deeltjesversnellers, zoals de RHIC, de omstandigheden ten tijde van de oerknal na te bootsen. Bij zo'n experiment zijn nu dus de atoomkernen van antihelium gedetecteerd - vermoedelijk de zwaarste vorm van antimaterie die op aarde kan worden geproduceerd.

Nog zwaardere vormen van antimaterie zijn waarschijnlijk alleen elders in het heelal te vinden. Wetenschappers hopen deze te kunnen opsporen met de Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), die op 29 april naar het internationale ruimtestation ISS wordt overgebracht. Mocht uit de metingen van AMS blijken dat antimaterie een normaal kosmisch ingrediënt is, zou dat erop kunnen wijzen dat er bij de oerknal toch net zo veel materie als antimaterie is ontstaan, en dat deze beide tegenpolen op de een of andere manier van elkaar gescheiden zijn.

© Eddy Echternach (www.astronieuws.nl)

(allesoversterrenkunde)

23-04-2011

Elektronische stof

Een bijzondere tentoonstelling in het Belgische Gent donderdag. Als voorproefje op het echte werk (de internationale beurs Techtextil in Frankfurt) organiseerde Universiteit Gent de ‘Smart Textiles Salon’. Meer dan 20 onderzoekers demonstreerden hun nieuwste vindingen op het gebied van e-textile; oftewel ‘elektronische stof’.

Van 24 t/m 26 mei vindt in Frankfurt voor de 16e keer het Techtextil symposium plaats. Het is ‘s werelds grootste beurs voor zogenaamd ’e-textile’.



Een voorbeeld van e-textile: een sportjack met ingebouwde zonnecellen; handig om je iPod van stroom mee te voorzien. Afbeelding: © Messe Frankfurt Exhibition GmbH / Jean-Luc Valentin
Om er alvast in te komen organiseerde Universiteit Gent afgelopen donderdag een eigen tentoonstelling. Op de Smart Textiles Salon presenteerden meer dan 20 onderzoekers de laatste prototypes van hun e-textile-producten. Maar wat is ‘elektronische stof’ eigenlijk?

In feite is het wat de naam impliceert: stof waar elektronica in is verwerkt, vaak sensoren of computerchips. Hierdoor krijgt het materiaal een vorm van intelligentie: je trui kan bijvoorbeeld je temperatuur bepalen of je tikt op je mouw om de ingebouwde mp3-speler aan te zetten.

Twee generaties
Tegenwoordig zijn er globaal gezien twee typen e-textile. In het eerste geval zijn elektronische componenten aan de vezels van de stof bevestigd. De componenten moeten daarbij wel met elkaar in verbinding staan en daarom is dit e-textile meestal gemaakt van geleidend materiaal, zoals hele dunne draden roestvrij staal. Die vormen dan de elektrische verbindingen tussen de aangebrachte componenten.

De elektronische componenten kunnen aan de geleidende draden worden gemaakt door minuscule metalen contactplaatjes aan de uiteinden van twee ‘stofdraden’ te solderen. Zogenaamde sporen – bedrading van bijvoorbeeld koper – verbinden de contactplaatjes vervolgens met het component.


Een stroomgeleidende draad ziet eruit als heel gewoon garen. Afbeelding: © Flickr: Rain Rabbit.

Inmiddels zijn onderzoekers bezig met een nieuwe categorie e-textile. Hierbij zijn de draden zélf elektronische componenten, zoals een transistor. Daarmee wordt de stof eigenlijk één grote geïntegreerde schakeling (chip). Voor een draad-transister heb je wel speciaal materiaal nodig, want de draad moet flexibel zijn, niet te zwaar, goedkoop en gemakkelijk te verwerken. Organische halfgeleiders voldoen aan deze eisen en een veelvoorkomende draad-transistor is dan ook de organic field-effect transistor (OFET).

Brandweermannen
Maar wat heb je aan al die techniek? Dat liet de Gentse tentoonstelling goed zien. Eén van de exposanten was ProeTEX, een Europees project waaraan 23 bedrijven, onderzoeksinstituten en universiteiten – waaronder Universiteit Gent – meewerkten. Ze ontwikkelden gezamenlijk een verzameling kledingstukken voor brandweerlieden; E-kledingstukken welteverstaan. Ze bevatten allemaal sensoren die de gezondheid van de hulpverlener in de gaten houden tijdens het gevaarlijke werk.


Het onderhemd heeft bijvoorbeeld sensoren voor het bepalen van de hartslag, de temperatuur en de ademhaling. Daarnaast bevatten de schoenen en het buitenpak sensoren voor de omgeving: hoe warm is het, hoe hoog is de concentratie koolmonoxide, etc.. Ten slotte zijn er ook componenten die de locatie, houding en beweging van de hulpverlener in de gaten houden, zodat er hulp kan komen als de brandweerman- of vrouw op de grond valt.

Geen smart dust
E-textile heeft wel wat weg van smart dust: dat is ook een netwerk van sensoren (met chips). Het grote verschil is echter dat de componenten van smart dust draadloos met elkaar zijn verbonden, terwijl e-textile juist bedrading gebruikt.

Voor die hulp is het wel van belang dat alle informatie wordt doorgespeeld naar de centrale hulppost. Hiervoor bevat de buitenkleding een zogenaamde ‘professional electronic box’ (PEB). Die verzamelt elke seconde de gegevens van alle sensoren (via een draadloze verbinding) en stuurt ze door naar de ‘operator module’, ook in het buitenpak. Daarvandaan wordt de data doorgestuurd naar de centrale hulppost, maar niet voordat de gegevens zijn opgeslagen in een lokale database. De brandweerlieden bevinden zich tenslotte in een chaotische omgeving, waardoor er niet altijd een goede verbinding is. Zodra er een verbinding tot stand komt, wordt de lokale database gesynchroniseerd met die van de hulppost.

Ingebouwd licht
Je kunt overigens ook andere elektronica dan sensoren in de stof verwerken; lichtgevende componenten bijvoorbeeld. Het Spaanse bedrijf Sensing Tex, dat ook op de tentoonstelling aanwezig was, produceert onder andere lichtgevende gordijnen. Hiervoor verweven ze glasvezeldraden door de gewone stof, zodat het gordijn oplicht als je een lichtbron erop aansluit.


Hier kun je goed zien dat er lichtgevende draden door de stof zijn geweven. Afbeelding: ©

Sensing Tex
.Er zijn meer manieren om lichtgevend e-textile te maken. Je kunt bijvoorbeeld elektroluminescerende draden gebruiken. Zulke vezels geven licht wanneer er stroom doorheen loopt. Het inbouwen van LEDs in de stof is ook een mogelijkheid. Dat heeft Philips bijvoorbeeld gedaan voor het project Lumalive.

h3. En nog veel meer

De toepassingen van e-textile lijken eindeloos. Vooral in de gezondheidszorg is het een uitermate geschikt middel voor het monitoren van een patiënt, omdat het een eenvoudig en comfortabel systeem is. Het bedrijf BioTex houdt zich bijvoorbeeld bezig met het maken van stoffen sensoren voor in het ziekenhuis. Dit e-textile is ook heel handig in de sportwereld. Je kunt het dan gebruiken om de sporter tijdens een training of wedstrijd nauwkeurig in de gaten te houden.

Tenslotte is e-textile ook inzetbaar voor entertainment. Het bedrijf Eleksen maakt bijvoorbeeld allerlei stoffen touchpads. Die kun je onder andere aan de binnenkant van je jas naaien: op de buitenkant teken je de icoontjes en zie daar de bediening van je mp3-speler. Ook leuk is het stoffen toetsenbord. Die steek je in je zak en als de toetsjes op je telefoon toch iets te klein zijn, rol je hem uit.


Dat er veel toepassingen zijn, zal goed te zien zijn op het Techtextil symposium straks in Frankfurt. Op maar liefst 12 gebieden zullen bedrijven hun laatste vindingen presenteren, van gezondheidszorg tot auto-industrie en van sport tot beveiliging. In veel gevallen zal het gaan om prototypes of producten die nog niet bestemd zijn voor consumenten, maar dat maakt e-textile niet minder leuk.

Bronnen
•Magenes et al., ‘Fire fighters and rescuers monitoring through wearable sensors: The ProeTEX project’, Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), pp.3594-3597, 2010, doi: 10.1109/IEMBS.2010.5627452
•Marculescu et al., ‘Electronic textiles: A platform for pervasive computing’, Proceedings of the IEEE, vol.91, no.12, pp. 1995- 2018, Dec 2003, doi: 10.1109/JPROC.2003.819612
•Hamedi et al., ‘Towards woven logic from organic electronic fibres’, Nature Materials 6, pp.357 – 362, 2007, doi: 10.1038/nmat1884

(Kennislink)

29-04-2011

Trillingen geven stroom

Een systeem zo groot als een flinke speldenknop kan sensor nodes een leven lang van stroom voorzien. Het apparaatje van wetenschappers aan de Universiteit van Michigan zet trillingen in de omgeving op een efficiënte manier om in elektriciteit. Handig voor een draadloos sensornetwerk in een fabriek!

‘Energie oogsten’ (energy harvesting); zo wordt het ook wel genoemd als je energie uit de omgeving haalt om je eigen apparaten van stroom te voorzien. Op grote schaal kun je denken aan wind- of watermolens en zonnepanelen, maar op kleine schaal kan het ook. Sterker nog, op kleine schaal is het vooral interessant, omdat je dan voor heel veel apparaatjes geen batterijen meer nodig hebt. En dan wordt ‘draadloos’ – zoals in een draadloos sensornetwerk of Wireless Sensor Network (WSN) – pas écht draadloos.

Onderzoekers aan de Universiteit van Michigan hebben nu op wel héél kleine schaal een energy harvester gemaakt. Hun systeem is slechts 27 kubieke millimeter groot! De energie die het kan oogsten, is trillingsenergie: het kan de trillingen in de omgeving omzetten in elektriciteit.


De harvester is 27 kubieke millimeter, maar deze is onderdeel van een iets groter systeem. Al is dat nog steeds erg klein; zoiets als een suikerklontje. Afbeelding: © University of Michigan
.Meetrillende duikplank

Er zijn verschillende manieren om omgevingsenergie om te zetten naar stroom. Zo kun je gebruiken maken van het thermo-elektrisch effect (koelapparaten), het fotovoltaïsche effect (zonnecel) of elektromagnetische inductie (tekentablet).

Regenmeter
In Delft maakte een student een regenmeter met behulp van het piëzo-elektrisch effect. De druppels vallen dan op de sensor zodat een stroompje aangeeft hoeveel water er naar beneden komt.

En er is het piëzo-elektrisch effect; dat is waar nu de meeste aandacht naar uitgaat, omdat het een efficiënte omzetting is en het gemakkelijk op kleine schaal bereikt kan worden. Ook de wetenschappers in Michigan gebruiken dit effect.

Het piëzo-elektrisch effect houdt in dat een plaatje van speciaal materiaal spanning produceert wanneer het vervormt, bijvoorbeeld bij indrukken. Meestal wordt zo’n plaatje als cantilever toegepast; dan is het een soort duikplank die vastzit aan het object dat gaat trillen. Wanneer het object trilt, gaat de ‘duikplank’ meetrillen en zo wordt er spanning geproduceerd.



De ‘duikplank’ zit vast aan het trillende object (links). Aan het uiteinde zit een gewicht om extra ver door te buigen. Bovenop zit een laag van piëzo-elektrisch materiaal dat spanning genereert bij doorbuiging. Afbeelding: © Hajati and Kim, PowerMEMS 2009

Je kunt het meetril-effect versterken door te zorgen voor resonantie. Dat wil zeggen dat de ‘duikplank’ harder meetrilt (en dus meer spanning opwekt) wanneer het object op een bepaalde frequentie trilt. Welke frequenties dat zijn, hangt af van het materiaal en het type duikplank. Sommige systemen werken bijvoorbeeld goed bij hoge frequenties en andere juist bij lage.

Als een batterij
Het bijzondere aan het systeem uit Michigan is dat het bij veel verschillende frequenties werkt. De ‘basisfrequentie’ is 155 Hertz en de ‘bandbreedte’ is 14 Hertz, wat wil zeggen dat het spanning oplevert bij alle trillingen tussen 148 en 162 Hertz. Dat is ongeveer het type trilling dat je voelt als je je hand op een werkende magnetron legt.


Er bestaan batterijen in allerlei soorten en maten. Een oplaadbare batterijen heeft meestal een spanning van 1,2 tot 1,4 volt. Afbeelding: © Duracell

De hoeveelheid spanning hangt niet alleen af van de frequentie, maar ook van de amplitude van de trilling, oftewel: hoe hard zwiept de duikplank naar beneden? Bij een amplitude van 1,5g (1,5 keer zoveel als de valversnelling) levert het systeem al meer dan 200 microwatt (één microwatt is één miljoenste van één watt). Een geïntegreerde schakeling maakt hier 1,85 volt van: vergelijkbaar met de spanning die een oplaadbare batterij levert.

Met deze prestatie is het apparaatje zo’n vijf tot tien keer efficiënter dan andere systemen, terwijl het toch zo klein is. “We zijn erin geslaagd om in een heel kleine ruimte een systeem te maken dat (bij een bepaalde input) meer energie oplevert dan elk ander apparaat op de markt,” vertelt Khalil Najafi, één van de onderzoekers.

In de fabriek
Het systeem is vooral bedoeld voor in fabrieken, waar veel vraag is naar draadloze sensornetwerken. Het netwerk van sensoren houdt alle machines in de gaten en kan op tijd waarschuwen bij storingen. De energievoorziening is echter een belangrijk obstakel voor een groot netwerk.

