Wetenschap en Technologie in het nieuws

11-11-2009

Joint veroorzaakt chaotische hersengolven



Na het roken van cannabis verslechtert het geheugen tijdelijk. Dat was al bekend, maar de oorzaak niet. Onderzoek van de Universiteit Utrecht heeft nu uitgewezen dat na een flinke haal van een sterke joint bepaalde hersengolven door elkaar gaan lopen met als resultaat een minder goed functionerend werkgeheugen. Dat maakte de universiteit woensdag bekend.

In het werkgeheugen van de hersenen wordt tijdelijke informatie opgeslagen. Een voorbeeld is het intoetsen van een telefoonnummer dat je net hebt gehoord. De Utrechtse onderzoekers lieten proefpersonen na het roken van een zeer sterke joint een kort rijtje cijfers onthouden. De inmiddels stonende vrijwilligers werd gevraagd of een bepaald getal in het rijtje voorkwam. Ze deden er twee keer zo lang over dan zonder roes.

De onderzoekers kwamen er na metingen achter dat de zogenaamde thètagolven door elkaar gingen lopen. Er ontstond als het ware een chaos die bleek samen te hangen met de afname van het werkgeheugen. Dat de mens een telefoonnummer voor korte tijd kan onthouden, komt door de herhaling van deze informatie tussen twee pieken van thètagolven. Wanneer die pieken wegvallen door cannabisgebruik, werkt het werkgeheugen minder goed. Thètagolven, die een snelheid van vier tot acht golven per seconde hebben, worden ook vaak gemeten tijdens lichte slaap

(depers.nl)

12-11-2009

'Mens kan uitsterven door opeenvolging van rampen'

AMSTERDAM - De mensheid kan waarschijnlijk alleen uitsterven door een opeenvolging van catastrofes. Dat heeft een Amerikaans onderzoek uitgewezen.
Onderzoekers van de Universiteit van Colorado Denver ontwikkelden een model om in te schatten welke rampen er moeten plaatsvinden om de gehele mensheid uit te roeien.

Voor elke ramp die aan het model werd toegevoegd, berekenden ze eerst de mogelijke impact, zoals bijvoorbeeld het aantal doden dat zou kunnen vallen bij een pandemie en de tijd die er overheen zou gaan om een kernoorlog te ontketenen.

Uit het onderzoeksmodel bleek dat alleen een combinatie van meerdere catastrofes zou kunnen leiden tot een totale vernietiging van de mensheid, zo meldt Discovery News.


Meteorietinslag

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Futures.

De onderzoekers noemen enkele voorbeelden van series van rampen die de mens fataal kunnen worden. Zo zouden een pandemie, een oorlog, de opwarming van de aarde én een meteorietinslag mogelijk kunnen leiden tot het uitsterven van de mensheid als ze in relatief korte tijd plaatsvinden.

Eén of twee catastrofes zijn volgens het onderzoeksmodel niet voldoende om alle mensen op aarde uit te roeien.


Aanpassing

De mensheid heeft haar lot volgens de wetenschappers dan voor een groot deel in eigen hand.

“De capaciteit om nieuw gedrag aan te leren in nieuwe omgevingen zorgt ervoor dat mensen bijna altijd in staat zullen zijn om te overleven.”, zo verklaart hoofdonderzoeker Tobin Lopes op Discovery News.


Evolutie

“Ik denk dat het vermogen tot snelle aanpassing uniek is voor de mens”, aldus Lopes. “Andere soorten evolueren ook wel om hun kansen tot overleving te vergroten, maar daar is veel meer tijd voor nodig.”

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

13-11-2009

Bewustzijn gesignaleerd

Bewuste blik is zichtbaar in het brein

Iedereen weet uit eigen ervaring hoe het ‘voelt’ om je ergens bewust van te zijn. Maar wat gebeurt er in de hersenen, bijvoorbeeld als je bewust ergens naar kijkt? Elke keer hetzelfde, ontdekten Amerikaanse wetenschappers.

Het bewustzijn is en blijft een groot raadsel. Je moet heel hard zoeken om een wetenschapper te vinden die bereid is om te beweren dat we zelfs maar in de buurt van een verklaring zijn voor dit fenomeen.

Maar er wordt wel hard aan gewerkt, en met resultaat. Het wordt bijvoorbeeld steeds duidelijker wat er in je hoofd gebeurt als er zich bewuste processen afspelen. Zo beschreef Raphaël Gaillard eerder dit jaar hoe bewust kijken leidt tot de integratie van verschillende hersendelen. Verschillende processen gaan dan synchroon lopen en zetten weer ander hersendelen aan tot extra activiteit.

Aaron Schurger borduurde samen met een aantal collega’s voort op dit gegeven, en ontdekte dat er elke keer hetzelfde in je hoofd gebeurt als je meerdere malen bewust ergens naar kijkt. Kijk tien keer naar het eerste plaatje naast dit artikel, en de hersenactiviteit – in je temporale kwabben, om precies te zijn – is tien keer hetzelfde.

Logisch, denk je dan in eerste instantie. Je ogen krijgen elke keer dezelfde informatie binnen, dat moet bijna wel tot overeenkomstige hersenactiviteit leiden. Maar dat hoeft helemaal niet. Want als je onbewust een aantal malen naar hetzelfde object kijkt, dan leidt dat niet elke keer tot dezelfde activiteit in het brein.

Kleurenspel
Hoe kwam Schurger daar achter? Je kunt moeilijk tegen iemand zeggen: kijk eens een paar keer onbewust naar een plaatje. De onderzoekers gebruikten een leuk foefje om dat probleem te omzeilen. In het kort komt het erop neer dat je het linker- en het rechteroog twee identieke plaatjes voorschotelt, maar de kleuren van het tweede plaatje precies omgedraaid zijn ten opzichte van de eerste. Bewust denk je dan een eenkleurig vlak te zien. Maar onbewust heb je de plaatjes wel degelijk waargenomen.

De onderzoekers lieten de proefpersonen tekeningen zien van een gezicht en van een huis. Om de hersenactiviteit bij bewust kijken te meten, lieten ze beide ogen van de proefpersonen hetzelfde plaatje zien. Om de onbewuste activiteit te meten, kreeg linkeroog een oranje gezicht of huis te zien met een groene omgeving, en het rechteroog een groen gezicht of huis met een oranje omgeving. Bewust zagen ze daardoor alleen een geel vlak, maar elk oog afzonderlijk zag de groene of oranje afbeelding.

Dit trucje stelde de onderzoekers in staat om met een hersenscanner te kijken naar het verschil in activiteit bij bewust en onbewust kijken. Bij onbewuste waarneming van de plaatjes was de hersenactiviteit elke keer anders, maar bij bewust kijken elke keer hetzelfde. Een bewuste actie is daardoor herkenbaar in het brein.

Bewusteloos of bij bewustzijn?
Dat geeft onderzoekers een handvat om vast te stellen of iemand bij bewustzijn is. Schurger hoopt dat zijn onderzoek het mogelijk gaat maken om vast te stellen of mensen die onder narcose of in coma liggen alweer bij bewustzijn aan het komen zijn, ongeveer zoals de Argentijnse blaastest dat ook doet.

Maar voor mensen die zijn geïnteresseerd in het probleem van het bewustzijn, is dit onderzoek ook zonder zijn praktische toepasbaarheid al interessant genoeg. Het licht namelijk weer een tipje van de sluier op van het mysterie dat bewustzijn heet.

Bouwe van Straten

Aaron Schurger e.a., ‘Reproducibility distinguishes conscious from nonconscious neural representations’, in Science, 13 november 2009.

(Noorderlicht)

quote:

'Universal' Programmable Two-Qubit Quantum Processor Created

ScienceDaily (Nov. 15, 2009) — Physicists at the National Institute of Standards and Technology (NIST) have demonstrated the first "universal" programmable quantum information processor able to run any program allowed by quantum mechanics -- the rules governing the submicroscopic world -- using two quantum bits (qubits) of information. The processor could be a module in a future quantum computer, which theoretically could solve some important problems that are intractable today.

The NIST demonstration, described in Nature Physics, marks the first time any research group has moved beyond demonstrating individual tasks for a quantum processor -- as done previously at NIST and elsewhere -- to perform programmable processing, combining enough inputs and continuous steps to run any possible two-qubit program.

The NIST team also analyzed the quantum processor with the methods used in traditional computer science and electronics by creating a diagram of the processing circuit and mathematically determining the 15 different starting values and sequences of processing operations needed to run a given program. "This is the first time anyone has demonstrated a programmable quantum processor for more than one qubit," says NIST postdoctoral researcher David Hanneke, first author of the paper. "It's a step toward the big goal of doing calculations with lots and lots of qubits. The idea is you'd have lots of these processors, and you'd link them together."

The NIST processor stores binary information (1s and 0s) in two beryllium ions (electrically charged atoms), which are held in an electromagnetic trap and manipulated with ultraviolet lasers. Two magnesium ions in the trap help cool the beryllium ions.

NIST scientists can manipulate the states of each beryllium qubit, including placing the ions in a "superposition" of both 1 and 0 values at the same time, a significant potential advantage of information processing in the quantum world. Scientists also can "entangle" the two qubits, a quantum phenomenon that links the pair's properties even when the ions are physically separated.

With these capabilities, the NIST team performed 160 different processing routines on the two qubits. Although there are an infinite number of possible two-qubit programs, this set of 160 is large and diverse enough to fairly represent them, Hanneke says, making the processor "universal." Key to the experimental design was use of a random number generator to select the particular routines that would be executed, so all possible programs had an equal chance of selection. This approach was chosen to avoid bias in testing the processor, in the event that some programs ran better or produced more accurate outputs than others.

Ions are among several promising types of qubits for a quantum computer. If they can be built, quantum computers have many possible applications such as breaking today's most widely used encryption codes, such as those that protect electronic financial transactions. In addition to its possible use as a module of a quantum computer, the new processor might be used as a miniature simulator for interactions in any quantum system that employs two energy levels, such as the two-level ion qubit systems that represent energy levels as 0s and 1s. Large quantum simulators could, for example, help explain the mystery of high-temperature superconductivity, the transmission of electricity with zero resistance at temperatures that may be practical for efficient storage and distribution of electric power.

The new paper is the same NIST research group's third major paper published this year based on data from experiments with trapped ions. They previously demonstrated sustained quantum information processing and entanglement in a mechanical system similar to those in the macroscopic everyday world. NIST quantum computing research contributes to advances in national priority areas, such as information security, as well as NIST mission work in precision measurement and atomic clocks.

In the latest NIST experiments reported in Nature Physics, each program consisted of 31 logic operations, 15 of which were varied in the programming process. A logic operation is a rule specifying a particular manipulation of one or two qubits. In traditional computers, these operations are written into software code and performed by hardware.

The programs did not perform easily described mathematical calculations. Rather, they involved various single-qubit "rotations" and two-qubit entanglements. As an example of a rotation, if a qubit is envisioned as a dot on a sphere at the north pole for 0, at the south pole for 1, or on the equator for a balanced superposition of 0 and 1, the dot might be rotated to a different point on the sphere, perhaps from the northern to the southern hemisphere, making it more of a 1 than a 0.

Each program operated accurately an average of 79 percent of the time across 900 runs, each run lasting about 37 milliseconds. To evaluate the processor and the quality of its operation, NIST scientists compared the measured outputs of the programs to idealized, theoretical results. They also performed extra measurements on 11 of the 160 programs, to more fully reconstruct how they ran and double-check the outputs.

As noted in the paper, many more qubits and logic operations will be required to solve large problems. A significant challenge for future research will be reducing the errors that build up during successive operations. Program accuracy rates will need to be boosted substantially, both to achieve fault-tolerant computing and to reduce the computational "overhead" needed to correct errors after they occur, according to the paper.

As a non-regulatory agency of the U.S. Department of Commerce, NIST promotes U.S. innovation and industrial competitiveness by advancing measurement science, standards and technology in ways that enhance economic security and improve our quality of life.

Bron: ScienceDaily.

16-11-2009

Nijlpaarden maken krokodil af



In het Serengetipark in Tanzania heeft een Tsjechische fotograaf het kiekje van zijn leven gemaakt. De 45-jarige Vaclav Silha stond met zijn fototoestel aan de oevers van de Nijl foto's te maken van ongeveer 50 badende nijlpaarden, toen plots een hevig gevecht uitbrak tussen de nijlpaarden en een krokodil.

Zelden ruzie
De twee diersoorten gaan zelden met elkaar in conflict, maar kunnen wel eens ruzie krijgen wanneer een reptiel te dicht bij een nijlpaardjong komt. Dat was ook nu het geval, waardoor een horde nijlpaarden de krokodil omsingelde. Opeens liep de krokodil over de ruggen van de nijlpaarden weg, "mogelijk omdat het dier dat als enige uitweg zag," zegt de fotograaf. "Ik kon mijn ogen niet geloven. Het was de àllerslechtste keuze voor de krokodil, en absoluut zijn laatste."

Woest
De nijlpaarden werden woest, en de krokodil maakte meermaals kennis met hun verwoestende bijtkracht. Hun beet kan verschillende tonnen druk uitoefenen, en daar is zelfs een krokodillenpantser niet tegen bestand. Het dier was meteen dood, en dreef weg met de stroom. (sam)













(HLN)

17-11-2009

Halve Chinees is hele kerel



De Chinees Peng Shuilin verbaast de medische wereld. Zijn halve lichaam moest worden geamputeerd nadat de 37-jarige man werd overreden door een vrachtwagen.



Peng verbleef twee jaar in het ziekenhuis in Shenzhen en onderging een massa operaties. Nagenoeg al zijn vitale organen moesten immers 'omgeleid' worden. Ook heeft hij leren lopen met een prothese.