“Tot 80% van de totale kosten van een draadloos sensornetwerk gaat naar het installeren en onderhouden van de stroomkabels en het continu checken, testen en vervangen van batterijen,” aldus Erkan Aktakka, ook lid van het onderzoeksteam. “Het gebruik van ‘bestaande energie’ zou een goede oplossing zijn.” Hij doelt hiermee op de vele trillingen in de fabriek, die je met de nieuwe harvester kan benutten voor de sensoren.

Bronnen
•Harb, ‘Energy harvesting: State-of-the-art’, Renewable Energy (2010), doi:10.1016/j.renene.2010.06.014
•Beeby et al., ‘Energy harvesting vibration sources for microsystems applications’, Measurement Science and Technology, 17 (12), art. no. R01, pp. R175-R195, 2006, doi:10.1088/0957-0233/17/12/R01

(Kennislink)

29-04-2011

Nieuwe zenuwcellen, zolang de voorraad strekt

Er heerst een nieuw soort schaarste: namelijk een tekort aan hersencellen. Niet omdat meer hersencellen iedereen wat slimmer zouden maken, maar omdat ziektes als glaucoom en Parkinson die de hersenen aantasten, te bestrijden zijn met nieuwe, gezonde zenuwcellen. Amerikaanse wetenschappers hebben nu het snelheidsrecord verbroken om een gigantische voorraad zenuwcellen te kweken.

Dat schrijven Kang Zhang en zijn collega’s in het tijdschrift PNAS. Om de voorraad hersencellen – oftewel neuronen – aan te leggen, gebruikten de biologen stamcellen. Dat is een cel die nog weet wat hij wil worden: een stukje huid, lever, hart, of brein. Embryo’s die al deze organen nog moeten groeien, bestaan niet voor niets vooral uit klonten stamcel. Het zijn precies dit type stamcellen, uit embryo’s dus, die de biologen gebruikten om nieuwe zenuwcellen te kweken.


Een Afbeelding: © UC San Diego School of Medicine

Nu is het gebruik van stamcellen om neuronen te kweken niets bijzonders. Wel spectaculair is dat het de onderzoekers lukte miljoenen gezonde neuronen binnen één week te maken. Dat zijn nog eens aantallen die stamcelonderzoek zullen versnellen, en de behandeling van zenuwziekten zoals Parkinson of glaucoom met stamceltherapie een flinke stap dichterbij de realiteit brengen.

De sleutel tot succes was een nieuwe cocktail van moleculen waarvan bekend is dat ze bepaalde genen in de stamcel onderdrukken. Door de werking van drie bepaalde genen tegelijk te onderdrukken – voor wie het wil weten waren dat: TGF-β, GSK3 en Notch – veranderde 99 van de 100 stamcellen in zenuwcellen. Groot succes dus.

De stabiele cocktail helpt een ander struikelblok omzeilen. Tot dusver waren afgeleide huid-, hart en zenuwcellen van embryonale stamcellen altijd onvoorspelbaar. Nieuw gekweekte cellen veranderden soms plotseling in kwaadaardige tumoren, kanker dus, en dat wil je natuurlijk niet wanneer je ze in patiënten van hersenziekten injecteert. Zhang en zijn collega’s testten hun nieuwe kweekcellen daarom uit in muizen. De proefdieren met het nieuwe type stamcel waren na een half jaar nog altijd gevrijwaard van tumoren. Muizen waarin gewone stamcellen geïnjecteerd werden, hadden na anderhalve maand al kanker.

Zhang gaat binnenkort kijken of de nieuwe stamcellen daadwerkelijk in proefdieren zenuwziekten kunnen genezen, zonder bijwerkingen. We wachten het even af.

(Kennislink)

02-05-2011

Gebouwen uit de printer

Een hypermoderne ‘printer’ van 3D-prototypes bouwt wiskundige kunstwerken in beton. Nu zijn het nog aardse werken, maar in de toekomst wordt misschien gebouwd op de maan.

Dit is het slot van een ‘trilogie’ rond het uitzonderlijke oeuvre van de Nederlandse wiskundige kunstenaar Rinus Roelofs. Het eerste deel voerde ons via de geweven koepels van Leonardo da Vinci naar het oude Egypte. Het tweede deel handelde het over Da Vinci zelf, die door Roelofs zowaar betrapt werd op een fout.

In dit derde deel bereikt het weefverhaal het futuristische tijdperk: een reusachtige 3D-printer laat toe computerbeelden direct te ‘concretiseren’ in beton. De Universiteit Twente heeft Roelofs in maart gevraagd een serie van vier beelden te maken met de futuristische betonprinter, als symbool voor de wiskundige en kunstzinnige blik van de universiteit naar de toekomst.


Kunstwerk van Rinus Roelofs in Arte Sella in Noord-Italië.

.De wiskunde brengt al lang niet meer alleen maar eenvoudige veelhoeken of veelvlakken voort. Kon men in Griekse tijden de wiskundige vormen nog eenvoudigweg in steen houwen, dan werd hiervoor in de renaissance al een beroep gedaan op ware vaklui, met een afzonderlijke gilde. De huidige wiskundige vormen zijn echter nog ingewikkelder, zodat een uitvoering in steen of beton niet voor de hand ligt.


De stapsgewijze verwezenlijking van een ingewikkelde wiskundige vorm, te zien in Coevorden, dicht bij Hengelo.

Bekisting
Roelofs maakte eerder een vorm met schijnbaar twee op elkaar gestapelde lagen van aan elkaar geschakelde zeshoeken. In werkelijkheid bestaat ze slechts uit één enkele laag die onder en tussen zichzelf kruipt. Roelofs wou dit werk uitvoeren op grote schaal, in beton, maar het maken van de bekisting vormde een probleem.

Gelukkig kon hij het werk opsplitsen zodat één elementair stukje volstond, waarvan vele kopieën daarna samen het gehele kunstwerk kunnen maken. Bovendien kon het elementaire stuk zelfs een vlakke vorm aannemen, wat het maken van de bekisting vereenvoudigde.

Bekistingen hoeven vandaag de dag niet noodzakelijk meer met houten plankjes gemaakt te worden, en er bestaan alternatieven zoals het ‘spuitbeton’, dat zich met een soort verfpistool op een drager laat spuiten.

Maar een manuele tussenkomst van de professionele bouwers blijft onontbeerlijk. Zij moeten in staat zijn om zijn ingewikkelde plannen te lezen en uit te voeren – en deze technici zijn duur. De huidige computertechnologie en 3D-CAD-software laat toe om allerhande vormen te bedenken, maar de bestaande bouwmethodes verhinderen dat alle mogelijkheden worden benut.

Bouwprinter
Dat was ook het probleem waar Roelofs voor stond. Gelukkig had hij begin 2009 de Italiaan Enrico Dini ontmoet op een congres op de universiteit van Eindhoven. Deze ingenieur had de firma D-Shape opgericht, waarmee hij het printen van driedimensionale voorwerpen vanuit CAD-tekeningen voor grote objecten wou toepassen. De firma had al een werk laten uitvoeren van de Londense architect Andrea Morgante, bij wijze van demonstratie. Zodra Roelofs steun kreeg van TNO, de Nederlandse organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek, ging de bal aan het rollen: in 2010 ging D-Shape aan de slag met Roelofs’ werk.

De uitvinding van Enrico Dini bestaat uit een verplaatsbaar skelet op vier pijlers, van 9 tot 12 meter hoog. Het bestrijkt een oppervlakte van 6 bij 6 meter. Toch is de structuur erg licht en kan ze eenvoudig worden ontmanteld, vervoerd en opnieuw gemonteerd in enkele uren, door twee werklieden. Er zijn 300 sproeikoppen op een afstand van 2 cm, die in principe voor een resultaat van 25 dpi kunnen zorgen, al varieert het resultaat in de praktijk tussen de 4 en 6 dpi. Met ‘dots per inch’ wordt hierbij letterlijk bedoeld: ‘betonsteentjes per inch’. Het print-bouwproces is vergelijkbaar met wat een inkjetprinter doet op een vel papier, maar nu wordt bindmiddel op een laag zand gespoten.


Een technicus aan het werk met de betonprinter.

.Het moet gezegd, de materie verkregen door middel van deze methode is niet echt het bekende traditionele beton. Het is een materiaal vergelijkbaar met marmer waarin zand, stof of grind naar hun oorspronkelijke staat van compacte stenen worden teruggebracht. Het heeft een hoge hardheid en een hoge treksterkte, als gevolg van de sterke microkristallijne structuur. Het materiaal is ook snel klaar: na een dag is het uitgehard.



Er werd aan gedacht om de structuur te versterken via bewapening, zoals bij traditioneel beton. Helaas is het niet mogelijk om tussenin enkele lagen staal te leggen en die daarna af te knippen, want metaal moet steeds volledig in het beton liggen, om roesten te verhinderen. De toevoeging van versterkingsvezels bestaande uit glas, koolstof of nylon is een andere mogelijkheid, maar dit vergt verder onderzoek.

Computerbouwen op de maan?
De firma die de betonprinter uitvond, D-Shape, maakt deel uit van het project The Moon Factory, waarbij de beste Europese centra voor onderzoek en ontwikkeling samenwerken om de bouw te bestuderen van een ‘Rapid Manufacturing Unit’ voor de maan. Ze onderzoeken hoe maanstof gebonden kan worden tot een betonachtig mengsel. Hierbij wordt een bindmiddel toegevoegd dat dicht staat bij wat gebruikt wordt om kunststeen te maken. Zo zouden gebouwen op de maan kunnen worden neergezet door alleen dit bindmiddel door te sturen naar een lunaire betonprinter. En dat weegt heel wat minder dan hele gebouwen te moeten vervoeren van de aarde naar de maan.

De mogelijke toepassingen van een dergelijk systeem zijn niet te overzien. Dit kan een revolutie betekenen voor de manier waarop architecten ontwerpen. De bouwprinter laat complexe constructies toe, in één enkel non-stopprocedé, vanaf fundering tot dak, met inbegrip van trappen, scheidingswanden, concave en convexe oppervlakken, bas-reliëfs, zuilen, beelden en holtes voor bedradingen en leidingen.

Om maar één toepassing te noemen: sociale woningen die vandaag meestal identiek zijn, kunnen met één verandering op het scherm en zonder al te veel kosten verschillend gemaakt worden. Wie weet, misschien komt er in de toekomst in plaats van de toets ‘Prt Sc’ (Print Screen) op het computertoetsenbord ook een toets ‘Bld Sc’: ‘Build Screen’…

(Kennislink)

03-05-2011

Wetenschappers maken zoenen via internet mogelijk



Wellicht een uitkomst voor mensen die een grote liefde op afstand hebben: een apparaatje waarmee via internet gezoend kan worden. Wetenschappers hebben een systeem ontwikkeld, dat dit mogelijk maakt. Het systeem werkt met een kastje dat voorzien is van een mondstuk. Dat mondstuk dien je in je mond te stoppen en vervolgens met je tong zo zwoel mogelijk rond te draaien. Je partner aan de andere kant, die zo'n zelfde kastje heeft, voelt dan precies de bewegingen die je maakt.

Of het systeem in de huidige vorm enigszins te vergelijken is met een echte tongzoen, valt natuurlijk te betwijfelen, maar de wetenschappers zijn van plan om het nog te verbeteren. Zo willen ze ook de vochtigheid van de tong, de manier van ademhalen en smaak aan het apparaat toevoegen om je echt het idee te geven dat je met iemand zoent. De onderzoekers zien flinke mogelijkheden voor het systeem. Zo zou een populaire zanger of acteur het apparaat kunnen gebruiken om fans in staat te stellen met hem op afstand te zoenen.


(gadgetzone.nl)

05-05-2011

Andersvaliden kunnen rolstoel binnenkort met oren besturen

Wetenschappers werken aan een nieuwe methode om gehandicapten mobiel te maken. Mensen die armen noch benen kunnen bewegen, zullen in de toekomst de rolstoel met behulp van oorspieren kunnen besturen. Dat heeft het Universitair Ziekenhuis van Göttingen meegedeeld.

Samen met collega's uit Heidelberg en Karlsruhe ontwikkelen neurologen van Göttingen daarvoor een zogenaamd 'telemetrisch myo-elektrisch oorspieraftapsysteem' (Telmyos). Een kleine chip achter het oor ontvangt spiersignalen en stuurt dat door naar een ontvanger, waarmee de rolstoel bestuurd wordt.

Wiebelen
Sommige mensen kunnen van nature met de oren wiebelen. Alle anderen kunnen dat volgens de neurologen van Göttingen door doelgerichte training aanleren. Bij iedere spieractivering komen er elektrische signalen vrij. Dat bracht de onderzoekers op het idee om de oorspieren doelgericht te gebruiken. De wetenschappers willen nu een apparaat bouwen, dat de elektrische signalen kan verwerken. Daarbij worden ze gesteund door de onderneming Otto Bock HealthCare uit Duderstadt. Ook het federale ministerie voor Wetenschap steunt het project met meer dan 800.000 euro.

"Iedere toename van autonomie, hoe klein ook, betekent enorm veel voor deze patiënten, die tot dusver voor alle dagelijkse handelingen hulp van derden nodig hebben", zegt projectleider prof. David Liebetanz. (belga/tma)

(HLN)

05-05-2011

Aan een miljoen dollar heb je niks, als je het universum begrijpt

De Russische wiskundige Perelman, die een miljoen dollar afsloeg voor zijn oplossing van het vermoeden van Poincaré, geeft eigenlijk nooit interviews. Voor de krant Komsomolskaya Pravda maakte hij een uitzondering. Hij zegt dat het vermoeden van Poincaré de sleutel is tot het begrijpen van de aard van het universum.