Winkel geopend
De man is intussen uitgegroeid tot een waar rolmodel voor andere andersvaliden. Hij heeft een discount-supermarkt geopend met de naam 'Halve Man - Halve Prijzen'. In zijn rolstoel en met zijn lichaamslengte van 78 centimeter geeft de man lezingen over het (over)leven met een handicap.

Positieve instelling
Bij zijn jongste medisch onderzoek is gebleken dat Peng Shuilin fitter is dan de meeste andere mannen van zijn leeftijd. "Volgens ons is hij de enige persoon ter wereld die een dergelijke ingrijpende amputatie heeft overleefd", aldus Lin Liu van het Bujie ziekenhuis. Volgens de ziekenhuisdirecteur heeft hij dit te danken aan zijn positieve instelling. (eb)

(HLN)

19-11-2009

Hoe het brein ons telkens weer voor de gek houdt



Zien is een gecompliceerde wisselwerking tussen oog en brein. Met alle maffe gevolgen van dien.

Kijk strak naar een van de blokjes in de bovenste rij van bovenstaande illustratie. De lijnen daaronder en -boven zijn kaasrecht. Maar de andere blokjes en lijnen staan duidelijk schots en scheef. En toch, kijk naar een blokje tussen een ander stel lijnen, en prompt lopen daar de lijnen recht en alle andere lijnen scheef. Een visuele illusie die aantoont dat we niet in staat zijn om te ‘zien’ wat er te zien valt. Alles wat buiten ons centrale gezichtsveld valt, buiten dat hele kleine stukje van het netvlies dat werkelijk ‘scherp’ kan zien, blijft vaag, en wordt door het brein slechts globaal bekeken en geïnterpreteerd, volgens een aantal basisregels. Zo veroorzaakt het verschoven blokjespatroon een illusie van diepte, van verschuiving naar achteren, en prompt ‘denkt’ ons brein dat die vage lijnen wijken, dan wel samenkomen.

Het brein ziet niks. Het enige wat het van de ogen ontvangt is een immense stroom visuele prikkels, en daar probeert het iets van te maken. Het construeert de werkelijkheid om ons heen – de diepte, kleuren, voorwerpen waarvan wij zo naïef denken dat die zich ‘buiten onszelf’ bevinden. En dat grotendeels op basis van onze ervaring, opgedaan in de eerste levensjaren. Jonge proefdieren die nooit een cirkel of een verticale lijn te zien kregen, zullen die op latere leeftijd ook nooit ‘zien’. Wie blind geboren is, en op latere leeftijd de kans krijgt om dankzij een operatie toch weer te zien, doet er verstandig aan dat aanbod af te wijzen. Zien wordt dan een ware nachtmerrie.

Dat ‘constructievermogen’ van het brein kan wegvallen, of juist veel te sterk worden, bijvoorbeeld als gevolg van een beroerte. In het eerste geval (visuele agnosie) herkent het slachtoffer geen voorwerpen meer, maar ‘ziet’ alleen lijnen, onderdelen. In het andere geval (het syndroom van Bonnet) raakt de visuele wereld van het slachtoffer bevolkt door hardnekkige, haarscherpe hallucinaties van huisdieren, vrienden of zelfs kabouters. Voor de patiënt verwarrende, deprimerende ervaringen.

Dat onvolmaakte ‘constructievermogen’ van ons brein staat aan de basis van de tientallen intrigerende vormen van gezichtsbedrog. De kleur van de maan van de Italiaanse psychologe Paola Bressan geeft niet alleen een heldere uitleg over hoe ons brein werkt, maar bevat ook vele kleine kaders waarin ze laat zien hoe datzelfde brein de mist in gaat, en waarom. Niet alleen diepte, ook dat wat wij in een oogopslag ‘zien’, zoals beweging, of een bepaalde kleur, is vaak niet meer dan een interpretatie op basis van onze ervaring. Het zijn stuk voor stuk intrigerende, ontluisterende ervarinkjes. Wie Bressan gelezen heeft, gelooft zijn ogen niet meer

(depers.nl)

22-11-2009

17.650 nieuwe diersoorten gevonden in diepzee


Een zeekomkommer op 2,750 meter diepte in de Golf van Mexico. Foto AP

Onderzoekers hebben sinds 2000 al meer dan 17.650 nieuwe diersoorten ontdekt in de diepzee. Dat maakte de Census of Marine Life, een internationaal onderzoeksproject dat tien jaar duurt en dat in oktober volgend jaar wordt afgesloten, vandaag bekend.

Link - Bekijk een overzichtskaart van de zoektocht
Link - Lees meer over het project

De dieren, die nog niet eerder werden gecategoriseerd, leven in totale duisternis. Het zonlicht dringt door tot ongeveer 200 meter onder de zee- en oceaanspiegel. Het gaat onder meer om weekdier- en wormachtigen, garnalen, krabben, zeesterren, koralen en kwallen met de omvang van een walvis. Sommige dieren beschikken over verlichting, om hun weg te vinden of om prooien te lokken.

De meeste nieuwe soorten leven op diepten die variëren van 200 tot 1.000 meter. Ruim 5.700 van de recent ontdekte soorten werden aangetroffen op meer dan een kilometer onder de golven. „De diversiteit van het leven in de diepzee is veel, veel groter dan we tot nog toe aannamen”, aldus Robert Carney van de Universiteit van Louisiana, die een deelstudie leidt van de Census of Marine Life.


De wetenschappers zijn bij hun zoektocht tot 5000 meter diep gegaan en maakten daarbij onder meer gebruik van camera's aan kabels, sonartechnologie en onderzeeboten.


(nrc)

23-11-2009

'Wereld vergaat pas in 2220'

De profetie dat de wereld in december 2012 vergaat is gebaseerd op een rekenfout. Als de onheilstijding al werkelijkheid wordt, zal dat pas in 2220 zijn. Dat zeggen wetenschappers in het novembernummer van het tijdschrift NWT Natuurwetenschap& Techniek.


Wie op Google 2012 intikt krijgt 189 miljoen hits, waarvan de meeste gaan over het einde der tijden of over het aanbreken van een nieuw spiritueel tijdperk. De onheilsprofeten en newage-aanhangers baseren zich op de Mayakalender. Die zou aflopen op 21 december 2012. De zwartkijkers gaan er van uit dat onze tijd er dan op zit en de wereld vergaat.


Recent onderzoek van archeologen, astronomen en wiskundigen laat echter zien dat die datum helemaal niet klopt. De kalender van de Maya's loopt pas twee eeuwen later af, aldus NWT. Het probleem is dat het Zuid-Amerikaanse indianenvolk de Maya's niet één maar vier kalenders hanteerde, die allemaal even ingewikkeld waren. Bovendien hadden de Spaanse overheersers destijds alle geschreven teksten over de jaartellingen verbrand. Wat overbleef waren in steen gebeitelde aanwijzingen.

Fout

Het ging mis bij de vertaling van de Maya-kalender naar de Greenwich Mean Time (GMT) , de huidige standdaardtijd. De Duitse aardwetenschapper Andreas Fuls rekende het nog eens na en concludeerde dat het einde van de Maya-kalender pas in 2220 valt. En hij gaat er van uit dat de telling dan gewoon weer bij het begin begint. De Maya-'eindtijd' zou daardoor sinds het ontstaan van de aarde al zo'n 150.000 keer moeten hebben plaatsgevonden.


De meer spiritueel ingestelden geloven dat op 21 december 2012 de kosmische hemelpoort openzwaait. De zon klimt dan naar zijn hoogste punt en staat dan gelijk aan de denkbeeldige evenaar van de Melkweg. Het zou maar eens in de 25.800 jaar gebeuren dat de zon dat doet tijdens de winterwende. Astronoom Louis Strous van de Universiteit Utrecht is nuchterder dan de new age-aanhangers. Dit gebeurt elke paar duizend jaar weer'', zegt hij. Bovendien bestaat er helemaal niet zoiets als een exacte 'evenaar' van de Melkweg, aldus Strous in NWT.


Hoe de wereld zal vergaan als de onheillsprofeten wel gelijk hebben is te zien in de speelfilm 2012. Regisseur Roland Emmerich heeft op gebied van special effects alles uit de kast gehaald om de rampspoed uit te beelden. Vanaf 11 november draait de Hollywood-productie in Nederland.

Rectificatie 23 november 2009: Een eerdere versie van dit ANP-bericht had als kop ''Wereld vergaat pas in 2208''. Dit was onjuist door verkeerd verstrekte informatie en is aangepast in '2220'.

(nrc)

quote:

Eerste botsing deeltjes in LHC

In de grootste deeltjesverneller op aarde, de Large Hadron Collider (LHC) van het Europees instituut voor deeltjesonderzoek CERN in Genève, zijn vandaag voor het eerst deeltjes op elkaar gebotst. Deze proefbotsingen vonden plaats bij lage energie en worden door wetenschappers omschreven als "een grote prestatie".

De 27 kilometer lange, ringvormige deeltjesversneller is afgelopen vrijdag weer in bedrijf genomen, nadat deze vorig jaar defect raakte. Afgelopen vrijdag slaagden wetenschappers erin om deeltjes met de klok mee door de LHC te laten bewegen. Gisteren lukte het om deeltjes de andere kant op te laten bewegen. Vanmiddag om half twee was echter het grote moment daar: twee bundels met deeltjes reisden tegelijkertijd in tegengestelde richting door de LHC.

Volgens Steve Myers, manager van het LHC-project, verkeert het apparaat in uitstekende toestand. Op een persconferentie toonde hij beelden van de kwaliteit van de deeltjesbundelsbundels.

Door te bestuderen wat er gebeurt als elementaire deeltjes op elkaar botsen, hopen wetenschappers inzicht te krijgen in de kleinste bouwstenen van materie. Om de juiste effecten te zien, moeten de botsingen echter plaatsvinden met deeltjes die dusdanig versneld zijn dat ze een hoge energie hebben. In december zullen de magneten die voor deze versnelling moeten zorgen worden ingeschakeld. Dat is een kritische stap, omdat de LHC daardoor vorig jaar defect raakte.

De LHC raakte vorig jaar defect door een kortsluiting in een verbinding tussen twee magneten. Daarop volgde een heliumexplosie. Na ruim een jaar is de LHC nu hersteld en weer op zijn bedrijfstemperatuur van 1,9 graden boven het absolute nulpunt gebracht. De installatie van veiligheidskleppen in het heliumsysteem moet de versneller in de toekomst voor een vergelijkbare ramp behoeden.

FOK!frontpage

quote:

Op maandag 23 november 2009 23:56 schreef MPG het volgende:

[..]

FOK!frontpage

De LHC deeltje 2

24-11-2009

Klimaatcomplot niet aangetoond



Anonieme klimaatactivisten stalen duizenden mails, die het bewijs zouden vormen dat wetenschappers liegen. ‘Het is een zielige actie.’

Een rotstreek. Dat was de algemene reactie van de klimaatwetenschappers die vorige week het slachtoffer waren van een fikse inbraak in de server van de Climate Research Unit van de universiteit van East Anglia. Anonieme klimaatactivisten stalen duizenden oude e-mails (tot dertien jaar oud; alles bij elkaar 600 megabyte) van de server van het instituut, om te bewijzen dat wetenschappers wereldwijd onderdeel uitmaken van een al even wereldwijd complot gericht op het opblazen en overdrijven van de gevolgen van het broeikaseffect.

Duizenden wetenschappers staan voor aap. Plotsklaps kan iedereen meegenieten van hun flauwe grappen, hun vreugde bij het overlijden van een tegenstander, het dagelijkse gezeur, gezeik en gescheld van wetenschappers onder elkaar. Het is geen verheffende lectuur. Maar een complot?

Niet van Bush

De mooiste aanwijzingen ontbreken. Er zitten geen mailtjes van George W. Bush tussen die wetenschappers opdraagt om te liegen (want anders…). Geen ruzies over steekpenningen. Geen bekentenissen. In plaats daarvan moet de lezer in argwaan geraken van een handjevol door de actievoeders geselecteerde citaten die vuil spel zouden suggereren: collega’s die elkaar aanraden om bepaalde collega’s te mijden, of om meetseries niet mee te nemen omdat ze roet in het eten zouden gooien. Veel wordt gemaakt van het feit dat klimaatwetenschapper Phil Jones in een mailtje schrijft een ‘trick’ te gebruiken om een bepaald resultaat te bereiken – maar een trick betekent in de wetenschap helaas niet veel meer dan ‘handigheidje’, in dit geval om nieuwe en oude meetseries te combineren.

Geen toeval

Dat actievoerders juist nu deze mails op straat gooien is geen toeval. Over twee weken start de milieuconferentie van Kopenhagen. Talrijke milieuorganisaties organiseren acties om regeringen onder druk te zetten en harde afspraken te maken over de uitstoot van CO2. De mails moeten bewijzen dat dat niet nodig is, dat de wetenschappers liegen. De anonieme hackers probeerden de mails, opgeborgen in een server in Rusland, te downloaden op de site realclimate.org (een site van en voor klimaatwetenschappers). De beheerders staken daar een stokje voor en waarschuwden de CRU dat er bij ze was ingebroken. Het is een zielige actie, aldus realclimate. ‘Als uit hun verband gerukte citaten moeten bewijzen dat er niks aan de hand is met het klimaat, dan hoeven we die opvatting niet serieus te nemen.’

(depers.nl)

quote:

Op dinsdag 17 november 2009 02:34 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
17-11-2009

Halve Chinees is hele kerel
[...]
[ afbeelding ]

Peng verbleef twee jaar in het ziekenhuis in Shenzhen en onderging een massa operaties. Nagenoeg al zijn vitale organen moesten immers 'omgeleid' worden. Ook heeft hij leren lopen met een prothese.