Grigori Perelman met zijn moeder. Ze wonen samen in een eenvoudige flat in St. Petersburg. Afbeelding: © Komsomolskaya Pravda

De geniale Rus Grigori Perelman werd in het begin van deze eeuw beroemd binnen de wiskundewereld, omdat hij een van de grootste open vraagstukken uit de wiskunde had opgelost: het vermoeden van Poincaré. Ook buiten de wiskunde werd zijn naam bekend, zeker nadat hij vorig jaar te kennen had gegeven niet geïnteresseerd te zijn in een miljoen dollar, het prijzengeld dat het Clay Mathematics Institute had uitgeloofd voor zijn prestatie. De pers wilde hij toen niet te woord staan.

Het 44-jarige genie maakte één keer een uitzondering: voor Alexander Zabrovski, een journalist en documentairemaker die bezig is met een film over ’s werelds beroemdste wiskundigen, maakte hij tijd vrij.

Zabrovski had via de Joodse gemeenschap van St. Petersburg contact gezocht met Perelmans huisgenoot: zijn moeder. Niet eerder was een journalist erin geslaagd Perelman warm te maken voor een interview. Een ingekorte versie van het interview verscheen vorige week in de Russische krant Komsomolskaya Pravda.

Jezus die over water liep
“Een baby doet vanaf de geboorte ervaring op. Als je de armen en benen kunt trainen, waarom dan niet ook de hersenen?” zei Perelman. Tijdens de Internationale Wiskunde Olympiade in Budapest in 1982 won Perelman een gouden medaille. “We losten dingen op waarvoor je abstract moest denken. De dagelijkse training bestond uit wiskundige logica.”

Als scholier werd Perelman gegrepen door een Bijbels mysterie: hoe was Jezus erin geslaagd om over water te lopen? “Ik moest uitrekenen hoe snel hij moest lopen op het water, teneinde er niet doorheen te vallen.” Sinds die tijd is Perelman gefascineerd door de driedimensionale ruimte van het universum, en dat is precies waarover Poincaré’s vermoeden, dat hem later beroemd zou maken, gaat.



In een notendop zegt dit vermoeden dat elke vorm zonder gat kan worden opgerekt of ingekrompen tot een bol. Het probleem werd voor het eerst gesteld in 1904, door de Franse wiskundige Henri Poincaré. Perelman legt uit waarom dit probleem zo belangrijk is: “Het vermoeden van Poincaré geeft inzichten in ingewikkelde fysische processen in de theorie van de schepping. Bovendien geeft het een antwoord op fundamentele vragen over de aard van het universum, de vorm van het heelal. Het is erg interessant. Ik ben op zoek naar het grenzeloze. Alles wat grenzeloos is, kan worden omarmd.”

Een miljoen dollar
Voor velen is de hamvraag: waarom is iemand niet geïnteresseerd in een miljoen dollar? Perelman ontliep de vraag niet, maar of we wijzer worden van zijn vage antwoord is zeer de vraag: “Ik heb geleerd om leegte te berekenen. Ik en mijn collega’s bestuderen mechanismen die sociale en economische leegtes opvullen. Leegte is overal, het kan worden berekend. Dit opent grote mogelijkheden. Ik weet hoe ik het universum kan beheersen. Waarvoor zou ik een miljoen nodig hebben?”

Perelman noemde ook een ander aspect: het ergert hem dat het werk van andere wiskundigen niet wordt beloond door het Clay Mathematics Institute. Perelman noemt Richard Hamilton, wiens input net zo belangrijk is.


Grigori Perelman. Afbeelding: © Komsomolskaya Pravda

Abnormaal?
Ook al zou je het op het eerste gezicht niet zeggen, Perelman blijkt een heel normale man te zijn, anders dan de media hem doorgaans neerzetten. “Hij is realistisch, pragmatisch en helder van geest, maar kan ook sentimenteel zijn. Hij weet wat hij wil en hoe hij het kan krijgen,” aldus Zabrovski.

De documentaire van Zabrovski gaat weliswaar over beroemde wiskundigen, maar het zijn niet de persoonlijke verhalen die centraal staan. De film zal gaan over de samenwerking en de strijd tussen de drie leidende wiskundige scholen in de wereld: de Russische, de Chinese en de Amerikaanse. Dit maakt dat Perelman welwillend stond tegenover de journalist en documentairemaker. Hij hekelt de manier waarop de meeste andere journalisten te werk gaan: “Zij zijn alleen maar geïnteresseerd in de vraag waarom ik niet naar de kapper ga en waarom ik mijn nagels niet knip, niet in de wiskunde.”

Op deze website is een leuk filmpje over Perelman te zien.
.
(Kennislink)

06-05-2011

Koptelefoon kan je gedachten lezen en omzetten in woorden



"Neen, effe niet aan seks denken nu", zie je de jongen op de foto bijna denken. Een groep studenten van de Australische universiteit van Canberra heeft namelijk een systeem ontwikkeld dat onze gedachten kan lezen én meteen vertalen in woorden op een computerscherm.

De zogenaamde 'Brain Speller' bestaat uit een koptelefoon die signalen van de hersenen ontvangt via elektroden die aan de schedel worden aangebracht. Een softwareprogramma zet die signalen om in woorden. Zo kunnen patiënten die verlamd zijn, hersenschade opliepen of aan dementie lijden toch communiceren.

"We deden wat onderzoek en ontdekten dat het aantal mensen die niet op een gewone manier kunnen communiceren enorm groot is in Australië en in de rest van de wereld", zegt projectleider Paul Du aan news.com.au. "We zijn verheugd dat we verbeelding en technologie hebben kunnen combineren tot een product dat de levensomstandigheden van velen kan verbeteren en echt hulp kan bieden aan een probleem waar heel veel mensen mee kampen."

Het team van Du kreeg voor hun uitvinding de titel van 'Team Australia' tijdens de nationale finale van 'Microsoft's Imagine Cup 2011', die gisteren plaatsvond in Sydney. Door deze overwinning kan de ploeg ook meedoen aan de wereldfinale in New York in juli, waaraan 400 studenten uit de hele wereld deelnemen. Allen hebben ze de technologie vooruit geholpen in de strijd tegen ziektes, armoede en kindersterfte. De winnaar krijgt 25.000 dollar baar geld om in de uitvinding te pompen. (jv)

(HLN)

09-05-2011

Flinterdunne flexibele smartphone in de maak


Drie Canadese wetenschappers van de Queen's Universiteit in Kingston (Ontario) hebben een flinterdunne en buigzame smartphone ontworpen: de Paperphone. Een prototype is nu al beschikbaar.

Het mobiele toestel is vervaardigd uit elektronisch papier en kan alles wat de gebruikelijke smartphone ook kan: sms'en, bellen en muziek beluisteren. Eigen aan de Paperphone is dat hij de vorm aanneemt van waar hij wordt weggestoken, de broekzak bijvoorbeeld.

Een variant van de flinterdunne Paperphone is de Snaplet. Door het buigzame scherm kan deze zakcomputer zelfs om de arm gedragen worden.

Uitvinder Roel Vertegaal maakt duidelijk dat het toestel werkt zoals "een interactief blad papier". De Snaplet wordt gebruikt door het toestel te buigen of door erop te schrijven met een pen.

Vertegaal gelooft dat met de Paperphone een nieuw tijdperk wordt ingeluid. "Binnen vijf jaar gaat elk elektronisch toestel er zo uitzien. Het papierloze bureau zou binnenkort wel eens werkelijkheid kunnen worden."

Het beeldscherm van het toestel kent een diagonaal van 9,5 centimeter en steunt op de e-inktechnologie die ook in digitale boekenlezers is terug te vinden. Het voordeel van deze schermen is dat ze veel minder energie verbruiken. De toestellen kunnen echter niet goed kleur of video's weergeven, een nadeel. (adha)

(HLN)

17-05-2011

Geschiedenisles wordt virtual reality

Je loopt door een stoffige stad in Boeotia, Griekenland. Een man op een ezel passeert je. Een jongen heeft een waterkan gebroken. De scherven liggen naast de put. Marktkooplui prijzen hun waren aan. Een vrouw ontpit olijven. Geen auto, geen smart phone te zien – je bent terug in de tijd, in een virtuele wereld.

Bovenstaande zou binnen niet al te lange tijd wel eens onderdeel van een geschiedenisles kunnen zijn. De Europese Commissie sponsort een nieuw grootschalig project dat Collective Experience of Empathic Data Systems (CEEDS) heet. CEEDS is een op virtual reality gebaseerd systeem dat primair ontwikkelt wordt als hulpmiddel om complexe dataverzamelingen te analyseren. Het systeem kan echter ook prima gebruikt worden om bijvoorbeeld de uit een opgraving verkregen gegevens ‘tot leven te wekken’ in een digitale presentatie.


Afbeelding: © Universiteit Leiden

Verbanden leggen
Archeologen, maar ook andere wetenschappers, worstelen met een algemeen probleem: er zijn veel te veel gegevens beschikbaar. Veel databases met gegevens zijn op het eerste gezicht vooral een nogal onoverzichtelijke brij van cijfertjes. In al die datachaos is het vaak niet eenvoudig om nieuwe ontdekkingen te doen.

Dit is de reden dat CEEDS ontwikkeld wordt. Door gebruik te maken van de mogelijkheden die virtual reality biedt, is het mogelijk om al die data te visualiseren. Door letterlijk ‘rond te lopen’ in de data, denken de onderzoekers makkelijker hun gegevens te kunnen analyseren en verbanden te kunnen leggen die ze in een cijferbrij over het hoofd zouden zien.

Onderzoekers die ‘rondlopen’ door de data worden bovendien aangesloten op allerlei sensoren die signalen uit het onderbewustzijn kunnen registreren. Bijvoorbeeld door hersenactiviteit, hartslag en ademhaling te meten. Volgens de wetenschappers is het onderbewustzijn vaak veel beter in staat om nieuwe relaties en verbanden te vinden. Wanneer een onderzoeker ‘rondloopt’ door zijn data en de sensoren een verhoogde activiteit in zijn of haar onderbewustzijn vaststellen, kan dat een reden zijn om een specifiek gebied nog eens nader te bekijken.

Oude Griekse steden
Een van de archeologen die meewerkt aan het project is dr. Chiara Piccoli van de Universiteit Leiden. Volgens Piccoli, die gespecialiseerd is in de virtuele reconstructie van oude Griekse steden, dient CEEDS een zowel belangrijk wetenschappelijk als educatief doel: “Dankzij de technologieën die CEEDS ons aanreikt, begrijpen we onze data beter. Bovendien kunnen we het grote publiek op een zeer toegankelijke manier laten zien wat we hebben gevonden. Als mensen zich kunnen inleven in de geschiedenis maakt dat hen bewuster, zowel van het plaatselijke erfgoed als van wat archeologen nou eigenlijk precies doen”

(Kennislink)

24-05-2011

Mysterieuze breincellen verbreken record

Raar maar waar: je brein bestaat maar voor de helft uit echte zenuwcellen. De andere helft wordt ingenomen door astrocyten, een soort van onmisbare hulpcellen. Ze voorzien onze neuronen van voedsel en repareren ze af en toe. Hoewel astrocyten onmisbaar zijn voor een gezond brein, begrijpt niemand precies hoe ze werken. Maar dat gaat waarschijnlijk veranderen, want wetenschappers hebben voor het eerst miljarden astrocyten in het lab gekweekt; een ware recordprestatie.


‘Astrocyt’ betekent letterlijk vertaald ‘stercel’. Geen bijzondere reden, behalve dat ‘ie stervormig is. ’credits’>Afbeelding: © Wikimedia Commons

Neuroloog Su-Chun Zhang en zijn collega’s van de universiteit van Wisconsin–Madison lukten het om op een goedkope manier binnen enkele weken een gigantische voorraad astrocyten te kweken. De wetenschappers beschrijven hun succesrecept in het blad Nature Biotechnology.

Maar wat heb je aan een voorraad astrocyten in je laboratorium? Wel, onderzoekers weten al langer dat astrocyten onmisbaar zijn voor het brein, en dat ze zich bij aandoeningen zoals epilepsie en de ziekte van Parkinson anders gedragen. Maar wat de cellen precies uitspoken, is nogal onduidelijk.

Als we zenuwproblemen tot op de bodem willen uitzoeken en aanpakken, kunnen we niet om astrocyten heen. Dat ze nu en masse te kweken zijn in een lab, is dan ook goed nieuws.

Om miljarden astrocyten te kweken maakte Zhang gebruik van stamcellen. Dat zijn cellen die nog in allerlei andere soorten gespecialiseerde cellen kunnen veranderen, zoals huid- lever- of zenuwcellen. Met de juiste chemische cocktail wil zo’n stamcel ook wel in een astrocyt veranderen, blijkt nu. In Zhangs cocktail zit een waslijst aan ingrediënten waar we je niet mee lastig zullen vallen. De ingewikkelde cocktail bleek zo goed te werken dat de neuroloog uit slechts één stamcel ongeveer drie miljard astrocyten wist te kweken.


Stamcellen in schaaltjes. Om er astrocyten van te maken heb je ingewikkelde cocktails nodig. Maar dan heb je er ook gelijk heel veel. Afbeelding: © Ronald Veldhuizen

En de astrocyten blijken ook voor de volle honderd procent astrocyt te zijn. Op foto’s zien ze er exact uit als de astrocyten die wetenschappers uit muizenbreintjes hadden gepeuterd.

Ze hebben eveneens dezelfde kenmerken als ‘echte’ astrocyten aan de buitenkant, en reageren op precies hetzelfde wanneer ze in contact kwamen met echte zenuwcellen.

De gekweekte astrocyten bleken zelfs zonder problemen in de hersenen van proefmuizen te nestelen. De miljarden die Zhang nu kan kweken zijn dus hartstikke geschikt om de echte astrocyten in ons brein te begrijpen.

De kleine wereld van de astrocytenkweek zat al een tijdje op een ontdekking als die van Zhang te wachten. Op zich lukte het onderzoekers al eens eerder om van stamcellen astrocyten te maken, maar die waren vaak vervuild met andere cellen en bovendien bleven de aantallen altijd klein.

Bij de ouderwetse manier gebruikten onderzoekers geen cocktail, maar plaatsten ze stamcellen in een schaaltje met stofjes uit het brein. Die stofjes haalden dan de stamcellen over om in breincellen te veranderen, waaronder hopelijk dan ook een paar astrocyten.

Uiteindelijk bevat zo’n schaaltje dan inderdaad ook heus wel een paar astrocyten, maar vooral een heleboel andere zenuwcellen die je eigenlijk niet wilt onderzoeken. Kortom, zo’n schaaltje is dan gewoon een ‘rommeltje’. Voordat je onderzoek naar de astrocyten kan doen, moet je die rommel eerst opruimen; maar dat is zonde van de tijd en het geld.

Over tijd en geld gesproken: Zhangs cocktail voor astrocyten is geen Coca Cola-geheim. Elke wetenschapper die de publicatie in Nature Biotechnology opzoekt, kan het in zijn eigen lab nadoen. Iedereen kan dus van de mijlpaal genieten, en daarom verwacht de neuroloog dat we snel meer zullen horen over de belangrijkste hulpjes in ons brein.

(Kennislink)

27-05-2011

Deel van de hersenen voor 'vleermuiszicht' gevonden



Het deel van het brein waarmee blinden hun zogenaamde vleermuiszicht, of echolocatie, gebruiken, werd gevonden door onderzoekers aan de universiteit van West-Ontario in Canada. Uit het onderzoek blijkt dat blinden toch het deel van de hersenen waarmee andere zien, gebruiken. Dat meldt het Engelse BBC News.

Sommige blinden hebben geleerd hoe ze door middel van klikgeluiden kunnen 'zien'. Aan de hand van de echo van deze klikgeluiden, kunnen ze zich een beeld vormen van de omgeving. Vleermuizen 'zien' op een soortgelijke manier. Ze stoten geluidsgolven uit en vormen zich een beeld op basis van de echo's.

Hersendelen
Door middel van fMRI-hersenscans konden de onderzoekers nauwkeurig meten welke delen van de hersenen geactiveerd werden wanneer de blinden de echo's van klikgeluiden hoorden. Uit dat onderzoek blijkt nu dat het dezelfde hersendelen zijn die gebruikt worden om met de ogen te kijken.

De onderzoekers verwachten dat dankzij deze nieuwe informatie de studietechnieken voor echolocatie verbeterd kunnen worden. (sg)

(HLN)

08-06-2011

Twee nieuwe elementen in periodiek systeem

Twee nieuwe chemische elementen zijn officieel erkend door een internationale commissie van scheikundigen en natuurkundigen. De twee elementen, die nog geen naam hebben, krijgen nummer 114 en 116 in het periodiek systeem der elementen.


Foto: Thinkstock

Het totaal aantal bekende elementen staat echter op 114, omdat de elementen 113 en 115 nog niet officieel zijn goedgekeurd, aldus Paul Karol van de Carnegie Mellon University.

Karol is voorzitter van de commissie die gaat over de erkenning van nieuwe elementen.

Afgevuurd

De nieuwe elementen, die minder dan een seconde hebben bestaan, werden ontdekt bij experimenten in 2004 en 2006.

Twee lichtere elementen werden op elkaar afgevuurd, in de hoop dat ze aan elkaar zouden blijven plakken. De elementen bestonden minder dan een seconde, waarna ze uit elkaar vielen. "Het is een atoom per keer", aldus Karol.

Verzinnen

De wetenschappers die hebben bijgedragen aan de ontdekking van de elementen zijn gevraagd een naam voor de elementen te verzinnen.

De huidige cijfers waarmee de elementen worden aangeduid verwijzen naar het aantal protonen in de atoomkern.

© Novum

(nu.nl)

07-06-2011

Erdös’ probleem uit de combinatorische meetkunde opgelost

Teken een stel punten en verbind elk tweetal punten met een rechte lijn. Doe het zo, dat het aantal verbindingslijnen van verschillende lengte minimaal is. Hoe groot is die minimale waarde als het aantal punten groot is? Dit 65 jaar oude vraagstuk is nu opgelost.

De befaamde Hongaarse wiskundige Paul Erdös (1913-1996) is – dankzij een publicatielijst van ruim 1500 artikelen – vooral bekend als probleemoplosser, maar hij bedacht zelf ook nieuwe problemen. Een daarvan is het verschillende afstanden probleem uit 1946. Nu, 65 jaar later, is het probleem opgelost door Nets Hawk Katz van de Indiana University en Larry Gutz van het Institute for Advanced Study in Princeton.

Teken een stel punten en verbind elk tweetal punten met een rechte lijn. Lijnen van verschillende lengte geef je verschillende kleuren, lijnen van gelijke lengte krijgen dezelfde kleur. De vraag die Erdös stelde is: wat is het kleinst mogelijke aantal kleuren bij een gegeven aantal punten?

Bij drie punten is het makkelijk: één kleur volstaat, door de punten op de hoekpunten van een gelijkzijdige driehoek te plaatsen. Bij vier punten heb je twee kleuren nodig en ook bij vijf punten lukt het met twee kleuren, zie onderstaande illustratie.


Afbeelding: © Alex van den Brandhof

Bij zes of zeven punten heb je een derde kleur nodig; de twee mogelijkheden om zeven punten te rangschikken, zie je hieronder.


Afbeelding: © Alex van den Brandhof

.Bij acht of negen punten heb je vier kleuren nodig; de vier mogelijkheden om negen punten te rangschikken, zie je hieronder. Slechts bij één mogelijkheid zijn alle lijnen met kleur aangegeven. Bij de andere drie mogelijkheden is van elke lengte er één met kleur aangegeven; de overige lijnen zijn gestippeld met zwart. Overtuig jezelf dat er geen vijfde kleur nodig is om deze stippellijnen te kleuren!


Afbeelding: © Alex van den Brandhof

Heel veel punten: hoeveel kleuren?
De vraag is hoe het verder gaat als het aantal punten toeneemt. Bij een zeer groot aantal punten is het verre van eenvoudig om uit te vinden hoe je de punten moet rangschikken, om het aantal verbindingslijnen van verschillende lengte te minimaliseren.


Nets Katz.

Katz zegt dat ze ongeveer drie maanden hebben gewerkt aan hun artikel ‘On the Erdös distinct distance problem in the plane’, dat inmiddels is geaccepteerd door het prestigieuze tijdschrift Annals of Mathematics. “Maar het bewijs dat we daarin geven, is gebaseerd op eerder werk van ons en van andere wiskundigen,” zegt hij. “In feite is het bewijs een product van meerdere jaren.”

De twee wiskundigen gebruikten verschillende technieken uit de wiskunde. In eerste instantie probeerden ze het probleem geheel langs algebraïsche weg te tackelen. “Op een zeker moment realiseerden we ons dat deze methode niet toereikend was. We eindigden met een combinatie van verschillende technieken.” Zo gebruikten ze onder meer de ham-sandwich-stelling, een resultaat uit de algebraïsche topologie.

Door hun nieuwe ideeën konden de wiskundigen bewijzen dat als je uitgaat van n punten, het aantal verbindingslijnen van verschillende lengte ten minste gelijk is aan een constante maal n/log(n). Dit is een aanzienlijke verbetering ten opzichte van de ondergrens die hiervoor bekend was. Fieldsmedaille-winnaar Terence Tao is onder de indruk van het werk van Katz en Gutz. “Hiermee is de basis gelegd voor verdere ontwikkelingen in de combinatorische meetkunde,” schreef hij.

Katz zegt dat een wiskundig probleem hem enorm kan fascineren. Zoals bij zo veel wiskundigen, gaat het hem om het probleem zélf. Maar ook toegepast wiskundigen kunnen blij zijn: de combinatorische meetkunde wordt gebruikt in onder meer de robotica en bij computer graphics.


Ronald Graham, zijn vrouw Fan Chung Graham en Paul Erdös in 1986 in Japan. Afbeelding: © Ron Graham

Een check van Erdös
Met het geld dat Erdös met zijn lezingen en gastcolleges verdiende, loofde hij prijzen uit voor de persoon die een door hem bedacht probleem zou oplossen. Sommige prijzen waren symbolische geldbedragen, maar voor ingewikkelde problemen kon het prijzengeld aardig oplopen. Voor het verschillende afstanden probleem was een check ter waarde van 500 dollar beschikbaar.

Na Erdös’ dood in 1996 heeft Ronald Graham, een vooraanstaand wiskundige op de befaamde Bell Labs en een goede vriend van Erdös, een aantal nog openstaande problemen geadopteerd en zich garant gesteld voor eventuele uitbetaling.

Het geld hoeven Katz en Guth echter niet te hebben. Veel liever hebben ze de originele check, ondertekend door Erdös, ook al kan die niet meer ingewisseld worden voor geld. “Die check is het waard om ingelijst te worden. Ik hoop echt dat die bewaard is gebleven,” aldus Katz.

(Kennislink)

14-06-2011

Bewusteloos brein in kaart gebracht

Britse wetenschappers hebben voor het eerst hersenscans gemaakt van patiënten in de operatiekamer op het moment dat ze hun bewustzijn verloren.

Als mensen hun bewusteloos raken, neemt de activiteit in hun brein snel af. Maar sommige hersendelen blijven vermoedelijk nog een tijdje met elkaar communiceren.



Dat meldt BBC News op basis van een onderzoek aan de Universiteit van Manchester.

De nieuwe bevindingen suggereren volgens hoofdonderzoeker Brian Pollard dat het verlies van het bewustzijn een proces is waarbij verschillende delen van het brein elkaar afremmen, waardoor er uiteindelijk totale bewusteloosheid ontstaat.

Klein apparaat

De wetenschappers kwamen tot hun bevindingen door hersenscans te maken van patiënten die onder narcose gingen voor een operatie. Ze gebruikten daarvoor een techniek die veel compacter is dan de traditionele fMRI-scan.

Deze zogenaamde fEITER-scan kan worden verricht met een apparaat dat gemakkelijk in een operatiekamer kan worden opgesteld.

Hoofdtrauma

De wetenschappers benadrukken dat nog te weinig mensen zijn onderzocht om definitieve conclusies te trekken over de werking van de hersenen tijdens bewusteloosheid.

De compacte hersenscanners komen echter niet alleen van pas voor wetenschappelijk onderzoek. Met de nieuwe techniek wordt het ook eenvoudiger om de hersenen in de gaten te houden van mensen die bewusteloos zijn geraakt door een hartaanval of door hoofdtrauma.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

Mooi werk ExperimentalFrentalMental!

quote:

Op woensdag 15 juni 2011 09:48 schreef Chiwakka het volgende:
Mooi werk ExperimentalFrentalMental!

18-06-2011

'Geurtelevisie komt eraan'

Wetenschappers hebben een manier ontwikkeld om te kunnen ruiken wat je op televisie ziet.


Foto: Thinkstock

Ze verwachten dat dit een volledig nieuwe generatie televisies zal opleveren.
Televisieprogramma’s zijn gemaakt om je zintuigen te prikkelen en emoties op te wekken.

Dit gebeurt nu alleen via geluid en beeld, maar als het aan een onderzoeksteam van de Universiteit van Californië ligt, dan komt daar in de toekomst ook geur bij.

Waterachtige oplossingen

De onderzoekers ontwikkelden een apparaatje dat door middel van waterachtige oplossingen duizenden verschillende geuren kan opslaan. Deze geuren komen vrij als een scène op televisie daartoe aanleiding geeft.

Als in een programma bijvoorbeeld iemand een stukje appeltaart met een kop koffie bestelt, dan worden de twee compartimenten met appeltaart- en koffiegeur gestimuleerd en laten ze hun geur vrij.

Toekomstmuziek

Het zal nog wel een tijd duren voor er ook echt geurtelevisies in de winkel te koop zijn. Het onderzoeksteam heeft bewezen dat het kan, maar werkt nu aan een prototype dat klein genoeg is en de juiste geuren op het juiste moment produceert.

Ze willen naast het apparaat voor televisies ook een versie ontwikkelen die geschikt is voor mobiele telefoons.

Dan rest ook nog de vraag op televisiekijkers op deze nieuwe ontwikkeling zitten te wachten. Natuurlijk is het leuk als iemand het parfum van zijn of haar favoriete acteur of actrice kan ruiken, maar wat als iemand in een hondendrol stapt of een muffe kelder ingaat?