Winkel geopend
De man is intussen uitgegroeid tot een waar rolmodel voor andere andersvaliden. Hij heeft een discount-supermarkt geopend met de naam 'Halve Man - Halve Prijzen'. In zijn rolstoel en met zijn lichaamslengte van 78 centimeter geeft de man lezingen over het (over)leven met een handicap.

Positieve instelling
Bij zijn jongste medisch onderzoek is gebleken dat Peng Shuilin fitter is dan de meeste andere mannen van zijn leeftijd. "Volgens ons is hij de enige persoon ter wereld die een dergelijke ingrijpende amputatie heeft overleefd", aldus Lin Liu van het Bujie ziekenhuis. Volgens de ziekenhuisdirecteur heeft hij dit te danken aan zijn positieve instelling. (eb)

(HLN)

Halve man, halve prijzen

Whahaha! OMG

De Royal Society heeft onlangs een aardige site gelanceerd met oa. een aantal klassieke wetenschappelijke publicaties.

02-12-2009

'Beleid Bert Koenders houdt Afrika arm'

Onderzoeker Wiet Janssen heeft het beleid van minister Bert Koenders (PvdA, Ontwikkelingssamenwerking) en clubs als Cordaid en Oxfam-Novib onderzocht en wat blijkt: ontwikkelingshulp zoals die nu wordt gegeven, houdt Afrika arm.


Er is forse kritiek vanuit de wetenschap op beleid Koenders. Hier helpt hij een Afrikaanse boer met de oogst

Janssen promoveert morgen met zijn onderzoek 'Management of the Dutch development cooperation' aan de Universiteit Twente. Hij is een externe promovendus.

Omgekeerd
Landen die veel hulp krijgen, ontwikkelen zich niet sneller dan landen die het zonder hulp moeten stellen. Het is eerder omgekeerd, aldus Janssen, die vijf jaar aan zijn onderzoek heeft gewerkt.

Janssen werkte zelf ruim achttien jaar bij ontwikkelingsprojecten. Hij heeft voor zijn onderzoek het beleid van Koenders bestudeerd en officiële documenten van grote hulporganisaties als Oxfam-Novib en Cordaid.

Afrikaanse kinderen
Ook heeft hij het werk van tal van adviesorganen, onderzoeksinstituten, particuliere initiatieven en handelsafspraken onderzocht. Janssen heeft noodhulp en conflictbestrijding niet in zijn onderzoek betrokken.

Volgens Janssen moet ontwikkelingshulp radicaal anders worden. Afrikaanse kinderen moeten al op jonge leeftijd leren hoe ze ondernemer kunnen worden.

Subsidie
Op de basisschool moeten ze al een vak leren waarmee ze een redelijk inkomen kunnen verdienen. Dat zijn volgens de promovendus wel zinvolle maatregelen, die kunnen leiden tot blijvende armoedevermindering in het armste deel van de wereld.

Gisteren was de laatste dag dat de hulpclubs hun aanvraag voor een nieuwe subsidie van Koenders konden indienen. De organisaties willen, zoals viel te verwachten, veel geld. Meer dan Koenders heeft te besteden: tot 500 miljoen euro.

Door Robin van der Kloor

(Elsevier)

03-12-2009

'Alle mannen kijken porno (vanaf hun tiende)'

Uit een Canadees onderzoek blijkt dat alle mannen porno kijken. In eerste instantie gingen de onderzoekers op zoek naar mannen die nog nooit porno hadden gekeken, maar die konden ze nergens vinden.


Gemiddeld kijkt de vrijgezelle man twee uur per week porno

Het onderzoek werd gehouden door de Universiteit van Montreal in Canada, zo meldt de Britse krant The Daily Telegraph.

De onderzoekers komen tot de conclusie dat alle mannen wel eens naar porno hebben gekeken. Voor het onderzoek werd onder meer een groep heteromannen van rond de twintig gevraagd op welke leeftijd zij voor het eerst porno keken. Hieruit kwam een gemiddelde leeftijd van tien jaar.

Consumptie
Zo’n negentig procent van de pornoconsumptie heeft plaats op het internet, de rest van de porno wordt gehuurd bij de videotheek.

Vrijgezelle mannen kijken gemiddeld 40 minuten achter elkaar porno, ongeveer drie keer in de week. Mannen in een relatie kijken ongeveer twee keer in de week 20 minuten porno.

Harmonie
'De pornografie heeft de opvattingen van de mannen over vrouwen en hun relaties niet veranderd. De mannen waren zelfs erg conventioneel in hun pornogebruik en willen vooral een harmonieuze relatie met vrouwen,' aldus professor Simon Lewis Lajeunesse.


Door Roseline Lemoine

(Elsevier)

08-12-2009

‘Muziek van Mozart stimuleert groei van premature baby’s’

AMSTERDAM – Baby’s die te vroeg geboren zijn, groeien mogelijk sneller als ze regelmatig een compositie van Mozart te horen krijgen. Dat beweren Israëlische onderzoekers in een nieuwe studie.
De wetenschappers van het Tel Aviv Sourasky Medical Center onderzochten de invloed van de muziek van Mozart op de stofwisseling van 20 ongeboren baby’s.

Ze lieten de kinderen twee opeenvolgende dagen gedurende dertig minuten luisteren naar een ‘Baby Mozart’ cd waarop composities van Mozart worden afgewisseld met babygeluidjes.

Gewichtstoename

Tijdens het luisteren naar de muziek verliep de stofwisseling van de baby’s volgens de onderzoekers gemiddeld met 10 tot 13 procent langzamer, zo meldt persbureau Reuters. Een vertraagde stofwisseling leidt over het algemeen tot een toename van het gewicht.

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Pediatrics.


Sceptisch

Volgens hoofdonderzoeker Ronit Lubetzky wijst het experiment er op dat het luisteren naar de muziek van Mozart een positieve invloed heeft op het gewicht van premature baby's.

Andere wetenschappers zijn echter sceptisch, omdat de Israelische onderzoekers alleen de stofwisseling van de baby’s hebben gemeten en geen daadwerkelijke gewichtstoename.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

08-12-2009

Mobiel bellen leidt niet tot tumoren


Mobiel bellen vergroot de kans op een hersentumor niet Foto Wonderlane / Flickr

Er is geen enkele aanwijzing dat mobiele telefonie het risico op een hersentumor vergroot. Dat schrijven Deense onderzoekers in het Journal of the National Cancer Institute (3 december). De Denen doorzochten de Scandinavische kankerstatistieken voor de periode 1974-2003, waarbij ze keken naar de twee meest algemene typen hersentumoren: glioom en meningeoom. Zo’n 60.000 van de 16 miljoen volwassen Scandinaviërs kregen in die periode een van die typen hersentumor.

Mobiele telefonie, zo schrijven de onderzoekers in het artikel, nam halverwege de jaren negentig plotseling sterk toe. Als mobiele telefoons werkelijk hersentumoren zouden veroorzaken, zoals sommigen vermoeden, dan zou je dat in de statistieken moeten kunnen terugzien. Dat is echter niet het geval, concluderen de Denen. Het aantal hersentumoren nam in die periode weliswaar licht toe, maar die trend is niet sterker geworden na de intrede van de mobiele telefonie.

Er is nog maar weinig bekend over de oorzaken van hersentumoren. Er zijn slechts twee bekende oorzaken – ioniserende straling en erfelijke aandoeningen zoals neurofibromatose – maar die verklaren samen maar een klein percentage van de tumorgevallen. Elektromagnetische straling uit mobiele telefoons is een vaak genoemde boosdoener, maar een biologische verklaring daarvoor ontbreekt. Bovendien is dit vermoeden nooit wetenschappelijk bevestigd. Integendeel: voorlopige studies uit Scandinavië en Groot-Brittannië toonden geen verband aan tussen mobiele telefonie en hersentumoren. Het nu gepubliceerde Deense onderzoek, tot nu toe het grootste in zijn soort, keek voor het eerst naar de langere termijn.

De Denen durven niet stellig te concluderen dat mobiele telefonie geen hersentumoren veroorzaakt. Ze houden een slag om de arm. Misschien, zo schrijven ze, wordt het effect pas na meer dan tien jaar duidelijk. Of misschien zijn er bepaalde subgroepen van mensen die wel een verhoogd risico lopen, bijvoorbeeld door erfelijke aanleg of doordat ze extreem vaak mobiel telefoneren, maar zijn er specifiekere en grotere studies nodig om dat effect aan te tonen. Zelf zetten ze hun onderzoek in elk geval voort.

(nrc)

09-12-2009

Hoera, weer nieuwe genen ontdekt

Wie denkt dat alle genen van de mens nu allemaal wel zo’n beetje in kaart zijn gebracht, heeft het mis. Deze week rapporteren Chinese wetenschappers in het tijdschrift Nature Biotechnology nieuwe genen te hebben gevonden. Die genen zijn goed voor het immuunsysteem en de reukzin, maar wat ze precies doen is nog een mysterie.

Het totale genoom van de mens, een DNA-kaart eigenlijk, werd in het jaar 2003 voor het eerst gepubliceerd, met dank aan onderzoekers van het zogenaamde Human Genome Project. Groot nieuws, want nu wisten we hoeveel genen een mens had, waar die genen zitten, en voor een groot deel wat ze doen. Sindsdien is het menselijk genoom een onmisbaar stukje gereedschap om genetische aanleg voor ziekten en andere menselijke eigenschappen op te sporen. Kleine triomf voor de wetenschap dus, dat menselijk genoom.


Een genoom ontrafelen is voornamelijk laboratoriumwerk. Afbeelding: © Darren, DA Creative Photography, Flickr.com

.Maar ondanks de triomf was het menselijk genoom nog niet compleet. De DNA-kaart was voornamelijk gebaseerd op Amerikaans DNA. En dan mis je natuurlijk wat. Daarom schatten wetenschappers dat er tot dusver 99 procent aan menselijk DNA was in kaart was gebracht. We missen dus nog een procentje.

Inmiddels proberen onderzoekers dat gat langzaam maar zeker te vullen, en deze week maken Chinese biologen een grote stap daarin. Voor de verandering spitten zij het DNA van een Aziaat en een Afrikaan door: ze vonden enkele honderden nieuwe genen. Dat schrijven de Chinezen onder leiding van Jian Wang in het vooraanstaande tijdschrift Nature Biotechnology.

De nieuwe genen blijken nieuwe erfelijke informatie te bevatten voor onder meer het immuunsysteem, de reukzin en de manier waarop het lichaam genen aan- en uitzet. Dat blijkt uit een computeranalyse, die voorspelt wat het lichaam doet als zo’n gen aangaat, en uit vergelijkingen met dierlijk DNA.

De onderzoekers denken dat de genen nuttig zijn, omdat hetzelfde soort genen vaker in de natuur voorkomen. Een behoorlijk deel van de nieuw ontdekte genen vonden de wetenschappers ook in apen. Ondanks dat het genoom van chimpansees en mensen al 2,5 miljoen jaar hun eigenlijk evolutie hadden, zijn deze genen min of meer hetzelfde gebleven. Blijkbaar was het iets waard om ze te bewaren.

Of de nieuwe genen écht belangrijke lichaamsfuncties uit kunnen voeren, hebben de Chinezen nog niet onderzocht. De wetenschappers verwachten dat wanneer de genen eenmaal onder de loep worden genomen, deze nieuwe manieren kunnen opleveren om ziekten te bestrijden. Zo weten de biologen vrij zeker dat de genen informatie bevatten over het eiwit mucine – misschien wel interessant, want mucine is in sommige gevallen gerelateerd aan kanker.

In totaal vonden de Chinezen vonden tussen de nieuwe stukjes DNA – dat waren zo’n 40 miljoen DNA-letters oftewel baseparen – maar liefst 200 nieuwe genen in het Aziatische genoom, en 155 in het Afrikaanse.

Overigens is nu nog steeds niet het volledige menselijke genoom ontrafeld. Maar: DNA analyseren wordt steeds goedkoper, en wetenschappers verwachten dat ze voor het eind van deze eeuw de grootste geheimen over onze genetische aanleg boven water krijgen

(Kennislink)

10-12-2009

"Wetenschappers ontdekken ‘reuzenvirus’

AMSTERDAM – Franse onderzoekers hebben een reuzenvirus geïsoleerd dat is opgebouwd uit genetisch materiaal van planten, dieren en bacteriën.

© ANP De onderzoekers van de universiteit van Aix-Marseille ontdekten het nieuwe virus in amoebes, eencellig organismen die als parasiet kunnen voorkomen bij zowel mensen als dieren.

Het DNA van het ‘reuzenvirus’ bestaat uit maar liefst 368.000 basenparen en bevat genetisch materiaal van planten, dieren, bacteriën en andere virussen, dat zich in de amoebe kon combineren tot een nieuw organisme, zo meldt AFP.

Microscoop

De ontdekking van het nieuwe virus wordt beschreven in het wetenschappelijk tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.

Het organisme, dat de naam Marseillevirus heeft gekregen, is volgens de onderzoekers het op vier na grootste virus ter wereld. Het organisme heeft een diameter van 250 nanometer (ongeveer 250 miljoenste millimeter) en is daardoor zichtbaar door een gewone optische microscoop.

De wetenschappers vermoeden dat amoebes een belangrijke bron zullen zijn voor de creatie van meer reuzenvirussen, omdat de organismen zich voeden met bacteriën en en virussen van verschillende soorten.


Ziekteverwekker

“Dit virus is een totaal nieuwe virale vorm”, zo verklaarde hoofdonderzoeker Didier Raoult tegen persbureau AFP.

“In amoebes is een proces van permanente creatie aan de gang, waardoor er een nieuw repertoire van virussen kan ontstaan. De reuzenvirussen kunnen uiteindelijk ziekteverwekkers worden als ze zich specialiseren”, aldus Raoult.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

10-12-2009

Lekker vies

Weg met de angst voor bacteriën

Eten van de vloer? Het vuil onder de nagels laten zitten? Als je het met de hygiëne niet al te nauw neemt, heeft je kind later minder kans op astma en zelfs hartproblemen, laten twee studies zien.

Een boterham met jam die aan haar jurk plakt. Eendenkroos in het haar. Haar smerige hondje dat voortdurend op haar schoot springt. Floddertje uit Annie M.G. Schmidts gelijknamige boek is misschien wel het vieste meisje dat er is. Is het erg dat zij elke dag een flinke hap bacteriën binnen krijgt?

Het is juist goed, suggereren twee studies deze week. Zo'n bacterieshot kan het afweersysteem van kinderen en zelfs ongeboren kinderen een trap onder de kont geven. Dat kan later niet alleen allergieën en astma, maar ook ontstekingsreacties, zoals hart en vaatziekten, voorkomen. Dat is 2-0 voor de 'hygiëne hypothese'.

Werkeloos
Ons afweersysteem is ontworpen om bacteriën en andere indringers uit te schakelen. Maar als we, zo zegt de 'hygiëne hypothese', tijdens onze jeugd weinig bacteriën tegenkomen, zit dat afweersysteem zonder werk. Het krijgt dan te weinig bacterietraining. En kan dan later op ongepaste momenten een aanval inzetten tegen minder gevaarlijke deeltjes zoals huisstof, met een allergie of ontsteking tot gevolg.

Melanie Conard en Harals Renz van de Phillips University in het Duitse Marburg lieten zien dat babymuizen van 'vieze' muizenmoeders beter beschermd zijn tegen astma. Conard liet zwangere muizen de bacterie Acinetobacter lwoffii inademen. Dit micro-organisme komt veel voor op bijvoorbeeld boerderijen. Het afweersysteem van de moeders activeerde "Toll-like" receptoren (TLR's) - een soort bacteriesensoren. Hoe het kan is nog een raadsel, maar de TLR's beschermden de muizenkinderen beter tegen astma, zeggen Conard en Renz.

Vieze kinderen
En ook kinderen die zelf op jonge leeftijd met bacteriën in aanraking komen, lijken beter beschermd tegen ziekten. Thomas McDade en collega's van de Northwestern University (VS) bekeken de gegevens van 1534 Filippijnse kinderen uit het stadje Cebu, waar de hygiëne een stuk minder overspannen is dan in westerse steden.

McDade zag dat kinderen die in hun eerste twee levensjaren meer bacteriële infecties hadden, als volwassen minder van het eiwit C-reactive protein (CRP) in hun bloed hadden. Dit eiwit is een signaalstof voor ontstekingen. Bovendien is er steeds meer bewijs dat hart- en vaatziekten onder meer veroorzaakt worden door een chronische ontsteking. 'Vieze' kinderen die gezond geboren worden, hebben later minder kans om hartproblemen te ontwikkelen, zegt McDade.

Ook parasieten en virussen
De Filippijnse studie zit goed in elkaar, aldus virologe dr. Foekje Stelma van de Radboud Universiteit. "Maar daar staat tegenover dat CRP een vage signaalstof voor chronische ontsteking is. Er kan van alles aan de hand zijn. Hoe dan ook gebeurt er iets in het lichaam van kinderen die veel met bacteriën in contact komen dat later bescherming biedt."

Zouden ook andere ziekteverwekkers bescherming kunnen bieden? Uit een studie onder Afrikaanse kinderen uit Gabon blijkt dat ook de parasiet schistosoma beschermt tegen allergieën. Stelma: "Waarschijnlijk is het een samenspel tussen bacteriën, virussen, parasieten en andere microben. Het gaat hier steeds om kleine duwtjes die het afweersysteem krijgt. Of een enkele flinke infectie ook beschermend werkt weten we nog niet."

Hypersteriel
De artikelen die pleiten voor de 'hygiëne hypothese' stapelen zich op. Maar er is ook een hoop controverse, aldus Stelma die zelf betrokken was bij onderzoek naar de oorzaak van allergie, waaronder de Maastrichtse KOALA-studie. "Dat komt omdat het ultieme onderzoek naar oorzaak en gevolg langlopend, tijdrovend en vooral duur is. Grote groepen mensen, zoals in de Filippijnse studie, moeten jaren lang gevolgd worden om een zinvolle uitspraak te kunnen doen."

Onze voeding wordt steeds sterieler, we gebruiken antibacteriële zeep, slapen op antibacteriële hoofdkussens, moeders raken in paniek wanneer hun kind een hap zand uit de zandbak neemt. Het mag volgens Stelma wel wat minder met onze angst voor viezigheid. Zelf neemt ze het ook niet zo nauw met de hygiëne. Een overdreven angst voor microben lijkt eerder kwaad dan goed te doen.

Frederique Melman

Melanie Conard, "Maternal TLR signaling is required for prenatal asthma protection by the nonpathogenic microbe Acinetobacter lwoffii F78", Journal Experimental Medicine, 7 december 2009.

Thomas McDade, "Early origins of inflammation: microbial exposures in infancy predict lower levels of C-reactive protein in adulthood", Proceedings of the Royal Society B, 9 december 2009.

(Noorderlicht)

10-12-2009

Zesde zintuig in je bloed?

Voelen zonder de zenuwen in je huid

De menselijke tastzin blijkt een stuk ingewikkelder dan gedacht. Zelfs mensen zonder zenuwen in hun huid kunnen voelen. Dankzij een zintuig in hun bloedvaten en zweetklieren.

Voelen doe je met de zenuwen in je huid. Het was dan ook een mysterie, waar Britse onderzoekers recentelijk tegenaan liepen: twee patiënten van het Pain Research Institute in Liverpool ontbeerden al deze zenuwen. Ze waren daardoor niet in staat om pijn waar te nemen, of die nu werd veroorzaakt door extreme koude, verbranding of gebroken botten. Tegelijkertijd konden ze toch met hun huid warm en koud onderscheiden en aanrakingen waarnemen.

De kwestie was des te opmerkelijker omdat mensen die ongevoelig zijn voor pijn vrijwel nooit in staat zijn om een normaal leven te leiden. Niet alleen verwonden ze zichzelf doorlopend zonder het in de gaten te hebben, de aandoening gaat ook vaak samen met ernstige geestelijke handicaps en een zeer droge huid. Deze twee patiënten daarentegen hadden een gemiddelde intelligentie, verwondden zichzelf niet en zweetten juist bovengemiddeld. Hoe was dat mogelijk?

Het antwoord bleek besloten te liggen in de kleine bloedvaten en zweetklieren in de huid (PAIN, 15 december 2009). Daarin zitten namelijk ook zenuwen. “We wisten al jaren van het bestaan van deze zenuwen, maar namen al die tijd aan dat ze slechts de bloedsomloop en de zweetproductie regelden”, aldus Frank Rice, de neurowetenschapper die het onderzoek leidde. “Deze twee unieke individuen zijn klaarblijkelijk in staat om dingen te voelen met deze zenuwen.”

“Er is dus nog een ander niveau van zintuiglijke waarneming waar we bewust informatie aan kunnen ontlenen”, concludeert Rice. Hij vergelijkt dit ‘zesde zintuig’ met het vermogen om een enkel instrument te kunnen onderscheiden in een groot orkest: “pas als je de aandacht weet af te leiden van je normale tastzin, ben je in staat de verborgen sensaties op de achtergrond waar te nemen.”

Nieuw perspectief
Op dit moment blijft het nog bij deze uitzonderlijke gevallen. Het is dus ook onduidelijk of iedereen over dit zesde zintuig beschikt, of dat het bij deze twee patiënten tot ontwikkeling is gekomen bij gebrek aan het oorspronkelijke tastzintuig – een beetje zoals blinde mensen vaak beter kunnen horen.

Maar ook uitzonderlijke gevallen kunnen de wetenschap soms waardevolle kennis opleveren. Het geval van Phineas Gage bijvoorbeeld – de spoorwegbeambte die een ijzeren staaf door zijn hoofd kreeg, wonder boven wonder in leven bleef, maar wel een totaal andere persoonlijkheid ontwikkelde – heeft veel kennis opgeleverd over de structuur en werking van de hersenen.

Rice hoopt dat zijn onderzoek een nieuw perspectief kan bieden op pijnkwalen als migraine en fibromyalgie. Van die aandoeningen is de oorzaak tot dusver onbekend, waardoor ze moeilijk te behandelen zijn.

Bouwe van Straten

David Bowser e.a., 'Absence of pain with hyperhidrosis: a new syndrome where vascular afferents may mediate cutaneous sensation', in PAIN, 15 december 2009.

(Noorderlicht)

13-12-2009

De vorm van de ruimte

Wat is de vorm van de ruimte om ons heen en hoe kunnen we daar achter komen? Op deze vraag vond de beroemde wiskundige Henri Poincaré in 1904 een gedeeltelijk antwoord, maar hij kon zijn vermoeden niet bewijzen. Honderd jaar later werd zijn vermoeden bewezen door de Rus Grisja Perelman.

De ruimte om je heen ziet er simpel uit: hij strekt zich gelijkmatig en voorspelbaar in drie richtingen of dimensies uit: van boven naar beneden, van achteren naar voren en van links naar rechts. Alles ertussen kan netjes met coördinaten worden vastgelegd via een assenstelsel in deze richtingen. Maar krijg je zo ook een complete beschrijving van onze gehele ruimte?

Het antwoord is nee, want anders zou je ook wel kunnen beweren dat de aarde plat is omdat die er van dichtbij overal min of meer plat uitziet. Pas vanuit de ruimte kun je zien dat de aarde rond is. Als je alleen maar kijkt naar wat je direct om je heen ziet, merk je dat niet. Net zo zou de ruimte als geheel best een bizarre vorm kunnen hebben zonder dat je dat van binnenuit direct kunt zien. We zouden bijvoorbeeld best in een 3-sfeer, de ruimtelijke ‘schil’ van een vierdimensionale bol, kunnen wonen!

Om erachter te komen wat de vorm van ons heelal is, kunnen we niet buiten het heelal stappen. Poincaré zocht daarom naar manieren om achter de vorm van de ruimte te komen zónder die ruimte te hoeven verlaten. Het Poincaré-vermoeden is een poging in die richting.


Henri Poincaré . Afbeelding: Smithsonian Institution Libraries

.Poincaré-vermoeden: als alle wegen met hetzelfde begin- en eindpunt met elkaar verwant zijn en de ruimte is gesloten, dan heeft de ruimte de vorm van een 3-sfeer.

De begrippen ‘verwante wegen’, ‘gesloten’ en ‘3-sfeer’ leggen we verderop uit. Toch zie je waarschijnlijk wel dat het vermoeden een manier aangeeft om in het geval van een ‘3-sfeer’ van binnenuit te ontdekken in wat voor ruimte je zit.

Lagere dimensies
Om te begrijpen wat het Poincaré-vermoeden betekent, onderzoeken we eerst ‘platte ruimten’, zoals het (aard)boloppervlak, waar we wél van buitenaf bovenop kunnen kijken. Om de parallel te blijven zien met de ruimte om ons heen, moeten we het boloppervlak, of welke andere ‘platte ruimte’ dan ook, steeds beschouwen als een ruimte op zichzelf. Zie die ruimte maar als een platte schil waarbinnen kleine platte wezentjes leven die hun ‘ruimte’ zien als een platte vlakte met maar twee echt verschillende richtingen: voor/achter en links/rechts. Deze wezentjes, de platlanders, hebben er geen weet van dat hun wereld eigenlijk een boloppervlak is in een driedimensionale ruimte. De begrippen ‘boven’ en ‘onder’ zijn voor hun totaal niet voorstelbaar. Zo leven wij zelf namelijk ook in onze ruimte met het idee dat er drie richtingen zijn (boven/onder is de derde) zonder een voorstelling of zelfs maar woorden voor een mogelijke vierde richting.

Het aantal onafhankelijke richtingen binnen een ruimte heet de dimensie van die ruimte. Onze eigen ruimte heeft drie dimensies en het oppervlak van een bol maar twee. (Anders dan in het normale spraakgebruik, waarin een boloppervlak wel driedimensionaal wordt genoemd, gaat het in dit stuk steeds over wat je van binnen de ruimte ziet en in het geval van de bol is dat een vlakte, iets tweedimensionaals dus.) Als we over een ruimte praten, dan bepaalt de dimensie precies hoe die ruimte er van binnen voor zijn bewoners uitziet, namelijk ‘plat’ in het geval van de bol en ‘zoals we het kennen’ in onze eigen ruimte. Maar wat de vorm van de ruimte in zijn geheel is, ligt hierdoor nog niet vast.

Lijnlanders
In een ééndimensionale ruimte kun je als bewoner maar één richting op, namelijk naar voren (of naar achteren). Er valt dus niet veel te zien en elkaar inhalen is onmogelijk. Hoewel de ruimte er overal plaatselijk uitziet als een lijn, betekent dit nog niet dat de ruimte in zijn geheel ook een onbegrensde lijn is. Het zou ook een cirkel kunnen zijn, want plaatselijk is er geen verschil tussen een lijn en een cirkel. Van binnenuit is de enige manier om hier achter te komen steeds rechtdoor te lopen en te kijken of je vanzelf weer terugkomt waar je begon.

Omdat het erom gaat wat ‘lijnlanders’ binnenin zien, heeft het geen zin om een ovale, een driehoekige of een cirkelvormige ruimte uit elkaar te houden. In het algemeen zullen we steeds alle ruimten die als elastiekjes opgevat hetzelfde zijn, als hetzelfde beschouwen. Anders gezegd: we kijken door de bril van de topologie, een vakgebied van de wiskunde dat informeel ook wel ‘rubbermeetkunde’ wordt genoemd. We hebben zojuist al alle mogelijke ééndimensionale ruimten beschreven. De aanname dat de ruimte er op alle plaatsen uitziet als een lijn, laat topologisch gezien geen andere globale vormen toe dan een cirkel of een onbegrensde lijn.