(nu.nl)

Nee dank je, dat is wel het laatste wat ik wil, ambipur tv

quote:

Op maandag 20 juni 2011 19:09 schreef Pietverdriet het volgende:
Nee dank je, dat is wel het laatste wat ik wil, ambipur tv

28-06-2011

Nederlandse wetenschappers kweken proefbuishamburger in strijd tegen voedseltekort



Wie wil de eerste proefbuishamburger achter de kiezen steken? Daar zijn Nederlandse wetenschappers naar op zoek. Zij werken aan zo'n burger met rundsgehakt gemaakt uit stamcellen.

Over nog geen jaar zal deze burger een feit zijn, beweren professor Mark Post van de Universiteit van Maastricht en zijn team. "Ik zie geen enkele manier om de komende decennia voort te bouwen op de ouderwetse veestapel", zegt Post. "Proefbuisvlees zal onze enige resterende keuze zijn."

Niet genoeg vee voor stijgende wereldbevolking
Zo moet de mens geen dieren meer slachten om aan vlees te geraken. De wereldpopulatie groeit zo snel dat er ook niet genoeg vee zal overblijven om iedereen van vlees te voorzien. De oplossing ligt volgens de Nederlandse wetenschappers dan ook in het kweken van runds-, kippen- en lamsvlees in een laboratorium.

Ze werken ook aan een hamburger, die zal ontwikkeld worden uit 10.000 stamcellen afkomstig van vee. De stamcellen worden in het lab vermenigvuldigd met een factor van meer dan een miljard om zo spierweefsel te kweken dat op rundsvlees gelijkt. Naam van het nieuwe product: in vitro-vlees.

Ook al gelijkaardige varkensreepjes en visfilets
"We proberen daar een consumptie-artikel van te maken en we zoeken een proefpersoon die het als eerste wil testen", aldus professor Post. "Als we geen kandidaten vinden, dan doe ik het zelf."

In 2009 produceerden wetenschappers van de Universiteit van Maastricht ook al varkensreepjes via dezelfde methode, maar ze moesten toegeven dat het er allemaal niet zo appetijtelijk uitzag. De reepjes waren grijs en hadden de textuur van calamares. En in New Yorkse labo's werden visfilets ontwikkeld uit stamcellen van spierweefsel van goudvissen. Ook al smaken al die pogingen niet zoals het echte vlees dat we gewoon zijn, toch denken wetenschappers dat we snel zullen wennen aan de nieuwe smaak.

Verwacht wordt dat de vleesconsumptie tegen 2050 zal verdubbelen. De proefbuisburger zou weleens de eerste stap naar een voedselrevolutie kunnen zijn, zo menen de wetenschappers, om de toenemende vraag naar vlees te kunnen bijhouden. (hlnsydney/jv)

(HLN)

27-06-2011

Meer dan 1000 nieuwe soorten op Nieuw-Guinea


De Monitor hagedis (Varanus macraei), Papua New Guinea. Deze hagedissen kunnen wel een meter lang worden. Foto: WWF, Lutz Obelgonner

In tien jaar tijd zijn 1060 nieuwe planten- en diersoorten ontdekt op het tropische eiland Nieuw-Guinea. Dat meldde het Wereld Natuur Fonds (WNF) maandag in een nieuw rapport.

Onder de ontdekkingen die gedaan zijn van 1998 tot en met 2008 zijn onder meer een dolfijn met een ronde kop, een kikker met vampierachtige tanden en tientallen vlinders. Andere opvallende vondsten waren een rivierhaai die 2,5 meter lang kan worden en een blinde slang, die niet kan bijten en maar 12 tot 14 centimeter lang is. Ook zijn 218 nieuwe plantensoorten aangetroffen.


De 'snub-fin' dolfijn, Papua Nieuw Guinea. Deze dolfijn werd onverwacht ontdekt in 2005 en is kenmerkend door zijn ronde kop. Foto: WWF, Isabel Beasley

Regenwouden
De regenwouden op Nieuw-Guinea, dat bestaat uit een Indonesisch deel in het westen en het zelfstandige Papoea-Nieuw-Guinea in het oosten, zijn de op twee na grootste van de wereld. De bossen op het eiland bevatten naar schatting 8 procent van alle soorten op aarde.

Het WNF tempert het optimisme over de nieuwe vondsten door te waarschuwen dat mensen het regenwoud op Nieuw-Guinea in een hoog tempo vernietigen. De problemen worden onder meer veroorzaakt door houtkap voor onder meer palmolieplantages, wegenbouw en mijnbouw.

Volgens het WNF eist ook klimaatverandering haar tol van de wouden. (Lees hier een deel van het 'Living Forests Report' van het WWF).

(depers.nl)

29-06-2011

Nieuwe diersoorten ontdekt op Filipijnen

Kreeften zonder schalen en diepzeehaaien die kunnen opzwellen om aanvallers te verjagen.


Foto: ANP

Die opmerkelijke dieren behoren tot de ruim 300 nieuwe dier- en plantensoorten die zijn ontdekt op de Filipijnen, aldus onderzoek van de California Academy of Sciences woensdag.

''De Filipijnen behoren tot de beste plaatsen ter wereld wat betreft verscheidenheid aan leven'', zei expeditieleider Terrence Gosliner. ''We vonden nieuwe soorten bij bijna elke duik en trektocht over de riffen en regenwouden van het land.''

Veel soorten waren nog niet ontdekt omdat ze erg klein zijn of op zeer afgelegen plekken leven.

Maandag meldde het Wereld Natuur Fonds (WNF) nog dat in 10 jaar tijd 1060 nieuwe planten- en diersoorten zijn ontdekt op het tropische eiland Nieuw-Guinea.

© ANP

(nu.nl)

08-07-2011

‘Mensen kunnen duizend jaar oud worden’

De tot nog toe oudst bekende mens is 122 geworden. Maar volgens een Britse gerontoloog is de eerste persoon die 150 wordt, al geboren. En daarna zal de wetenschap steeds verder uitlopen op de dood.


Foto: ANP

Zo zal de medische levensverwachting slechts 20 jaar na de eerste 150-jarige al zijn opgelopen naar duizend jaar.

Deze gewaagde voorspellingen bracht Aubrey de Grey, een spraakmakende wetenschapper van de universiteit van Cambridge, vorige week naar buiten tijdens zijn lezing voor de Royal Institution of Great Brittain.

Dit in Londen gevestigde instituut zet zich in voor verspreiding van nieuwe wetenschappelijke inzichten. De Grey werkt al geruime tijd aan een methode om langer jong en gezond te blijven, zoals blijkt uit een interview met hem eind november vorig jaar.


Vroegtijdige reparatie

De theorie van De Grey gaat uit van de introductie van medische technieken die celschade weer repareren, voordat deze ziekmakend en potentieel levensbedreigend wordt, zoals in het geval van kanker.

Volgens De Grey komt daarbij een moment waarop medische ontwikkelingen steeds verder inlopen op onze veroudering. Zo kunnen de ouderdomskwalen waaraan 200-jarigen (in theorie) zouden komen te overlijden al verholpen zijn, nog vóór iemand die leeftijd heeft bereikt.

Het tempo waarin mensen verouderen ligt dan lager dan het tempo waarin de medische wetenschap ons weer kan herstellen. De levensverwachting kan daarbij exponentieel toenemen.


Omgekeerde bewijslast

Alhoewel er geen concrete voorbeelden zijn om de theorie te onderbouwen, vindt De Grey toch bijval binnen de wetenschappelijke gemeenschap.

Zo heeft het gerenommeerde Massachusetts Institute of Technology (MIT) in 2005 zijn critici uitgedaagd door 20.000 dollar uit te loven aan de moleculair bioloog die kan aantonen dat de anti-verouderingstheorie principieel fout is. MIT heeft dit bedrag tot nog toe niet hoeven uitkeren.


Bijwerking

De Grey stelt dat er geen sprake is van het in leven houden van oude, gebrekkige mensen. “Dit gaat om de preventie van ouderdomsziekten. De therapieën waar wij aan werken hebben lange levensduur als bijwerking van verbeterde gezondheid.”

Mensen zullen volgens de Brit in de verre toekomst overigens niet massaal duizend jaar oud worden. Wanneer ‘ouderdom genezen is’ zal de voornaamste doodsoorzaak uit ongelukken bestaan. Net als vroeger.

(nu.nl)

22-07-2011

Methaanscheet en de eind Trias massa-extinctie

Wetenschappers breken al decennialang het hoofd over de vraag waarom zo’n 200 miljoen jaar geleden bijna 80% van het leven uitstierf. En nu lijkt er eindelijk een doorbraak te zijn! Nederlanders stellen namelijk dat het vrijkomen van een enorme hoeveelheid methaan de hoofdoorzaak is…


Methaan brandt prima als het vrijkomt uit ijs van de zeebodem. Afbeelding: © USGS

Rond 201,4 miljoen jaar geleden was het een hel op aarde. De toenmalige dieren en planten worstelden om te overleven in een wereld die totaal anders was dan nu. Bijna 80% van het leven stierf uit tijdens deze eind Trias massa-extinctie. Hoe dit nu toch mogelijk was, is nog steeds vrij onbekend.

De Nederlander Micha Ruhl (Universiteit Utrecht) en collega’s hebben echter een mogelijke verklaring gevonden: zij wijten de uitsterving aan het massaal vrijkomen van methaan dat opgeslagen was in de zeebodems. Oftewel een ‘methaanscheet’. Het nieuws werd vandaag gepubliceerd in Science.

Daartoe onderzochten de wetenschappers een gebied in westelijk Oostenrijk, de zogenaamde Kuhjoch en Hochalplgraben ontsluitingen dichtbij Tirol. Net als op andere plaatsen ter wereld vonden ze hier aanwijzingen voor een verandering in de globale koolstofcyclus. Er bleek namelijk veel meer van het koolstofisotoop koolstof-12 (C-12) in organische moleculen te zitten ten opzichte van C-13 in vergelijking met de aardlagen erboven èn eronder. Die organische moleculen zijn afkomstig van het waslaagje van planten gevonden in de aardlagen. En laat nou die verandering in koolstof precies samenvallen met de eind Trias massa-extinctie.


Een beeld van een bestudeerde ontsluiting van eind Trias gesteente in Oostenrijk. Afbeelding: © Micha Ruhl

.De massa-uitsterving
In deze periode op aarde stierven bijvoorbeeld de conodonten (lancetvisachtigen) uit, maar ook de conulariden (volgens een deel van de wetenschap een soort neteldier). Andere groepen organismen overleefden de uitsterving wel, maar leden zware verliezen. Hoe kwam dat?

In het verleden dachten wetenschappers aan een inslag van een hemellichaam, massaal vulkanisme en zeespiegeldaling. Vooral grootschalig en langdurig vulkanisme in Noord- en Zuid-Amerika, Afrika en Europa door het opbreken van het supercontinent Pangea leek dè verklaring. Maar nu komt er een theorie bij…


Dit spore uit Oostenrijk komt voor rondom de uitsterving. Afbeelding: © Nina Bonis

Warm
“Het op grote schaal vrijkomen van methaan (CH4) leidde tot een sterke toename van koolstof in de atmosfeer, wat weer leidde tot sterke veranderingen in het klimaat, met een massa-extinctie mogelijk als gevolg”, vertelt hoofdonderzoeker Ruhl aan Kennislink.

Lawrence Tanner (Le Moyne College, VS), niet verbonden aan het onderzoek: “Dat de isotopenverandering – meer C-12 in dit geval – en de uitstervingen komen door het vrijkomen van methaan resulterend in een broeikaseffect is inderdaad nieuw.”

Een deel van het methaan werd omgezet naar een andere broeikasgas, namelijk CO2. Mogelijk steeg de koolstofdioxide-concentratie in de atmosfeer met een factor vier. Hierdoor werd het warmer op Aarde, niet in de laatste plaats ook door het methaan zelf dat een 20 tot 25 keer sterker broeikasgas is dan CO2.

Maar niet alleen een methaanscheet, ook grootschalig vulkanisme stoot netto veel CO2 uit en kan zo voor opwarming zorgen. Wat is nu de belangrijkste oorzaak? “De periode van massa-extinctie duurde relatief kort, maar zo’n twintig- tot veertigduizend jaar. Het vulkanisme duurde veel langer, zo’n 600.000 tot één miljoen jaar,” zegt Ruhl. Het methaan kwam vrij in slechts tien- tot twintigduizend jaar, wat veel meer overeenkomt met de duur van de massa-uitsterving. Bovendien brengt methaan relatief veel meer C-12 in de atmosfeer in vergelijking met CO2 van vulkanisme. Het lijkt er dus op dat methaan de belangrijkste oorzaak is voor de opwarming èn uitsterving.

Toch kan vulkanisme hierin wel geholpen hebben. “Tijdens het begin van het vulkanisme kwam er mogelijk net voldoende CO2 vrij om de aarde en ook de oceanen op te warmen, zodat methaan dat in de zeebodem opgeslagen zat, vrij kon komen. Methaan is een veel sterker broeikas gas dan CO2, dus toen er een beetje methaan vrijkwam versterkte dat de opwarming van de oceanen.”


Een voorbeeld van gestold lava gevormd rondom de uitsterving. Afbeelding: © Micha Ruhl

.Kritiek
Tanner is niet overtuigd van het hele verhaal, want de verandering in C-12 is veel groter in Oostenrijk dan in de oostelijke Verenigde Staten in het Newark-bekken. Bovendien vonden deze veranderingen in de VS en in Oostenrijk mogelijk niet tegelijkertijd plaats. “De waarheid is dat het Newark-bekken, omdat het niet-oceanische aardlagen van oorsprong zijn, niet met zekerheid gecorreleerd kunnen worden aan de oceanische aardlagen (zoals de Oostenrijkse aardlagen). Het zou ideaal zijn om nog zo’n grote verandering te zien (van koolstof) in aardlagen met een oceanische oorsprong. Dat zou aantonen dat dit geen strikt regionaal signaal is”, aldus Tanner.