Figuur 1 Een torus en twee krakelingen. Illustratie: Marco Swaen

.Platlanders
Voor tweedimensionale ruimten blijkt veel meer mogelijk, zoveel zelfs dat we ons vanaf nu beperken tot gesloten ruimten. Dit zijn ruimten waar je niet oneindig ver van je startpunt kunt komen. In de formulering van het Poincaré-vermoeden hierboven gingen we ook uit van een ruimte die gesloten was. Andere voorbeelden van gesloten ruimten zijn de (ééndimensionale) cirkel en het (tweedimensionale) boloppervlak. Die zijn in zichzelf gesloten, zodat je onmogelijk oneindig ver van huis kunt komen. In een ruimte die bestaat uit een oneindig vlak, kan dit uiteraard wel gebeuren.

Naast het boloppervlak zijn er nog veel meer gesloten tweedimensionale ruimten, bijvoorbeeld de torus. Dat is het oppervlak van een ring of een zwemband, zie figuur 1. Ook krakelingen, oppervlakken met meer dan één gat, zijn mogelijk. De precieze vorm van de ruimte maakt niet uit. Hier gaat het er namelijk om hoe de platlanders die op zo’n oppervlak leven, hun ruimte zouden beschrijven. De gaten, die wij van buitenaf zien, kunnen de platlanders niet waarnemen. Zij kunnen zich de gaten zelfs niet voorstellen, omdat die buiten hun platte ruimte liggen. August Möbius heeft bewezen dat we zojuist álle mogelijke gesloten tweedimensionale ruimten hebben beschreven: het zijn of bollen of krakelingen.


Figuur 2 Paden op de bol en de torus. Illustratie: Marco Swaen

.Verkenningstochten
De vraag die we uiteindelijk voor onze eigen ruimte willen beantwoorden, is hoe je er van binnenuit achter komt wat de vorm van de ruimte is. Platlanders kunnen het antwoord op deze vraag vinden door systematisch door hun ruimte te lopen en hun paden te markeren. Laten we eerst kijken hoe ze op zo’n manier een bol van een torus kunnen onderscheiden, zie figuur 2. In beide ruimten onderzoeken we hoe je van een startpunt S naar een eindpunt E kunt lopen. Van buitenaf is het makkelijk te zien dat er op de torus veel echt verschillende paden van S naar E mogelijk zijn, terwijl op de bol alle paden van S naar E met elkaar verwant zijn. Met verwante paden bedoelen we paden die geleidelijk in elkaar over kunnen gaan, zoals bij een elastiekje, maar natuurlijk zonder de ruimte (het oppervlak) te verlaten, zie figuur 3. De platlanders op de torus kunnen zélf ontdekken dat er paden van S naar E zijn die niet met elkaar verwant zijn. Ze zullen zelfs oneindig veel niet-verwante windingen vinden rond hun torus. Daarmee weten ze zeker dat ze niet op een bol leven. Als het echt goede wiskundigen zijn, kunnen ze na zo’n onderzoek zelfs beredeneren dat er maar één ‘gat’ in hun ruimte zit, dus dat ze op een torus en niet op een krakeling leven!


Figuur 3 Verwante paden. Illustratie: Marco Swaen

.Op dit soort redeneringen baseerde Poincaré ook zijn vermoeden. Hij vroeg zich af of je in de echte ruimte ook zeker weet wat de vorm ervan is als je merkt dat alle wegen met hetzelfde begin- en eindpunt met elkaar verwant zijn. We zullen zien dat er in elk geval één gesloten ruimte is waarin alle wegen met elkaar verwant zijn, namelijk de 3-sfeer. Poincarés vermoeden is dus dat de 3-sfeer de enige gesloten ruimte is met deze eigenschap, net als het boloppervlak (dat je ook wel de 2-sfeer zou kunnen noemen) dat is bij de tweedimensionale gesloten ruimten.

Ruimtelanders
Nu zijn wij zelf de platlanders, of liever gezegd, de ruimtelanders. We weten alleen hoe het is om binnen onze ruimte te zijn, maar dat vertelt ons weinig over de vorm van de ruimte zelf. De beste manier om toch een voorstelling te krijgen van zulke driedimensionale ruimten, zoals de 3-sfeer, is door er kaarten van te maken.


Figuur 4 Kaart van de 2-sfeer (boloppervlak) en van de 3-sfeer. Illustratie: Marco Swaen

.In figuur 4 staan boven bekende kaarten van de wereld, en beneden kaarten van de 3-sfeer. Reizen we van Europa zuidwaarts naar de evenaar, dan weten we dat we daarna vanzelf in het zuidelijk deel van Afrika op de andere kaart uitkomen. We stellen ons dus voor dat de kaarten van het noordelijk en het zuidelijk halfrond (dat zijn twee cirkelschijven) langs hun randen (de evenaar) aan elkaar vastzitten, zodat ze samen de hele globe vormen. Net zo, maar dan met één dimensie meer, moeten we de kaarten van de 3-sfeer lezen. Deze bestaan niet uit twee schijven, maar uit twee massieve bollen die de rol van noordelijk en zuidelijk halfrond spelen. De oppervlakken van de twee bollen zitten weer aan elkaar vast en spelen dus de rol die de evenaar op de globe heeft. Binnen de bollen kun je vrij heen en weer lopen of vliegen. Het ziet er daar heel vertrouwd driedimensionaal uit, zeker als je heel klein bent ten opzichte van de grootte van de bollen.

Hoewel we ons niet direct kunnen voorstellen hoe de 3-sfeer er als geheel uitziet, hebben we zo toch een aardig beeld. De 3-sfeer is de driedimensionale versie van het boloppervlak, zoals de bol weer de tweedimensionale versie van de cirkel is. Op de twee kaarten van de 3-sfeer kunnen we bijvoorbeeld duidelijk zien dat de 3-sfeer net als de bol gesloten is, want je kunt niet oneindig ver wegkomen van je beginpunt. Bovendien zijn alle paden tussen twee punten binnen de 3-sfeer met elkaar verwant. Om dit in te zien, redeneren we als volgt. Voor twee paden die helemaal binnen dezelfde kaart (massieve bol) liggen, is het duidelijk. Liggen de paden niet binnen één bol, dan kunnen we altijd twee andere kaarten van de 3-sfeer maken waarvoor dit wél het geval is. Het is namelijk niet wezenlijk dat je de 3-sfeer precies langs een ‘evenaar’ in twee kaarten knipt. Je kunt één kaart zo klein maken dat die helemaal buiten de twee gegeven paden ligt. De andere kaart bevat dan automatisch de paden allebei, en binnen die kaart kun je ze dus in elkaar vervormen.


Figuur 5 Kaart van de 2-torus en van de 3-torus. Illustratie: Marco Swaen

.De 3-torus
Ook de torus heeft een driedimensionaal broertje, de 3-torus, die we in figuur 5 in kaart hebben gebracht (op dezelfde manier als de 2-torus). De rechthoek is een kaart van de gewone torus zoals platlanders die zouden kunnen maken. De bedoeling is dat eerst de lange zijden aan elkaar geplakt worden. Je krijgt dan een cilinder waarvan de uiteinden gevormd worden door de overgebleven zijden. Plak je die ook aan elkaar, dan krijg je inderdaad een torus. Veel oude computerspelletjes speelden zich dus af op een torus, want daar kwam je beneden weer terug als je boven het scherm verliet en net zo voor opzij.

De kaart voor de 3-torus werkt op dezelfde manier: we nemen nu een driedimensionale rechthoek, dat wil zeggen een blok, en plakken boven aan onder, links aan rechts en achter aan voor. Stel dat je kamer een 3-torus was, dan ging de linker muur over in de rechter muur, als je recht naar voren kijkt zie je je rug, en een kraai die door de vloer vliegt komt door het plafond weer tevoorschijn, zie figuur 6.


Figuur 6 ‘Kaart’ van de 3-torus. Illustratie: Marco Swaen

.Uit Poincarés vermoeden volgt dat er paden in de 3-torus moeten zijn met een gelijk begin- en eindpunt die niet met elkaar verwant zijn. Maar dat zie je ook direct, want net als bij gewone torus zit er een onzichtbaar gat in de 3-torus waar je paden omheen kunt winden. Denk bijvoorbeeld aan een pad dat door het plafond naar boven verdwijnt en dus via de vloer weer tevoorschijn komt, en dan weer bij het beginpunt eindigt.

Hoewel willekeurige driedimensionale ruimten erg moeilijk voorstelbaar zijn, is het verrassend dat er bij zo’n ruimte wel altijd kaarten te maken zijn. Deze kaarten lijken erg op die van de 3-sfeer, maar nu met twee massieve krakelingen in plaats van bollen. Helaas zijn deze kaarten niet gemakkelijk te lezen, omdat hun oppervlakken meestal op buitenissige manieren aan elkaar geplakt zijn.

Een van de dingen die het Poincaré-vermoeden zo moeilijk maken, is dat paden hopeloos in de knoop kunnen raken en nog erger, dat de ruimte zelf ‘geknoopt’ kan zijn. Het begrip ‘knoop’ is typisch voor drie dimensies: in één of twee dimensies bestaan geen knopen, omdat er niet genoeg ruimte is om een knoop te leggen. In vier of meer dimensies blijkt er te veel ruimte te zijn om een knoop nog vast te kunnen trekken en dan bestaan er dus ook geen knopen. De vier- of meer dimensionale versie van het Poincaré-vermoeden is daarom in feite makkelijker en kon Poincaré wél bewijzen. De hardnekkige driedimensionale versie kwam in het jaar 2000 op de lijst van ‘millennium problemen’, waarmee je een miljoen dollar kunt winnen. In 2002 publiceerde de Rus Grisja Perelman een bewijs op het internet. Het duurde een paar jaar voordat specialisten overtuigd waren van de correctheid van zijn bewijs. In 2006 kreeg Perelman de Fields Medal voor zijn werk, maar hij weigerde.


Op 22 augustus 2006 werd in Madrid de Fields Medal uitgereikt. Een van de vier winnaars was Grigori Perelman, die de prijs weigerde en daarom niet bij de uitreiking aanwezig was. Hij had geen zin in media-aandacht en was noch per telefoon noch per e-mail bereikbaar. Het enige wat we in die tijd wisten, was dat hij waarschijnlijk in de flat van zijn moeder leeft. Op 22 augustus 2006 verscheen deze cartoon in NRC Handelsblad.

.Het bewijs van Perelman
Grisja Perelman pakt het Poincaré-vermoeden aan door te laten zien dat je iedere driedimensionale ruimte in een aantal eenvoudigere meetkundige stukken kunt snijden. Binnen al deze stukken kun je (bijna) net zo ruimtemeetkunde doen met lijnen, afstanden, hoeken, vlakken enzovoort, als we gewend zijn. Het was al langer bekend dat het Poincaré-vermoeden waar is voor ruimten die zich zo gemakkelijk laten verdelen, maar het leek onwaarschijnlijk dat ook de ingewikkeldste geknoopte ruimten op deze manier te verdelen waren. Wat het nog moeilijker maakt, is dat er niet één meetkunde is die werkt op alle meetkundige ruimten. In twee dimensies is dit net zo: op een bol is prima meetkunde te doen, maar dat is niet de bekende vlakke meetkunde. Een driehoek tekenen met drie rechte hoeken is op een bol bijvoorbeeld geen enkel probleem; in het vlak lukt het niet. Voor driedimensionale ruimten spelen naast de ruimtemeetkunde die we kennen nog niet minder dan zeven andere typen meetkunde een rol.


Grisja Perelman. Illustratie: Marco Swaen

.Perelmans bewijs lijkt op het opblazen van een ballon. Geleidelijk blaast hij de ruimte op met de zogenaamde Ricci flow. Zo creëert hij gebieden die steeds meer op bekende typen meetkundige ruimten gaan lijken. Wat er mis kan gaan, is dat twee aangrenzende gebieden naar verschillende typen meetkundige ruimte streven. In dat geval barst de ruimte op de grens uiteindelijk uit elkaar. Met technisch heel subtiele chirurgie kan dit probleem voorkomen worden door de ruimte vlak voor het moment van barsten bij de grens open te snijden en er aan beide kanten massieve bollen of torussen in te naaien. Vervolgens wordt de Ricci flow opnieuw gestart en gaat de vorming van meetkundige stukken verder. Perelman laat zien dat je zo eindeloos door kunt gaan met opblazen en opereren, en dat je uiteindelijk inderdaad alleen maar bekende meetkundige stukken overhoudt, zodat het Poincaré-vermoeden dan bewezen is.


Masha Gessen schreef een boek over Perelman en het Vermoeden van Poincaré: Perfect Rigor – A Genius and the Mathematical Breakthrough of the Century

(Kennislink)

15-12-2009

Amerikanen zijn giftig


Hannibal is nu dus gewaarschuwd.

Nóg meer chemicaliën in bloed aangetoond

Nieuw! Amerikanen bevatten nu ook acrylamide, bisfenol A, triclosan, perchloraat en MTBE. Kannibalen kunnen er dus beter van afblijven, zo valt op te maken uit het ‘4th National Report on Human Exposure to Environmental Chemicals’, dat vorige week werd vrijgegeven door de Centers for Disease Control and Prevention.

In de Senaat zijn prompt stemmen opgegaan om met spoed iets te doen aan de Toxic Substances Control Act. Frank Lautenberg, voorzitter van de senaatscommissie voor milieuhygiëne, wil volgend jaar met een voorstel komen.