Er is dus nog genoeg werk aan de winkel. Ook Ruhl wil meer weten: “We weten niet hoeveel warmer het werd. En we weten ook nog niet precies waarom diersoorten in de oceanen uitstierven. Daarnaast zullen we door meer inzicht beter kunnen begrijpen wat we in de toekomst mogelijk kunnen verwachten, als de mens nog veel langer door gaat met het verbranden van fossiele brandstoffen.”

Bron:
•Ruhl et al., ‘Atmospheric Carbon Injection Linked to End-Triassic Mass Extinction’, Science 333 (2011) 430-434.

(Kennislink)

25-07-2011

Fluctuaties in LHC: is het Higgs?
Geschreven door Caroline Hoek op 25 juli 2011 om 9:34 uur

Wetenschappers zijn in de deeltjesversneller op opvallende fluctuaties gestuit: mogelijk sporen van het beruchte Higgs-deeltje.

Wetenschappers merkten de fluctuaties op na een analyse van de onderzoeksgegevens. Deze gegevens zijn het resultaat van botsingen in de deeltjesversneller: protonen worden in de LHC met ongelofelijke snelheden tegen elkaar geworpen. En bij die botsingen zijn nu opvallende fluctuaties ontstaan.

Voorzichtig
Fluctuaties die mogelijk wijzen op de aanwezigheid van het deeltje. Hoewel wetenschappers enthousiast zijn, is voorzichtigheid geboden. Nog niet zolang geleden concludeerden onderzoekers ook al dat ze het deeltje op het spoor waren, maar dat bleek achteraf niet het geval te zijn. En ook nu kan een nadere analyse deze voorzichtige resultaten weer van tafel vegen.

Amerika
En toch zijn de fluctuaties het vermelden waard. Kort nadat de onderzoekers van de Large Hadron Collider hun ‘vondst’ aankondigden, kwam er namelijk ook een geluid uit Amerika zetten. Een deeltjesversneller daar heeft ook fluctuaties opgemerkt. Die fluctuaties deden zich voor in hetzelfde onderzochte domein als die van de Zwitsers. De Amerikaanse fluctuaties zijn wat zwakker, maar nu de Zwitsers ook iets hebben gezien, wordt het steeds overtuigender.

Massa
Het Higgs-deeltje (voluit: Higgs-boson of ook wel God-deeltje) is de ‘Heilige graal’ van de fysica. Volgens modellen geeft dit deeltje alle deeltjes massa. En hoewel het bestaan ervan in theorie al vele malen is aangetoond, hebben wetenschappers het in de praktijk nog nooit gezien. Deeltjesversnellers als de LHC zijn daarom druk op zoek naar dit deeltje waarmee veel puzzelstukjes op hun plaats moeten vallen.

Nader onderzoek moet uitwijzen of de fluctuaties overeind blijven. Maar zelfs als dat niet het geval is, is er goed nieuws. Onderzoekers moeten concluderen dat ze het deeltje steeds verder insluiten en dat het vroeg of laat – mits het bestaat – toch ergens op moet duiken. En dat moment komt steeds dichterbij.

(scientias.nl)

25-07-2011

Tijdreizen blijkt natuurkundig onmogelijk

Wetenschappers uit Hong Kong hebben met een natuurkundig experiment aangetoond dat tijdreizen onmogelijk is.


Foto: Thinkstock

Een foton, oftewel een enkel lichtdeeltje, kan niet sneller reizen dan de lichtsnelheid. Dat meldt hoofdonderzoeker Shengwang Du van de Universiteit van Hong Kong in het wetenschappelijk tijdschrift Physical Review Letters.

De uitkomsten van het onderzoek bewijzen volgens de wetenschappers dat de speciale relativiteitstheorie van Albert Einstein klopt en dat niets sneller kan reizen dan het licht. Tijdreizen is daardoor natuurkundig gezien onmogelijk.


Lichtsnelheid

De wetenschappers kwamen tot hun bevindingen door een enkele foton te produceren in het laboratorium en het voorste deel van de optische lichtgolf in kaart te brengen. Uit hun metingen blijkt dat dit deel van het licht in vacuüm nooit sneller kan reizen dan de lichtsnelheid.

Hieruit kan worden opgemaakt dat ook het het deeltje zelf zich niet sneller kan voortbewegen dan de lichtsnelheid.


Theorie

Tien jaar geleden ontstond de opvatting sommige deeltjes zich wel sneller dan het licht zouden kunnen verplaatsen. Wetenschappers namen toen voor het eerst superluminale - oftewel sneller dan de lichtsnelheid reizende - lichtgolven waar.

Deze deeltjes zouden door die snelheid in theorie door de tijd kunnen reizen. Later bleek het echter alleen om een visueel effect te gaan. De deeltjes reisden in werkelijkheid helemaal niet sneller dan het licht.


Snelheidslimiet

De nieuwe studie bewijst volgens Shengwang Du definitief dat reizen met een snelheid die groter is dan de lichtsnelheid onmogelijk is voor fotonen.

“Onze studie toont aan dat enkele fotonen zich ook aan de snelheidslimiet van het universum moeten houden”, verklaart de onderzoeker op Discovery News.

“Onze ontdekking bevestigt de speciale relativiteitstheorie van Einstein", aldus Du. "Hij claimde terecht dat de lichtsnelheid de belangrijkste verkeerswet is in het universum: oftewel niets kan sneller reizen dan het licht. Een lichteffect kan dus ook niet zichtbaar worden, voordat het wordt veroorzaakt.”

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

26-07-2011

Britse wetenschappers creëren 150 mensdieren

Britse wetenschappers hebben meer dan 150 embryo’s gecreëerd die uit zowel menselijk als dierlijk genetisch materiaal bestaan. Het doel van de genetische manipulatie is het ontwikkelen van nieuwe medicijnen.



Dat meldt de Britse krant the Daily Mail.

Het nieuws is bekendgemaakt nadat een comité van Britse wetenschappers in een rapport waarschuwde voor een 'Planet of the Apes'-scenario. Dit verwijst naar een science fictie-film waarin de wereld is bewoond door apen die zijn veranderd in dieren met een mensachtige intelligentie en spraakvermogen.

Donoren
Na een parlementair debat over de praktijken, zijn de onderzoeksgegevens naar buiten gebracht. Volgens de auteurs van het waarschuwingsrapport hoeven we ons geen zorgen te maken om half menselijke/half dierlijke embryo’s, omdat deze volgens de wet vernietigd moeten worden binnen veertien dagen.

Zij stellen slechts dat strengere regels moeten worden opgesteld voor handelingen zoals het implanteren van menselijke cellen in de hersenen van dieren. Autoriteiten overwegen menselijke donoren tegen betaling genen ter beschikking te laten stellen voor de onderzoeken.

Ziekten
Een wetsartikel dat is ingevoerd in 2008 staat wetenschappers toe te experimenteren met het mixen van menselijke en dierlijke genen. Zo kunnen wetenschappers een dierlijk ei bevruchten met een menselijke spermacel, menselijke kerncellen implanteren in dierlijke lichaamscellen en menselijke cellen mixen met dierlijke embryo’s.

Volgens de wetenschappers kunnen embryonale stamcellen op deze manier gebruikt worden om ziekten te behandelen zoals parkinson en diabetes.

Zes dagen
In drie toonaangevende Britse universiteiten wordt onderzoek gedaan naar genetische manipulaties van dierlijke embryo's met menselijke cellen, te weten Kings University, de universiteit van Newcastle en de universiteit van Warwick.

Eerder zei professor John Burn van de universiteit van Newcastle tegen de Britse nieuwszender BBC 'Het onderzoek wordt verricht in laboratoria en we zouden de embryo’s nooit in menselijke baarmoeders implanteren. We willen uiteindelijk de embryo’s zes dagen in leven kunnen houden, zodat we cellen kunnen verwijderen en gebruiken voor het genezen van ziekten.'

Kritiek
Op dit moment zijn de onderzoeken met menselijke en dierlijke genen gestaakt, omdat er niet voldoende budget is.

Volgens Britse wetenschapper professor Robin Lovell-Badge zijn de nieuwe onderzoeksmethoden iets om trots op te zijn, zolang ze voldoende gecontroleerd worden.

De praktijken wekken veel kritiek op. Voormalig parlementariër en lid van de Liberale Partij David Alton wil dat de experimenten verboden worden. 'Ethisch gezien is dit niet te rechtvaardigen. Er is ook geen enkel bewijs dat hier een ziekte mee behandeld kan worden. Het brengt ons land alleen maar in diskrediet,' aldus de katholieke politicus.

(Elsevier)

quote:

Bouwstenen van DNA gevonden in meteorieten

8 augustus 2011, http://www.allesoversterrenkunde.nl

Amerikaanse astrobiologen hebben belangrijke bouwstenen van DNA aangetroffen in meteorieten - stenen die afkomstig zijn uit de ruimte. De wetenschappers, onder andere van het Carnegie Institution of Washington en van NASA's Goddard Space Flight Center, publiceren hun bevindingen vandaag in Proceedings of the National Academy of Sciences .

Eerder zijn al organische verbindingen (koolwaterstoffen) en zelfs aminozuren aangetroffen in meteorieten. Ook wordt al tientallen jaren onderzoek gedaan aan nucleobasen in meteorieten - belangrijke bouwstenen van DNA (de vier belangrijkste nucleobasen in het DNA van aardse organismen zijn cytosine, guanine, adenine en thymine). Het was tot nu toe echter niet mogelijk om onomstotelijk vast te stellen dat die daadwerkelijk een buitenaardse oorsprong hadden; het zou ook om aardse verontreinigingen kunnen gaan.

Een team onder leiding van scheikundige Jim Cleaves is daar met behulp van nieuwe analysetechnieken nu echter wél in geslaagd. Bij twaalf verschillende koolstofhoudende meteorieten, waarvan er negen afkomstig zijn van Antarctica, kon worden vastgesteld dat ze nucleobasen bevatten die niet afkomstig zijn uit de omgeving waarin de ruimtestenen werden gevonden. Zo bleek de concentratie van de moleculen in de meteoriet enorm veel hoger te zijn dan in het ijs waarin de ruimtesteen was gevonden. In drie gevallen bleek het zelfs te gaan om bepaalde nucleobase-analogs (purinen) die op aarde relatief zeldzaam zijn.

De ontdekking ondersteunt het vermoeden dat de bouwstenen van het leven op aarde afkomstig zijn uit de kosmos, en dat de allereerste fasen van de 'biogenese' - het ontstaan van leven - in de interstellaire ruimte heeft plaatsgevonden. Dat zou betekenen dat de kans groot is dat ook elders in het heelal leven voorkomt.

11-08-2011

Verstoppertje spelen in de tijd

De meeste onzichtbaarheidsmantels zijn bedoeld om voorwerpen te verbergen. Maar Amerikaanse onderzoekers hebben er één gemaakt waarmee je gebeurtenissen aan het oog kunt onttrekken. Is de ultieme bankoverval nu te plegen?


De onzichtbaarheidsmantel van Harry Potter blijft voorlopig fantasie, maar wetenschappers zijn inmiddels in staat kleine objecten onzichtbaar te maken, hoewel alleen voor enkele golflengtes van het licht. Afbeelding: © Harry Potter Wiki

Wat een timing. Net nu de laatste film van de Harry Potterserie in de bioscoop draait, komen wetenschappers met een nieuw soort onzichtbaarheidsmantel op de proppen.

Sinds een aantal jaar proberen wetenschappers – naar het voorbeeld van Harry Potter – om voorwerpen onzichtbaar te maken. Niet dat ze in de weer zijn met oude, magische kleden die je over je heen werpt om aan iemands oog te ontsnappen. Als wetenschappers praten over een onzichtbaarheidsmantel gaat het om speciale materialen, zogenaamde metamaterialen, waarmee je de richting van licht kunt manipuleren.

De truc daarbij is om lichtgolven om een voorwerp heen te buigen, zodat het voorwerp zelf niet te zien is. Inmiddels hebben wetenschappers op deze manier al voorwerpen – hoewel zeer kleine – laten verdwijnen met bepaalde golflengtes licht. Een nieuwe generatie mantels is nu in aankomst. Maar het doel hiervan is om in plaats van voorwerpen, gebeurtenissen te laten verdwijnen.

Gat in het licht
Ook bij het verbergen van een gebeurtenis draait alles om manipulatie van lichtgolven. Eerder dit jaar beschreven de natuurkundigen Martin McCall en Paul Kinsler van Imperial College in het tijdschrift Journal of Optics hoe je dat moet aanpakken. Het idee is dat je een bundel licht in tweeën splitst. De kortere golflengtes van het licht, zoals de kleur blauw, versnel je, en de langere golflengtes van het licht, zoals de kleur rood, vertraag je. Zo ontstaat een ‘gat’ in het licht. Volgens McCall en Kinsler kun je in dit gat een gebeurtenis verbergen: de ene helft van het licht arriveert namelijk vóórdat hier iets gebeurt, de andere helft erna. Breng je de twee delen van het licht vervolgens weer bij elkaar, dan is wat er in het gat gebeurde voor niemand te zien. Je kunt tenslotte alleen iets waarnemen als licht hiervan afketst en in je oog terecht komt.

Splitsende lichtbundels?
Het splitsen van licht is goed te begrijpen door de lichtdeeltjes van een bundel licht (fotonen) voor te stellen als achter elkaar rijdende auto’s (zie onder). Als het achterste deel van de rij auto’s een beetje afremt en de voorste auto’s iets versnellen, ontstaat een gat. Dat gat kan net groot genoeg zijn voor iemand (in dit geval een kip) om over te steken. Het gat verdwijnt weer als het achterste verkeer versnelt en weer aansluit. Voor een automobilist die verder naar achteren (links buiten het plaatje) rijdt, is er geen gat. Naar zijn idee is de kip nooit overgestoken, want er is geen bewijs van dat dit is gebeurd.


Afbeelding: © Paul Kinsler, Imperial College London

Het werkt (maar kort)
Nu hebben onderzoekers van Cornell University (VS), onder leiding van Moti Fridman, voor het eerst zo’n timecloak – zoals men een onzichtbaarheidsmantel voor gebeurtenissen noemt – gebouwd. Ze hopen hierover te publiceren in het tijdschrift Nature, maar de voorpublicatie staat al op ArXiv.org. Het team van Fridman heeft een opstelling gemaakt die doet wat McCall en Kinsler voorstelden.


De opstelling van Fridman en collega’s van College University. Kleuren als blauw en paars worden versneld door de lens, rood en geel vertraagd. Een tweede lens brengt de kleuren weer bijeen. De groene bol stelt de verborgen gebeurtenis voor. Let op de assen: de verticale as stelt de tijd voor. Afbeelding: © Moti Fridman et al.

Het licht komt in pulsen uit een laser. Een speciale ‘tijdlens’ splitst een inkomende lichtbundel in twee delen door bepaalde golflengtes te versnellen en andere te vertragen. Bij deze lens is de brekingsindex afhankelijk van de tijd (bij een gewone lens is de brekingsindex afhankelijk van de plaats waar het licht de lens binnenkomt). Een tweede tijdlens doet precies het omgekeerde en brengt de lichtbundel weer bij elkaar. In het midden bevindt zich het ‘gat in de tijd’, waarin je een gebeurtenis kunt verstoppen.

Het team heeft bewezen dat de mantel werkt. Een gebeurtenis – in dit geval interferentie van het licht met een andere lichtbundel – was onzichtbaar toen de mantel ‘aan’ stond, en zichtbaar als de mantel ‘uit’ stond. Minpunt is wel dat deze gebeurtenis slechts 110 nanoseconden verborgen kon blijven. Dat is zo kort, dat we dat met onze eigen ogen zelfs al niet kunnen zien. In dit geval merk je dus niet eens dat er iets is verstopt. Volgens Fridman is een langere tijdsduur in theorie haalbaar, maar langer dan 1,25 microseconde is met deze opstelling onmogelijk, denkt hij. Dit vanwege beperkingen in de gebruikte apparatuur.


Het beroven van kluizen met behulp van een timecloak behoort nog niet tot de mogelijkheden. Afbeelding: © Flickr / damiandude

Andere beperkingen
Desalniettemin is FOM-onderzoeker Femius Koenderink enthousiast over het experiment. “Ik heb het artikel met interesse gelezen”, laat hij weten. “Het is zonder twijfel een uitstekend en origineel experiment.” Hij ziet echter, naast de werking voor korte tijdsduren, ook andere beperkingen.

“De gebeurtenis is alleen onzichtbaar voor één bepaalde kleur”, zegt hij. “Zou je bij een andere kleur kijken, dan zie je de gebeurtenis wel. Dat geldt overigens ook voor de al bestaande onzichtbaarheidsmantels, waarbij voorwerpen alleen voor bepaalde golflengtes onzichtbaar zijn. In sommige toepassingen hoeft dit echter geen bezwaar te zijn, zoals in nauwbandige telecommunicatie.”

Fridman heeft ongetwijfeld een leuk stuk speelgoed in handen, maar de vraag is of het echt toepassingen oplevert. De ideale bankoverval – door met een timecloak het leeghalen van de kluis te verbergen – is in ieder geval niet aan de orde. Harry Potter heeft voorlopig nog altijd de beste onzichtbaarheidsmantel in handen.

Bron:
•M. Fridman e.a., Demonstration of temporal cloaking, arxiv.org/abs/1107.2062 (opgestuurd naar Nature)

(Kennislink)

12-08-2011

Technologisch hoogstandje moet pleisters vervangen

Wetenschappers hebben een pleister ontwikkeld die het onderscheid tussen elektronica en biologie doet vervagen. Verwacht wordt dat het niet alleen een revolutionaire stap is binnen de medische wereld, maar dat het ook gevolgen krijgt voor de manier waarop we gamen, informatie verzamelen en zelfs spioneren.


De EES lijkt op een tijdelijke tatoeage

Dat meldt het Amerikaanse wetenschappelijke vakblad Science.

De micro-elektronica is ontwikkeld door een internationaal team afkomstig uit de Verenigde Staten, China, en Singapore en heeft de naam 'EES' (epidermal electronic system) gekregen.

Betrouwbaar
Volgens de wetenschappers zal hiermee niet alleen de traditionele pleister vervangen worden. Ook de 'ouderwetse' elektrodes gaan plaats maken voor dit medische wondermiddel. Nu moeten patiënten nog aan grote machines vastliggen met allerlei kabels, draden en sensoren. De pleister kan, zonder dat de patiënt het merkt, de hartslag, de hersenen, spierweefselactiviteit en temperatuur opmeten.

De pleister is dunner dan de diameter van een hoofdhaar en zit vol met elektronische sensoren. Het wordt op ongeveer dezelfde manier bevestigd als een tijdelijke 'tatoeage' bij kinderen, waardoor het een onderdeel van de huid lijkt te worden.

De wetenschappers verwachten dan ook dat de meetresultaten betrouwbaarder worden dan in het verleden omdat de patiënt zich meer op zijn of haar gemak voelt.

Stemtechnologie
De pleister kan ook op de keel worden aangebracht waar het de activiteit van de stembanden kan meten. Deze toepassing is te gebruiken voor mensen die keelproblemen hebben maar ook binnen andere sectoren. Videospelletjes die reageren op stemcommando's antwoorden op de elektronische pleister met een nauwkeurigheid van 90 procent.

Dit wordt mogelijk gemaakt door een zeer kleine antenne. Ook radio's en computers zouden hierdoor op de pleister aangesloten kunnen worden. Volgens de wetenschappers is het niet ondenkbaar dat in de toekomst de iPad aan de huid kan worden vastgemaakt.

Door Tjeerd Ritmeester

(Elsevier)

14-08-2011

Kruising tussen beeldscherm en papier

Deze zomer won een Taiwanees instituut een belangrijke onderzoeksprijs voor een nieuw type display: flexibel, herschrijfbaar, met helder beeld en amper stroomverbruik. Dit zou je echt elektronisch papier kunnen noemen.

Het maken van een flexibel display – alsof je je computermonitor oprolt – wordt ook wel de ‘heilige graal’ van het beeldschermonderzoek genoemd. Aan de ene kant omdat die techniek veel praktische toepassingen kent, bijvoorbeeld als krant die gedurende de dag ververst (zie het filmpje hieronder) of behang dat je per dag kunt aanpassen.


Maar wat misschien nog belangrijker is: als het scherm oprolbaar is, kun je het ook ‘aan de rol’ produceren. Nu komen beeldschermen stuk voor stuk langs op de lopende band, wat veel tijd, materiaal en ruimte kost. Daar kun je flink op besparen wanneer schermen als een grote rol verwerkt worden.

Onderzoekers van het Industrial Technology Research Institute (ITRI) in Taiwan ontwikkelden een apparaat dat aardig in de buurt komt. Ze wonnen er deze zomer een R&D 100 Award mee, een belangrijke prijs in de onderzoekswereld. Het ‘papier’ is in feite een variant op de bekende platte televisieschermen. Door net iets andere componenten te gebruiken, konden ze het scherm met plastic maken in plaats van glas. En dat maakt het geheel flexibel. Hier zie je een reportage over hun ‘i2R e-paper’.

LCD, maar dan anders
De meeste platte televisie- en computerschermen die je nu ziet, zijn LCDs, Liquid Crystal Displays. Het e-paper van ITRI is ook een LCD, alleen dan met ander type kristallen. Het scherm bevat chirale moleculen. Dat zijn moleculen die je niet kunt spiegelen: als je zo’n molecuul op zijn eigen spiegelbeeld legt, dan past het niet (zoals met je rechter- en linkerhand).

Wenteltrap van kristallen
Een LCD bestaat uit twee glasplaatjes met daarop polarisatiefilters, die alleen licht doorlaten dat in een bepaalde richting ‘golft’. Tussen de glasplaatjes zit een laag met vloeibare kristallen (liquid crystals). Deze moleculen hebben een langwerpige vorm en door ribbels in de glasplaatjes wijzen ze in verschillende richtingen: de onderste kristallen staan in een hoek van 90° ten opzichte van de bovenste, als een soort wenteltrap. Hierdoor zal het licht dat door de bovenste polarisatiefilter komt ook 90° graden draaien, waardoor het de tweede filter kan passeren.


Afbeelding: © Mingxia Gu

Als er spanning op de LCD wordt gezet, dan ‘ontdraaien’ de kristallen. Het licht draait dan ook niet meer en komt hierdoor niet door de onderste filter. Door het scherm op te delen in kleine vakjes (pixels) en de spanning op bepaalde plekken aan of uit te zetten, kun je op deze manier bepalen waar er wel en niet licht te zien is. Zo maak je een beeld op het scherm.


In een LCD rangschikken dit type kristallen zich in nette lagen, in tegenstelling tot ‘gewone’ vloeibare kristallen. Het zijn net torentjes, waarbij de moleculen op één laag allemaal dezelfde kant op wijzen, maar de wijsrichting steeds iets verschilt van de laag erboven. Na een aantal lagen is de wijsrichting helemaal rond geweest, die afstand heet de ‘pitch’.


Chirale moleculen rangschikken zich in lagen, waarbij ze telkens (met z’n allen) een net iets andere kant op wijzen. Als de kristallen weer precies zo staan als in het begin, is één ‘pitch’ afgelegd. Afbeelding: © Shopsowitz et al., 2010

.Aan en uit
Het aan- en uitzetten van pixels werkt bij een chiraal LCD (ChLCD) anders dan bij een normaal LCD. De kristallen vormen nu een ‘planar texture’ of een ‘focal conic texture’. In het eerste geval staan de torentjes naast elkaar met de as loodrecht op de glasplaat. Als ze in deze stand staan, zal inkomend licht grotendeels teruggekaatst worden, doordat de wet van Bragg optreedt. Voor licht met een golflengte gelijk aan de pitch is de reflectie maximaal. De planar texture is de ‘aan’-stand van de LCD: pixels met kristallen in deze formatie geven licht.


In de linker pixel staan de kristallen in planar texture: inkomend licht wordt grotendeels weerkaatst en de pixel staat dus aan. De rechter pixel geeft geen licht, doordat de kristallen in focal conic texture staan. Afbeelding: © Mingxia Gu

.De kristallen ordenen zich in de focal conic texture als er spanning op het materiaal wordt gezet. Elk torentje met moleculen staat dan in z’n geheel schuin, alsof de kristallen zijn omgevallen. In deze stand weerkaatst inkomend licht elke kant op en slechts een deel gaat terug door de bovenste glasplaat. Het meeste licht ‘verdwijnt’ naar achteren en dit is dan ook de ‘uit’-stand (de pixel blijft zwart).

Om de kristallen te laten terugkeren naar de planar texture, wordt het elektrische veld versterkt. Op een bepaald moment rangschikken de kristallen zich dan niet meer per laag in een andere richting, maar gaan ze allemaal loodrecht op de glasplaat staan. Dit heet de homeotropic texture, een soort tussenfase. Wanneer het elektrisch veld vervolgens weer sterk afzwakt, schieten de kristallen terug in de planar texture.

Backlight
Vloeibare kristallen geven zelf geen licht, dus er is altijd licht van achter naar voren nodig om beeld op het scherm te tonen. Daarvoor kun je in principe een spiegel gebruiken die het inkomend licht naar voren reflecteert, maar polarisatiefilters absorberen zoveel licht dat er te weinig overblijft voor een helder beeld. Daarom wordt er een lamp gebruikt in plaats van een spiegel: de zogenaamde backlight.

Lekker zuinig
Hoewel een ChLCD misschien erg lijkt op een gewoon LCD, zijn er een paar cruciale verschillen. Allereerst gaat het niet meer om het al dan niet doorlaten, maar om het al dan niet terugkaatsten van licht. Dat betekent dat er geen backlight nodig is en dat bespaart een hoop energie.

Ook zijn polarisatiefilters overbodig: de kristallen hoeven alleen maar in de juiste formatie gezet te worden om te wisselen tussen ‘aan’ en ‘uit’. Dat scheelt aanzienlijk in de lichtopbrengst, waardoor het beeld van een ChLCD heel helder is, ook al is er geen backlight.

Een ChLCD is nog eens extra zuinig omdat chirale kristallen twee stabiele standen hebben. Hierdoor kunnen ze zonder spanning op het scherm te hoeven zetten, zowel in de planar texture als in de focal conic texture blijven staan. Er is alleen maar spanning nodig om van de ene naar de andere stand te schakelen.

Dit is niet het geval bij een normaal LCD. Gewone vloeibare kristallen blijven niet in de ‘ontdraaide’ stand staan wanneer de spanning eraf gaat. Om beeld te tonen is bij een ‘gewone’ LCD dus wèl voortdurend stroom nodig.