Het rapport is gebaseerd op bloed- en urinemonsters van ongeveer 2.400 Amerikanen, die in 2003 en 2004 deelnamen aan de National Health and Nutrition Examination Survey van het CDC. In totaal werd daarbij gekeken naar 212 verbindingen, waaronder 75 die nooit eerder zijn meegenomen in een onderzoek van deze omvang.

De American Chemistry Council, die de chemische industrie vertegenwoordigt, herhaalt nog maar eens dat het gaat om heel lage concentraties en dat sporen in bloed of urine op zich sowieso niets zeggen over mogelijke gezondheidseffecten.

bron: C&EN

(c2w)

23-12-2009

'Fysici zien donkere materie'

quote:

Amerikaanse fysici beweren dat ze mogelijk 'donkere materie' hebben waargenomen. Al jaren zijn natuurkundigen op zoek naar deze geheimzinnige, onzichtbare deeltjes.

De natuurkundigen hebben deze ontdekking afgelopen donderdag al bekendgemaakt. Toch is hun verhaal nog allerminst overtuigend, en dat geven ze zelf ook toe. Maar áls de waarnemingen kloppen, hebben de fysici een spectaculaire ontdekking gedaan.

Volgens huidige modellen bestaat circa 23 procent van het heelal uit de donkere materie. Bovendien bestaat het universum voor 72 procent uit 'donkere energie', die eveneens nog onbekend is. Slechts vijf procent van het heelal bestaat dus uit de materie die wij allen kunnen zien: planeten, sterren en sterrenstelsels.

De natuurkundigen hebben de 'hint' van donkere materie waargenomen met behulp van de detector van het Cryogen Dark Matter Search experiment (CDMS). Deze detector bevindt zich ondergronds in een voormalige ijzermijn in Minnesota. Het apparaat is opgebouwd uit blokken germanium en silicium, die gekoeld worden tot een honderdtse graad boven het absolute nulpunt. Passerende donkere materiedeeltjes zouden in de CDMS-detector een kleine hoeveelheid elektriciteit en warmte opwekken.

Waarnemingen in ruis
In de detector is altijd zogeheten ruis aanwezig. Hoewel een dikke laag rotsen de detector afschermt van kosmische straling, zorgt natuurlijk radioactief verval in die rotsen toch voor enige vrijkomende neutronen, die net als donkere materie elektriciteit en warmte opwekken in het materiaal van de detector.

De wetenschappers hebben nu een tweetal metingen gedaan, die afwijken van de achtergrondruis en kenmerkend zijn voor de aanwezigheid van donkere materie. De kans dat deze metingen extreme stoorsignalen zijn, is echter nog altijd twintig procent. Toch maken de wetenschappers hun resultaten nu al wereldkundig, omdat de concurrentie in het vakgebied moordend is. Diverse onderzoeksgroepen willen graag de eerste zijn die donkere materie kunnen aantonen.

'Fysici zien donkere materie'

quote:

Toch maken de wetenschappers hun resultaten nu al wereldkundig, omdat de concurrentie in het vakgebied moordend is.

I have made fire!!!

The cavemen are succesful.

22-12-2009

Wat leeft er in onze oceanen?

‘17.650 nieuwe soorten gevonden in diepzee’, zo kopten de kranten afgelopen maand. Het is het eerste resultaat van een tien jaar durend monsterproject dat al het leven in onze oceanen wil inventariseren. Erg ambitieus? De wetenschappers doen er nog een schepje bovenop. Zij zijn namelijk niet alleen geïnteresseerd in wat er nu in het water rond zwemt, maar ook in wat er vroeger leefde en zelfs in wat er in de toekomst aan soorten overblijft.

In 1997 komen twintig visdeskundigen in Californië bij elkaar om onderzoek naar de diversiteit van zeevissen door te praten. Al snel concluderen zij dat er over het algemeen te weinig bekend is over de diersoorten die in onze oceanen leven. Daarom bedenken deze wetenschappers de ‘Census of Marine Life’, een monsterproject dat binnen tien jaar al het leven in de wereldzeeën moet inventariseren. Inmiddels werken ruim 2000 wetenschappers uit 82 verschillende landen mee aan het project. Zij kammen de oceanen uit van de Noordelijke IJszee tot de wateren rond de Zuidpool en van de zeespiegel tot een diepte van enkele kilometers.


Oceanen omvatten zo’n 70 procent van het aardoppervlak. We hebben minder dan één procent van de oceanen ontdekt.Er zijn dan ook miljoenen levensvormen die we nog niet kennen. De ‘Census of Marine Life’ brengt in tien jaar het leven in de oceanen in kaart.

Enorme wormen
De oceanen rond de poolgebieden zijn slecht bereikbaar en daardoor onderontdekt. Met een gewoon onderzoeksschip kom je er niet. Een ijsbreker is nodig om op de beste onderzoeksplaatsen te komen. Expedities naar de poolgebieden kosten de ‘Census of Marine Life’ ongeveer een euro per seconde, maar leveren ook mooie resultaten op.

In de Noordelijke IJszee komen met name veel kwallen, borstelwormen en pijlinktvissen voor. De onderzoekers stuitten ook op de eerste octopus ooit gezien in de wateren rond de Noordpool en op twee soorten zandvlooien die nooit eerder in een ijsomgeving zijn gevonden. In dit gebied is de helft van het aantal soorten, dat op een diepte van minimaal drie kilometer leeft, nieuw voor de wetenschap.

De bodem van de Zuidelijke IJszee is heel gevarieerd en daardoor is het aantal soorten dat hier voorkomt nog een stuk diverser dan in de Noordelijke IJszee. Wat wetenschappers direct opviel, is het formaat van veel dieren. In de wateren rond de Zuidpool vonden zij enorme wormen, gigantische kreeftachtigen en zeespinnen zo groot als etensborden.


Deze bijzondere kreeftachtige werd gevonden in de Atlantische oceaan. Afbeelding: © Büntzow/Corgosinho

.Hierin is de Zuidelijke IJszee niet uniek. Op grote, vlakke oceaanbodems die dankzij zeestromingen bedekt zijn met klei of zilt komen ook gigantische diersoorten voor. Het meest opzienbarend is de vondst van een rood-oranje mosselkreeftje dat door zijn omvang wel iets weg heeft van een drijvend cherrytomaatje. Normaal gesproken worden deze diertjes niet groter dan twee of drie millimeter, maar dit exemplaar was maar liefst drie centimeter. Waarom veel soorten rond de Zuidpool en op vlakke oceaanbodems gigantisch zijn, is voor de wetenschappers nog een groot raadsel.

Chemische soep
Over het algemeen is de oceaanbodem vrij vlak, maar er zijn ook bergen, dalen en richels net als in het landschap boven water. Om deze speciale bodemdelen te onderzoeken, sturen wetenschappers duikbootjes de diepzee in. Deze kunnen zelfstandig opereren of met een ‘navelstreng’ aan het onderzoeksschip vast zitten. Zij maken niet alleen foto’s of videobeelden van het leven onder water, maar verrichten ook verschillende metingen. Zo bepalen de duikbootjes bijvoorbeeld de watertemperatuur of tellen zij de hoeveelheid plankton in een bepaald gebied.


Onderwaterrobot Nereus wordt naar boven gehaald na onderzoek op een diepte van vijf kilometer, een paar honderd meter boven de oceaanbodem. Afbeelding: © Chris German, Woods Hole Oceanographic Institution

.Op die manier heeft de ‘Census of Marine Life’ onder meer de heetste geiser in onze oceanen ontdekt. Met een temperatuur van 407 graden Celsius borrelt zeewater met opgeloste metalen en zwavel (in de vorm van sulfide) omhoog vanuit de aardkorst. Kokerwormen, verschillende micro-organismen en strandgapers clusteren rond zo’n geiser en voeden zich met de chemische soep. Hoe strandgapers en bacteriën in deze omgeving samenleven, lees je in het kader hieronder.

Leven rond een geiser
Bacteriën en strandgapers werken samen om rond een geiser te kunnen overleven. De strandgaper neemt met zijn voet sulfide op uit de oceaanbodem. Het sulfide komt terecht bij bacteriën, die in de kieuwen van de strandgaper leven. De bacteriën winnen chemische energie uit sulfide en combineren daarmee koolstofdioxide en water tot suikers en andere stoffen. De strandgaper voedt zich met de stoffen die de bacteriën uitscheiden.

Kale rotsen
Naast het leven rond geisers is ook het leven op bergen in de oceaan zeer bijzonder. Wetenschappers spreken van een berg wanneer de top minimaal een kilometer boven de oceaanbodem uitkomt. Binnen de ‘Census of Marine Life’ bekeken onderzoekers vijf van zulke bergen. Dat leverde in totaal 600 nieuwe soorten op, waarvan veertig procent op geen enkele andere plaats voor komt.


Deze vis (Neocyema) zwemt normaal gesproken op een diepte van 2000 – 2500 meter. Het is het vijfde exemplaar dat ooit van deze soort is gevonden. Afbeelding: © David Shale
.Bergen hebben te lijden van visserij, vooral als zij de zeespiegel tot een kilometer naderen. In gebieden waar veel gevist wordt, is 95 procent van de rotsen kaal. Koraal en vissen (zie kader) kunnen er niet meer leven. In onbeviste gebieden is slechts 10 procent van de rotsen kaal.

‘Boomgrens’ in zee


Afbeelding: © NIWA
Net als bergen aan land hebben bergen onder water een ‘boomgrens’. Deze wordt gevormd door koraal. Hoe verder je vanaf de top van de berg naar beneden loopt, hoe minder koraal er groeit. Bovenop de berghelling leven heel veel verschillende vissen, die hun voedsel via stroming aangeleverd krijgen. Verder naar beneden vind je vooral kleine visjes en bodemdiertjes.

Ook de vissers zelf merken dat de populaties achteruit gaan. Vingen zij 50 jaar geleden nog tien vissen per honderd haakjes, nu is dat er nog maar één. Bovendien wegen veel vissen nog maar de helft van wat zij 50 jaar geleden wogen. De ‘Census of Marine Life’ heeft berekend dat de visserij voor 2050 compleet instort als we op deze manier doorgaan.

Om dat te voorkomen bestuderen wetenschappers het gedrag en de migratieroutes van bijvoorbeeld haaien en tonijn in detail. Dit gebeurt met speciale satelliet-tags die zo geprogrammeerd zijn dat zij na een bepaalde periode vanzelf ontkoppelen en naar de oppervlakte drijven. Daar sturen de tags hun data door naar een satelliet totdat de batterijen leeg zijn. Met meer kennis over de vissen die we vangen, moet het in de toekomst lukken ze beter te beschermen.

Catalogus


Een nieuwe soort Dumbo-octopus (Grimpoteuthis sp.) Afbeelding: © David Shale

.In 2010, het jaar van de biodiversiteit, presenteren wetenschappers een catalogus van het leven in onze oceanen. Daarin staat precies welke soorten er op dit moment zijn, waar ze voorkomen en hoe groot de populaties zijn. De publicatie van deze catalogus is de afsluiting van de ‘Census of Marine Life’, maar betekent niet het einde van onderzoek in de (diep)zee.

Bronnen
World Ocean Census – A global survey of marine life (Darlene Trew Crist, Gail Scowcroft en James Harding), Firefly Books, 2009

(Kennislink)

28-12-2009

Kan seks wel een verslaving zijn?

In 1983 werd de term 'seksverslaving' voor het eerst gebruikt. Tegenwoordig is het een veelvuldig gebruikte term in de media, bijvoorbeeld als het om Tiger Woods of Bill Clinton gaat. Het is vaak een verklaring voor abnormaal seksueel gedrag. Maar kan seks wel een verslaving zijn, of is het gewoon een excuus voor vreemdgaan?


Seksverslaving loze term of serieuze verslaving?

Sekscolumnist Tracy Clark-Flory neemt de term stevig onder de loep in haar column op de Amerikaanse website Salon.

Verslaving
Seksexpert Patrick Carnes verklaart de verslaving als een dwingend seksueel gedrag waardoor het normale leven van de persoon in het geding komt. Ook zorgt het voor stress bij de 'verslaafde' en de personen om hem heen zoals familie en collega's.

Seksexperts beweren dat seksverslaafden aan een chemische substantie verknocht zijn. Namelijk de dopamine die vrijkomt in de hersenen tijdens een orgasme.

Bij andere verslavingen bijvoorbeeld aan drank en drugs is er een substantie waar de persoon aan verslaafd is. Seks wordt niet gezien als een chemische substantie omdat het lichaam de werkzame stof dopamine zelf aanmaakt. De vraag is dus of seks wel een verslaving kán zijn.

Gedrag
Dan Savage, columnist voor de website The Stranger, vindt seks geen echte verslaving omdat de dopamine in de hersenen in vergelijking met andere drugs als bijvoorbeeld crack niets voorstelt.

Ook het vaststellen van de 'verslaving' is een onduidelijk proces. Veel mensen vinden zichzelf al snel verslaafd omdat ze toevallig wat vaker masturberen of wat langer porno kijken. Volgens sekstherapeut Sharon O’Hara ben je pas verslaafd als je jezelf gevangen voelt door je eigen behoeftes.

Schaamte
Zolang je tevreden bent met je eigen seksleven is er niets aan de hand. Dat is natuurlijk gemakkelijk praten maar in de samenleving waarin we nu leven wordt je om de haverklap met seks geconfronteerd. Mensen schamen zich snel en veel dingen zijn taboe.

De conclusie van Clark-Flory is dat seksverslaving een loze term is, gebruikt door mensen die zich ongemakkelijk voelen bij hun eigen seksleven.

Door Roseline Lemoine

(Elsevier)

08-01-2010

Getal pi tot bijna 2,7 triljoen cijfers berekend



Een computerwetenschapper heeft de wiskundige constante pi tot bijna 2,7 triljoen cijfers nagevlooid, zo heeft de Britse openbare omroep BBC gemeld. Daarmee is het vorige record met 123 biljoen cijfers verpulverd.

Terabyte
Fabrice Bellard gebruikte een op Linux draaiende desktopcomputer en had 131 dagen nodig om tot zijn resultaat te komen. Hij had een terabyte van zijn harde schijf nodig om de berekening op te slaan.
Vorige records zijn met supercomputers bereikt, maar volgens Bellard is zijn methode 20 keer efficiënter.

Het vorige record is in augustus 2009 neergezet door Daisuke Takahashi aan de Universiteit van Tsukuba in Japan. Hij kwam na 29 uur aan zowat 2,6 triljoen cijfers. Hij gebruikte daarvoor een supercomputer die 2.000 keer sneller was dan de desktop van Bellard en tegelijk ook duizenden keren duurder. (afp/lb)

(HLN)

12-01-2010

De wetenschap van 2010 (misschien)



Onderzoek staat nooit stil. Hieronder een kleine greep uit wat de wetenschap ons het komend jaar zal brengen. Van kunstbacterie tot het genoom. Wellicht.

Beesten in het nieuws
Veel aandacht voor biodiversiteit dit jaar, want 2010 is door de Verenigde Naties uitgeroepen tot ‘het internationale jaar van de biodiversiteit’. Het hoogtepunt wordt een conferentie in de Japanse stad Nagoya, in oktober, waar afspraken moeten worden gemaakt om de aantasting van biodiversiteit definitief een halt toe te roepen. Nederland loopt in deze voorop; in veel landen krijgt het onderwerp nauwelijks aandacht. Om een mondiale afspraak te maken, wordt er voorzichtig gesproken van doelen voor het jaar 2050. Dan moet de teloorgang van de biodiversiteit tot staan zijn gebracht.

Kunstbacterie
Met een beetje geluk wordt dit het jaar waarin genoompionier en ondernemer Craig Venter en zijn medewerkers erin slagen een kunstmatig gefabriceerd genoom te transplanteren in een (van zijn eigen genen ontdane) bacterie. Dat betekent de geboorte van het eerste beetje synthetisch leven.

Het klimaat van onderen
Dit jaar loopt het West Antarctic Ice Sheet Divide Ice Core Project ten einde. Het internationale team van ijsboorders zal het laatste deel naar boven halen van een ruim drie kilometer lange ijskern, afkomstig uit de diepte van het Antarctische ijs. Die ijskern zal gedetailleerde informatie leveren over het klimaat op het zuidelijk halfrond de afgelopen veertigduizend jaar, en dat betekent een Grote Sprong Voorwaarts voor het onderzoek naar klimaatverandering toen en nu.

Nieuwe klimaatmodellen, inclusief bomen
Nu al kunnen klimatologen beschikken over de krachtigste computers op aarde, maar dit jaar krijgen ze er twee indrukwekkende single-purpose machines bij. Ten eerste de Earth Simulator II in het Japanse Jokohama; ten tweede de Blizzard in Hamburg. Die twee zullen het mogelijk maken om twee enorme problemen waar klimatologen mee worstelen nog krachtiger bij de hoorns te vatten: het gedrag van oceaanstromingen, en wolkenvorming. Daarnaast is Blizzard straks ook in staat om de koolstofcyclus van onze planeet te modelleren.

En een nieuwe ronde in het klimaatgevecht
Eind november, in Mexico City, vindt de volgende VN-conferentie plaats gewijd aan klimaatverandering. Wie weet slagen de deelnemers er daar in de draad die in Kopenhagen uit hun handen viel, weer op te pakken. De klimaatsceptici, vol goede moed na een paar jaar zonder noemenswaardige stijging van de mondiale temperatuur, hopen uiteraard van niet.

Genomen te over
Het ontrafelen van het genoom (het genetisch materiaal) van levende (en uitgestorven) planten en dieren wordt steeds goedkoper, en gaat ook steeds sneller. Dit jaar zal het genoom van de Neanderthaler klaar zijn voor publicatie, en ook verschillende grote apen zullen straks geen geheimen meer kennen. Verder zullen ook vele tientallen andere, vooral economisch interessante genomen in de vakbladen verschijnen.

Planeten idem dito
De teller staat nu op ruim 400, maar ruimtetelescopen zoals Kepler (gelanceerd in maart vorig jaar, door NASA) zorgen er zeker voor dat er ook dit jaar veel nieuwe exoplaneten bijkomen. Maar het zijn voorlopig eigenlijk alleen de reuzenplaneten die in het oog lopen. Planeten lijkend op de aarde zijn dermate klein dat ze voorlopig nog vrijwel niet opvallen. Er zijn er nu een paar. Van leven nog geen spoor. Maar wie weet….

Aandacht voor aids
Het aidsonderzoek trekt minder belangstelling dan voorheen, maar het onderzoek naar medicijnen tegen deze ziekte gaat gestaag door. Het afgelopen jaar was er een grootschalige test van een aidsvaccin in Thailand (in opdracht van het Amerikaanse leger), dat echter weinig overtuigende resultaten liet zien. Het jaar eindigde in mineur toen uit een andere studie bleek dat de aanvankelijk veelbelovende vaginale gel PRO 2000 toch geen effect sorteert. De hoop is nu gevestigd op een onderzoek naar een andere gel, gebaseerd op de aidsremmer tenofovir. Dat onderzoekt loopt nu in Kwazulu-Natal, Zuid-Afrika. De resultaten komen deze zomer.

Tweede kans voor stamceltherapie
President Bush had het verboden; Obama zette het licht weer op groen. Komend jaar is het zo ver. Het Californische biotechbedrijf Geron gaat een begin maken met een onderzoek naar de behandeling van beschadigingen van het ruggenmerg met behulp van embryonale stamcellen. Die onvolgroeide cellen, ‘geoogst’ uit foetussen, moeten in de ruggengraat van de patiënt uitgroeien tot nieuwe neuronen.

Botsing van de eeuw
Langzaam, na een onverwachte crash direct na de start in 2008, en een na een lange en beschamende periode van repareren en opnieuw opstarten, kan de grootste deeltjesversneller op aarde, de Large Hadron Collider, dit jaar eindelijk laten zien wat hij kan. En dat is: elementaire deeltjes met extreem grote kracht aan nog kleinere stukken slaan. Uit de fragmenten kunnen fysici afleiden hoe materie in elkaar steekt. Wie weet vinden ze sporen van het Higgs-boson, het deeltje dat de drager zou zijn van het verschijnsel ‘massa’ – wie weet dit jaar.

Geboorte van de kosmos
De in mei van afgelopen jaar gelanceerde Planck satelliet, het paradepaardje van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA, zal vanaf dit jaar gedetailleerde kaarten leveren van de verdeling van de kosmische achtergrondstraling van de kosmos, het niet-meer-zo-warme stralingsveld van de oerknal. Die kaarten zullen ons meer vertellen over hoe die knal precies verliep. Adder onder het gras: het rekenwerk aan die kaarten is dermate subtiel dat officiële resultaten nog twee jaar op zich zullen laten wachten.

To infinity and beyond!
Zover is het dit jaar nog niet, maar Japan gaat een satelliet lanceren (‘Akatsuki’) naar Venus, en China gaat met Chang 2 op weg naar de maan. Wat de VS betreft: in juli vindt de laatste Space Shuttlevlucht plaats. De astronauten zullen daarboven een instrument loslaten voor het meten van kosmische straling uit de verre kosmos. NASA en Washington denken nu diep na over wat ze verder eigenlijk in de ruimte willen. Wordt het Mars, of is dat toch te duur? Het gepeins zal nog wel wat jaren duren.


(depers.nl)

12-01-2010

Opwarming? Aarde koelt komende 20 jaar af!

Volgens klimaatwetenschapper Mojib Latif duidt de extreme kou op het noordelijk halfrond op een periode van 'global cooling', de afkoeling van de aarde. Van opwarming van de aarde is dus voorlopig geen sprake.


De wetenschapper voorspelt een ijstijd

Opvallend is dat Latif een belangrijk lid is van het klimaatpanel van de Verenigde Naties (VN), de IPCC. Die club is normaal niet zo klimaatsceptisch en komt altijd met onderzoeken waaruit zou blijken dat de temperatuur van de aarde snel groeit.


Professor Latif is verbonden aan de Kiel Universiteit in Duitsland.

Opwarming
Volgens de klimaatwetenschapper is de wereld aan een koude periode begonnen waarin de winters kouder zijn en de zomers minder warm. Dat melden Britse media.

Latif heeft een methode ontwikkeld waarmee hij temperatuur op duizend meter onder de zeespiegel kan meten. Op basis daarvan voorspelt hij de verkoeling die komen gaat.

Volgens de wetenschapper kan die periode zeker twintig jaar duren. De gletsjers en ijs zouden in die tijd niet meer zo hard smelten.

Climategate
Het VN-klimaatpanel staat erom bekend rapporten uit te brengen waarin de aarde in rap tempo opwarmt door toedoen van de mens. Dit wordt vooral veroorzaakt door onze CO2-uitstoot.

IPCC is sinds Climategate echter niet geheel onomstreden. Uitgelekte e-mails wezen uit dat de cijfers werden misbruikt om de klimaatproblemen groter te doen lijken dan ze in werkelijkheid zijn.


Latif steunt het IPCC nog wel in de opvatting dat CO2-uitstoot direct verband heeft met de wereldwijde opwarming van de aarde, maar zijn theorie laat volgens hem zien dat die opwarming de komende jaren wordt tegengehouden door deze 'mini-ijstijd'.

Door Robin van der Kloor, Maartje Willems

(Elsevier)

13-01-2010

Pientere ontdekking

Gen gevonden dat dementie vertraagt

Positief nieuws op geheugengebied. Tot nu toe zijn er diverse genen gevonden die de kans op dementie vergroten. Maar nu is er een ontdekt dat de achteruitgang van oude hersenen juist vertraagt.

Je eigen kinderen niet meer herkennen. Vergeten dat je geliefde dood is. Dementie is een van de naarste kwalen die je kunt krijgen als je oud wordt. De oorzaak van dementie en van de meest voorkomende vorm ervan, Alzheimer, is nog niet helemaal duidelijk. Ook bestaat er nog geen medicijn tegen.

Sommige wetenschappers zoeken naar de oorzaak van dementie binnen de genetica. Er zijn al verschillende genen ontdekt die het risico op Alzheimer verhogen. Een voorbeeld hiervan is het gen ApoE4. Onderzoekers van het New Yorkse Albert Einstein College hebben nu als eersten een tegengestelde ontdekking gedaan: een genvariant die de drager ervan beschermt tegen Alzheimer.

Het gen dat de interesse van Richard Lipton en zijn collega’s wekte staat sinds 2003 bekend als het ‘longevity gene’. Vrij vertaalt betekent dit ‘lang leven gen’. De officiële naam is CETP, en het beïnvloedt de verhouding ‘goed’ en ‘slecht’ cholesterol in je lichaam. Lipton was lid van het team dat in 2003 naar buiten bracht dat een bepaalde variant van het gen je levensverwachting flink verhoogt.

Maar, vroeg Lipton zich af, blijven mensen die dankzij het gunstige gen langer leven ook langer geestelijk gezond? Om dat te onderzoeken maakte hij gebruik van de langlopende Einstein Ageing Study. Hij koos 523 deelnemers uit, die bij de start van het onderzoek minstens 70 waren en geen geheugenproblemen vertoonden. Bij alle deelnemers werd wat bloed afgenomen om te kijken of zij de gunstige versie van het longevity gene hadden. Vervolgens werd vier jaar lang gevolgd regelmatig hun geheugen getest.

Het geheugen van mensen met het gunstige gen bleek duidelijk minder snel achteruit te gaan. Zij hadden bovendien, in vergelijking met mensen die een andere variant van CETP hadden, maar liefst zeventig procent minder kans om gedurende de onderzoeksperiode Alzheimer te ontwikkelen. Het beschermende effect trad overigens alleen op als mensen twee kopieen van de goede genvariant hadden. Iedereen heeft van elk gen in z'n lichaam twee versies. De mensen in het onderzoek die een keer de gunstige genvariant hadden en een keer de normale versie van CETP, bleken niet beschermd tegen dementie. Binnen de onderzochte groep had twintig procent van de mensen twee keer de goede variant en 45 procent een keer de goede en een keer de normale.

Het is niet helemaal duidelijk hoe het gen beschermt tegen Alzheimer. Wel is bekend dat mensen met de lang-leven-variant relatief weinig ‘slecht’ LDL cholesterol en veel ‘goed’ HDL cholesterol in hun bloed hebben. Van cholesterol is bekend dat het een rol speelt bij hart- en vaatziekten. En vaatziekten worden ook wel eens gelinkt aan Alzheimer. ‘Misschien voorkomt het gen dus Alzheimer door vaatproblemen te voorkomen’, suggereert Lipton. ‘Maar het zou ook kunnen dat het op een hele andere manier werkt.’ Hij benadrukt dat opheldering van het werkingsmechanisme van het gen een medicijn tegen Alzheimer een flinke stap dichterbij kan brengen.

Er zijn zelfs al medicijnen in de maak die de werking van de gunstige variant van het gen moeten nabootsen. Hiermee is gestart toen bleek dat het gen een positieve invloed heeft op je cholesterol. Lipton hoopt dat de cholesterolmedicijnen ook Alzheimer kunnen uitstellen.

Medicijnfabrikant Pfizer ontwikkelde een middel genaamd orcetrapib. Dit medicijn leek veelbelovend tegen cholesterolproblemen, maar Pfizer moest het intrekken omdat het middel ernstige bijwerkingen bleek te hebben. Fabrikant Merck & Co werkt aan een vergelijkbaar middel, maar ook de ontwikkeling hiervan verloopt niet vlekkeloos.