Het backlight bevat tegenwoordig vaak led-verlichting, waardoor het scherm nog platter kan. Dat zie je hier: links staat een gewone LCD en rechts een LED-tv (wat dus nog steeds een LCD is). Afbeelding: © Flick: ikelee/yum9me

.De Taiwanese onderzoekers hebben het schakelen in hun e-paper echter nóg zuiniger weten te maken. Het scherm wordt weliswaar elektrisch gewist, maar beschreven door middel van warmte. Dat wil zeggen dat er geen elektrisch veld nodig is om pixels aan te zetten. In plaats daarvan worden de kristallen tijdelijk verwarmd tot een bepaalde temperatuur en hierdoor schieten ze van de focal conic texture terug in de planar texture. De kristallen reflecteren weer licht en de pixel staat aan. Het scherm is dus ‘beschreven’ door het te verwarmen.

Flexibel scherm in de winkel
De helderheid en energiezuinigheid zijn natuurlijk prettig, maar voor onderzoekers is het belangrijkste voordeel van ChLCDs dat de constructie – zonder backlight en polarisatiefilters – veel eenvoudiger is. Dat maakt ze namelijk geschikt om flexibel uit te voeren. De vloeibare kristallen komen dan tussen lagen van plastic in plaats van glas. Daarvoor worden de kristallen wel eerst omgevormd tot ‘druppeltjes’, omdat ze anders wegstromen tijdens het buigen.


Een flexibel ChLCD van Kent Displays. Door de kristallen te omhullen en er druppeltjes van te maken, kan het geen kwaad als het scherm buigt. Afbeelding: © Khan et al., 2007

.Verschillende bedrijven hebben al werkende prototypes van het systeem, waaronder dus het ITRI. De schermen rollen echter alleen op kleine schaal van de lopende band. Dat komt doordat het aansturen van de kristallen in de praktijk niet eenvoudig is. De hoeveelheid spanning en/of warmte luistert heel nauw en onderzoekers moeten dit eerst goed onder de knie krijgen voordat de ChLCDs in het groot uitgevoerd kunnen worden.

Daarnaast is een wetenschappelijk prototype iets heel anders dan een product voor de consumentenmarkt. ChLCDs voor thuis en onderweg moeten bijvoorbeeld tegen veel meer bestand zijn (vette vingers, regendruppels, hoge of juist lage temperaturen, etc.) en er moet een fabriek zijn die ze in grote hoeveelheden kan produceren. Het ITRI gaat daar nu aan werken en de onderzoekers verwachten het e-paper over ongeveer twee jaar in de winkel te hebben.

Bronnen
•Crawford, ‘Flexible Flat Panel Displays’, John Wiley & Sons Ltd, Chichester, UK, 2005
•Yang et al., ‘Bistable Cholesteric Reflective Displays: Material and Drive Schemes’, Ann. Rev. Mat. Sci., 27, 117-222, 1996. doi:10.1146/annurev.matsci.27.1.117
•Khan et al., ‘Recent progress in flexible color reflective cholesteric displays’, Soc. Inf. Display 16, 245, 2008. doi:10.1889/1.2841857

(Kennislink)

23-08-2011

Belg laat kogelvrije huid inplanten

Geert Verbeke uit België wil als eerste mens ter wereld een stukje kogelvrije huid laten implanteren. Het gaat om een project van de Nederlandse onderzoekster en kunstenares Jalila Essaïdi.


Foto: Thinkstock Essaïdi exposeert al jaren bij Verbeke (57), die galeriehouder is.

''Ik doe het voor de kunst'', zegt hij dinsdag in de krant De Standaard. Hij moet nu op zoek naar een chirurg voor de implantatie in zijn arm. Tot nu toe weigerden Nederlandse en Belgische specialisten.


Het is de bedoeling dat huidcellen van Verbeke worden versterkt met spinnenzijde, dat als vijf keer sterker geldt dan staal en de kunststof kevlar. Daarna wordt het weefsel geïmplanteerd.

Essaïdi won in Nederland een prijs van 25.000 euro voor haar project. Zij werkte samen met het Universitair Medisch Centrum van Leiden.

© ANP

(nu.nl)

26-08-2011

Drummen met papieren blokjes Het virtuele tastbaar maken

Zin om eens wat anders dan een muis te gebruiken achter de computer? Download dan het ‘Audio d-touch’-systeem. Knutsel een stel papieren blokjes in elkaar, zet ze op een A4-tje voor een webcam en zie daar je elektronische drumstel.


Audio d-touch. Afbeelding: © d-touch

We leven tegenwoordig in twee werelden: de echte en cyberspace. Onderzoekers van de University of Southampton (en met hen nog vele anderen) streven ernaar de grens tussen die werelden te vervagen.

Nu moeten we speciale technieken aanleren om op de computer iets uit te voeren. Zonde, vinden de onderzoekers. Ze wijzen er bijvoorbeeld op dat mensen van nature goed zijn in het vastpakken en hanteren van objecten. Als je zorgt dat je die vaardigheid ook kunt benutten in cyberspace, wordt het leven daar een stuk gemakkelijker.

Zo ontstond het idee voor Audio d-touch, een computersysteem om muziek mee te maken; alleen dan zonder muis, toetsenbord of monitor. Onder het toeziend oog van een webcam produceer je geluid door blokjes met symbolen op een vlak te verplaatsen. Dr. Enrico Costanza van de University of Southampton bedacht het systeem, en deze week presenteerde zijn onderzoeksteam de nieuwste versie.


Tastbare digitale informatie
Audio d-touch is een zogenaamde tangible user interface (TUI). Een user interface (UI) is de link tussen een systeem en de gebruiker. Bij een computerprogramma is dat bijvoorbeeld het venster met de informatie en de knoppen. Aangezien dat grafische elementen zijn (de knoppen zijn getekend), heet zo’n interface ook wel graphical user interface (GUI). Audio d-touch daarentegen is niet getekend, maar bestaat uit tastbare objecten. Vandaar de aanduiding tangible, wat ‘tastbaar’ betekent.

Een typisch voorbeeld van een TUI is een ouderwets telraam, waarbij je kralen heen en weer schuift om een som uit te rekenen. De kralen en het schuiven zijn tastbare representaties van iets virtueels (de getallen en de rekensom). Er is hierdoor geen onderscheid tussen invoer en uitvoer, zoals je dat wel hebt bij een muis en een computer.


Links het principe van een GUI: de digitale informatie (het model) kun je via een muis besturen (controle) en bekijken via de monitor (weergave). Er is een strikte scheiding tussen in- en uitvoer. Rechts het principe van een TUI: de digitale informatie (het model) wordt gerepresenteerd door tastbare en niet-tastbare objecten die je direct kunt manipuleren. Er is geen onderscheid tussen in- en uitvoer. Afbeelding: © Ulmer en Ishii, 2000

Bij het telraam werk je direct met het daadwerkelijke systeem en heb je geen ‘tussenstation’ met daarbij een eventuele ‘vertaling’ nodig. Dat maakt een TUI bijzonder. Natuurlijk zijn een muis en een keyboard ook tastbare objecten, maar ze maken geen deel uit van de user interface. Het zijn middelen om de interface mee te bedienen.

Aan de slag
Om geluid te produceren met Audio d-touch, heb je een paar dingen nodig. Een computer (met daarop het drumstelprogramma), speakers, een webcam, een speelbord en blokjes met symbolen. Die laatste twee items hoef je niet speciaal te kopen: de onderzoekers hebben het allemaal zo gemaakt dat je er met een beetje doe-het-zelven wel uitkomt. Op hun site vind je pdf-bestanden die je gratis kunt downloaden. Dat zijn in feite bouwtekeningen. Je print ze uit en knutselt vervolgens zelf de blokjes in elkaar. Het speelbord – wat officieel ‘het interactieve vlak’ heet – is niets anders dan een A4-tje met een patroon erop.


Componeren doe je op het speelveld. Als je bijvoorbeeld wilt beginnen en eindigen met een slag op de snare drum, zet je in rij twee een blokje in de eerste en laatste kolom. Afbeelding: © d-touch

.Nu kun je gaan componeren door blokjes op het speelbord te plaatsen. De locatie bepaalt de muziek: de rij correspondeert met een bepaald druminstrument en de kolom geeft aan wanneer je dat instrument hoort. Het programma speelt voortdurend van links naar rechts af wat jij op het speelbord hebt neergezet.

Informatieve symbolen
De kern van het drumsysteem is het herkennen van wat er op het speelbord staat. Dat doet het programma (het d-touch-gedeelte) aan de hand van de symbolen op de blokjes, en de positie van de blokjes op het speelbord. Die symbolen staan vast, want je print ze zo uit, maar oorspronkelijk werd d-touch ontwikkeld om gebruikers zélf herkenningssymbolen te laten ontwerpen.


Ook leuk voor ons
Herkenningstekens, zoals streepjescodes of QR-codes, bevatten alleen informatie voor het apparaat dat ze scant; het teken zegt ons niets. De QR-code hiernaast zou net zo goed naar een bloemenwinkel kunnen verwijzen als naar een dierentuin. Een herkenbaar symbool zou echter direct informatief zijn en meer aanspreken. Verschillende tekens zijn dan ook beter te onderscheiden.

Zelf ontwerpen heeft z’n voordelen, maar het symbool moet wel herkenbaar zijn voor een computer. Om dat voor elkaar te krijgen, gebruikt d-touch herkenning op basis van topologie, in plaats van geometrie. Oftewel, het is niet van belang hoe het teken eruit ziet (geometrie), maar wel hoe het symbool is opgebouwd. De illustratie hieronder legt het uit:


Het symbool is met oranje omlijnd. Het is opgebouwd uit een wit vlak (a) met daarop een aantal zwarte vlakken (b, e en f), waarvan er eentje (b) weer twee witte vlakken bevat (c en d). Ernaast zie je deze opbouw weergegeven in een boomstructuur. Afbeelding: © Constanza en Huang, 2009

Elk symbool kun je vertalen naar een ‘opbouwboom’ (region adjecency tree) en die boom gebruikt het systeem om een teken terug te vinden in een database.


De onderzoekers vroegen mensen ook foto’s op te sturen om te laten zien hoe ze Audio d-touch thuis gebruiken. Op deze foto zie je dat het ook werkt met platte vlakjes. Afbeelding: © Constanza et al., 2010

Werkt ook thuis
De makers van Audio d-touch hebben de tekens voor het drumsysteem vooraf bedacht, zodat je er direct mee aan de slag kunt. En dat is tevens het hoofddoel van het onderzoek: er bestaan weliswaar betere en uitgebreidere systemen, maar Audio d-touch is goedkoop en gemakkelijk zelf te maken. Hierdoor kunnen de onderzoekers ook goed nagaan wat echte gebruikers ervan vinden.

Tijdens het spelen verstuurt het systeem informatie over het gebruik naar de onderzoekers. Die kunnen daarmee analyseren wat er wel en niet goed gaat. Sinds de lancering in 2009 is Audio d-touch door meer dan vierhonderd mensen gebruikt en dat heeft waardevolle informatie opgeleverd.

Zo blijkt dat mensen het systeem snel begrijpen en ermee kunnen werken, maar dat het herkennen soms niet goed gaat door slechte belichting. In de nieuwe versie is hier speciaal op gelet. Ook bleek dat gebruikers meestal maar kort met het programma speelden, omdat het drumstel te weinig mogelijkheden bood. Maar het feit dat mensen daarover klagen en niet over de besturing, geeft aan dat de TUI zijn werk in feite goed doet.

Bronnen
•Costanza et al., ‘Ubicomp to the Masses: A Large-scale Study of Two Tangible Interfaces for Download’, 2010 ACM Conference on Ubiquitous Computing.
•Costanza and Huang, ‘Designable visual markers’, CHI ’09: Proceedings of the 27th international conference on Human factors in computing systems, pp. 1879-1888
•Ullmer et al., ‘Emerging frameworks for tangible user interfaces’, IBM Syst. J. 39, 3-4, 915-931, juli 2000. doi:=10.1147/sj.393.0915

(Kennislink)

09-09-2011

Opgesloten wetenschapper rekent op zuurstof van planten


© afp

Een Britse geoloog gaat zich vrijwillig 48 uur laten opsluiten in een luchtdichte kamer. Om te ademen rekent hij op de zuurstof die tientallen planten in de kamer van 12 vierkante meter zullen produceren. Iain Stewart, professor aan de universiteit van Plymouth, begint op 16 september aan zijn experiment met een laptop, een hangmat en een hometrainer.

Zowel binnen als buiten de kamer zal speciale verlichting opgesteld worden die de nodige energie moet leveren aan de planten voor fotosynthese. De hoeveelheid zuurstof en koolstofdioxide die geproduceerd wordt, zal minitieus opgevolgd worden en Stewart zelf zal met sensoren uitgerust worden om de toestand van zijn vitale organen in het oog te houden.

Het is de eerste keer dat dit experiment op een mens wordt uitgetest. Omstreeks 1770 toonde wetenschapper Joseph Priestly al wel eens aan dat een muis kon overleven in een luchtdichte kamer die is volgestouwd met planten, maar niet in een kamer zonder planten.

Het experiment zal gefilmd worden voor een BBC-documentaire. "We gaan vaak voorbij aan het feit dat planten erg belangrijk zijn voor het in stand houden van leven op aarde", zegt producer Andrew Thompson. "Met deze documentaire hopen we de kijkers aan te tonen hoe cruciaal planten eigenlijk wel zijn." (hlnsydney/sps)

(HLN)

hier verder

Wetenschap & Technologie in het Nieuws 2