Nadine Böke

Amy E. Sanders, Richard B. Lipton e.a.: Association of a Functional Polymorphism in the Cholesteryl Ester Transfer Protein (CETP) Gene With Memory Decline and Incidence of Dementia, in: JAMA, 13 januari 2010.

Reacties

(Noorderlicht)

15-01-2010

"Magneet wordt oplossing voor verslavingen"



De Antwerpse hersenchirurg Dirk De Ridder is goed op weg om verslavingen uit de wereld te helpen. Niet met ingewikkelde therapieën, wel door gewoon een magneet op de hersenen te plaatsen of een elektrode in te planten. Dat schrijven de Coreliokranten.

Hersenscan
Dirk De Ridder, neurowetenschapper aan de Universiteit Antwerpen, is er onlangs in geslaagd om een van zijn patiënten van zijn alcoholverslaving af te helpen met een eenvoudige hersenscan. Het onderzoek zit nog maar in de beginfase, maar belooft nu al om revolutionair te worden.

"Een verslaving is eigenlijk het gevolg van een uit de hand gelopen Pavloveffect", legt De Ridder uit.

Elektrode inplanten
Bij een hersenscan bij een alcoholverslaafde, kan volgens De Ridder perfect gezien worden welke zone in de hersenen als het ware begint te juichen bij de gedachte aan alcohol. "Met een magneet kunnen we die zone uitschakelen, waardoor de verslaving ophoudt."

In de voorlopige versie is er wel een groot nadeel: de behandeling met de magneet moet maandelijks herhaald worden. "Als we dat willen vermijden, moeten we bij de verslaafden een elektrode inplanten", zegt De Ridder. "We zijn nu aan het onderzoeken hoe we dat best doen."

Voor rokers is deze doorbraak niet de beste oplossing. "Voor rokers zijn er intussen wel gemakkelijkere manieren om te stoppen." (belga/tw)

(HLN)

22-01-2010

Afgelopen decennium warmste ooit

afgelopen decennium was het warmste sinds de temperatuurmetingen in 1880 zijn begonnen. Dat heeft de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA vandaag bekendgemaakt. 2009 was het op een na warmste jaar. Het was slechts een fractie kouder dan het allerwarmste jaar: 2005.

De NASA constateerde dat de temperatuur op aarde de afgelopen dertig jaar elke tien jaar met gemiddeld 0,2 graden Celsius steeg. Gemiddeld is de wereldbol 0,8 graden opgewarmd sinds de allereerste metingen.

De NASA heeft zijn conclusies onder meer gebaseerd op gegevens van duizenden weerstations wereldwijd en satellietmetingen van temperaturen van het oppervlaktewater van oceanen.

(nrc)

25-01-2010

Oceanen worden simpel, bossen raken leeg


Papegaaien in een natuurgebied in Peru. Elders in het Amazone gebied wordt massaal bos vernietigd om economische redenen.

2010 is Internationaal Jaar van de Biodiversiteit, maar de Zesde Grote Uitsterving gaat door

Overal gaat het slechter met de natuur. De VN-doelen voor 2010 zijn niet gehaald. Het idee is nu dat biodiversiteit óók goed is voor de mens. En er zijn nieuwe doelen voor 2020.
Door onze redacteur Hester van Santen

Een nieuw ontdekt aapje in het amazonewoud in Brazilië. Er worden nog altijd veel nieuwe soorten ontdekt, maar velen van hen zijn al onmiddelijk bedreigd in hun voortbestaan. Rotterdam, 21 jan. Vijfenzestig miljoen jaar geleden stortte een meteoriet op aarde. Die roeide de dinosaurussen uit, de ammonieten, heel veel andere schelpdieren en ook veel landplanten.

En nu is er de mens. Er sterven altijd wel dieren uit, maar sinds de industriële revolutie is het tempo van verdwijning zo snel toegenomen, dat veel wetenschappers de vergelijking met die enorme meteoriet trekken. De huidige tijd is de Sixth Extinction, de zesde grote uitstervingsgolf in 3,5 miljard jaar.

Dieren en planten sterven nu vijftig tot vijfhonderd keer zo snel uit als voordat de mens bestond. De afgelopen eeuw zijn er minstens 250.000 soorten uitgestorven. Momenteel ligt het tempo nog hoger, op 3.000 tot 30.000 soorten per jaar. Overlijdensberichten zijn er niet van die organismen. Daar moeten veel insecten en andere beestjes, plantjes en schimmels bij geweest zijn die nooit iemand heeft gezien, laat staan beschreven, zo valt te berekenen.

De Verenigde Naties hebben 2010 uitgeroepen tot jaar van de biodiversiteit – van de rijkdom aan levende wezens op aarde dus. De VN heeft werk te doen. Van alle 6.433 bekende amfibieën (kikkers, salamanders) is 30 procent met uitsterven bedreigd. Van de zoogdieren: 20 procent. Van de vogels: 12 procent. Op de internationale Rode Lijst van bedreigde diersoorten staan 875 soorten officieel te boek als ‘uitgestorven’. Die leven hooguit nog in dierentuinen.

In oktober van dit jaar komen regeringsleiders binnen de Verenigde Naties bij elkaar in Nagoya, in Japan. Dan moeten er nieuwe afspraken komen om te redden wat er nog te redden valt van de natuur op aarde. De vorige keer dat de VN dat probeerde, was in 2002, tijdens de grote duurzaamheidstop in Johannesburg. Toen spraken de deelnemers af dat ze, in 2010, de snelle achteruitgang van de biodiversiteit ‘significant’ zouden hebben teruggedrongen.

Dat is mislukt. Dat vinden niet alleen waarnemers, maar ook de verantwoordelijke voor biodiversiteit bij de VN, de Algerijn Ahmed Djoghlaf. „We hebben ons niet aan de belofte gehouden”, zei Djoghlaf afgelopen maandag, in Londen bij een voorbereidende conferentie. „Het doel van 2010 was gesteld zonder te bepalen hoe dat doel bereikt moest worden. Het was meer een politiek statement”, zei Djoghlaf al eerder in Nature.

Honderd landen rapporteren ter voorbereiding van Nagoya hoe het met hun biodiversiteit gaat, en allemaal melden ze een voortschrijdende afname. Nederland moet zijn rapport nog inleveren – binnen een maand is het klaar, denkt een woordvoerder van het ministerie van LNV. Een eerdere VN-rapportage, de Millennium Ecosystem Assessment uit 2005, meldde dat 60 procent van de ecosystemen op aarde is verarmd. En dat is vooral in de afgelopen vijftig jaar gebeurd, door menselijk gebruik.

Wetenschappers hebben inmiddels in kaart gebracht dat veel voedselketens in de oceanen simpeler zijn geworden. We hebben de grote vissoorten opgegeten, alleen kleine zeedieren blijven over. Veel koraalriffen, ooit net zo rijk aan soorten als tropische bossen, zijn verarmd. Een kwart van de riffen staat zelfs op het punt van ecologische ineenstorting. En in de tropische regenwouden zelf, in het Amazonegebied, komen veel boomsoorten van nature maar in kleine aantallen voor. Eenderde tot de helft van die zeldzame bomen is nu bedreigd.

En dat is erg, vindt de VN. Wezen natuurbeschermers voorheen vooral op de ‘intrinsieke waarde’ van de natuur, nu ligt de nadruk op ecosystem services. Het is óók slecht voor de mens. Want zonder natuur verschraalt de bodem, en neemt het aanbod van voedsel en schoon water voor de bevolking af.

De inzet van de VN-conferentie in Nagoya is daarom dat er in 2050 geen dier of plant meer uitsterft door menselijk handelen. De achteruitgang van de biodiversiteit moet dan zijn gestopt. Daarnaast moeten er tussentijdse doelen gesteld worden voor 2020. De twintig doelen voor 2020 die Djoghlaf van de Verenigde Naties in een discussiestuk voor Nagoya op een rij zette, zijn ambitieus. Geen subsidies meer voor activiteiten die de biodiversiteit schaden, zoals overbevissing. Halvering van de ontbossing. Duurzaamheidscriteria voor alle landbouw. Overbemesting stoppen. Enzovoort.

Zijn overheden zo ver te krijgen om zulke vergaande maatregelen door te voeren? Er zijn beleidsmakers en wetenschappers die ‘ja’ zeggen. En die wijzen vaak juist op diezelfde ecosystem services, de nuttige toepassingen van het ecosysteem, die met het verdwijnen van natuur gevaar lopen.

In 1997 schreef Stanford-hoogleraar Gretchen Daily het boek Nature’s Services, en sindsdien hield de aandacht voor het onderwerp niet op. Daily werkt met natuurorganisaties aan digitale kaarten waarop te zien is welke landschappen het meest waard zijn. Tegenstanders zien de methode als een vrijbrief om minder ‘waardevolle’ natuur op te offeren. Vorig jaar augustus nog merkten Spaanse ecologen in Science op dat uit de eerste kaarten van ‘ecosystem services’ bleek dat natuurgebieden bestemd voor behoud van biodiversiteit, toch niet altijd de nuttigste terreinen zijn.

(nrc)

27-01-2010

NASA ontwikkelt vliegtuigje voor u en ik



Zo zal de 'Puffin' er uitzien. Foto NASA.
Vergeet de auto, de fiets, de segway of de step. Als het van de NASA afhangt, vliegen we op termijn rond in ons persoonlijke toestel. De ruimtevaartorganisatie is volop bezig met de ontwikkeling van een vliegtuigje op maat van de gewone man, van u en ik dus.

Het conceptuele design van de 'Puffin' (papegaaiduiker) is van de hand van Mark D. Moore, een ingenieur bij de NASA. Het toestel zal een lengte hebben van 3,6 meter en een spanwijdte van 4,2 meter. Het vliegtuigje wordt aangedreven door elektrische motoren waardoor het relatief stil door de lucht zal vliegen en niet zo zwaar weegt (135 kg zonder piloot). Hierdoor zal de impact op het milieu miniem zijn.

Uiteraard bestaat de 'Puffin' voorlopig enkel in theorie. Het kan op termijn ingezet worden voor militaire missies maar het zou eveneens een optie kunnen zijn voor conventionele vluchten voor de man in de straat. Het woord file zal dan een andere betekenis krijgen. (hlnsydney/kve)



(HLN)

28-01-2010

Grof geschut nodig om aarde te beschermen?

Het voortbestaan van onze planeet wordt op allerlei manieren bedreigd. Klimaatverandering, hongersnoden en kernoorlogen zijn de gevreesde boosdoeners. Maar ook vanuit de ruimte loert gevaar: kometen en planetoïden kunnen soms onopgemerkt akelig dichtbij komen. Reden genoeg voor de Amerikaanse regering om te inventariseren hoe we ons tegen deze dreiging kunnen bewapenen.

Onze planeet woont in een goede buurt. Hoewel er in ons zonnestelsel een grote hoeveelheid rotsblokken van verschillende formaten rondvliegt, is de kans dat die rotsblokken per ongeluk tegen ons aan botsen heel klein. Dat komt door onze grote buurjongens, met name Jupiter. Door zijn indrukwekkende zwaartekrachtsveld zijn ruimterotsen geneigd om tegen hem aan te botsen, waardoor het ruimteweer bij ons lekker kalm blijft. Toch is er altijd een kleine kans dat zo’n ruimterots, of het nou een komeet of een planetoïde is, per ongeluk toch met de aarde in botsing komt. Dat kan verstrekkende gevolgen hebben, denk maar aan het uitsterven van de dinosauriërs. Hoe groot is dat risico eigenlijk?


De inslag van een grote planetoïde op aarde kan desastreuze gevolgen hebben. Afbeelding: © NASA

.De meeste rondvliegende objecten in ons zonnestelsel zijn planetoïden. Dat zijn rotsblokken die te klein zijn om door hun eigen zwaartekracht rond te worden, waardoor ze meestal grillig en aardappelvormig zijn. De grootste planetoïden hebben een doorsnede van 1000 kilometer. De kleinste objecten, het overgrote merendeel van de planetoïden, is zo klein als stof en niet met een telescoop te zien. Deze objecten, beter bekend als meteoroïden, raken de aarde regelmatig, maar omdat ze zo klein zijn verbranden ze in de dampkring volledig. Heel soms komt er een object de dampkring binnen dat groot genoeg is om nog een vaste vorm te hebben als het de grond raakt. We spreken dan over een meteorietinslag.

IJzige staarten
Er komen soms ook kometen in de buurt van onze planeet. Deze objecten zijn een stukje groter dan planetoïden, 1 tot 50 kilometer in doorsnede. Kometen vliegen in hun eigen baan om de zon heen. Die baan is meestal heel erg elliptisch, en het kan enkele duizenden jaren duren voordat een komeet zijn baan doorlopen heeft. Kometen zijn waarschijnlijk niet van steen maar van ijs gemaakt, waar hun lange staart van ijsgruis van getuigt. De komeet warmt namelijk op als hij in de buurt van de zon komt, waardoor zijn buitenkant verdampt en daarna weer neerslaat. De staart van stofdeeltjes zorgt voor het bijzondere uiterlijk van een komeet. Hoewel een botsing tussen de aarde en een grote komeet geen goed nieuws zou zijn, weten we van de belangrijke kometen in ons zonnestelsel vrij precies wanneer we ze waar kunnen verwachten.


Afbeelding: © NASA

.Maar voor Irwin Shapiro maakt het kleine risico op een ramp de dreiging niet minder belangrijk. Shapiro is voorzitter van het Amerikaanse comité dat in opdracht van de regering de mogelijke bedreigingen in de buurt van de aarde in kaart probeert te brengen, de George E. Brown, Jr. Near-Earth Object Survey. Het risico op een botsing tussen een groot object en de aarde is weliswaar klein, maar áls het gebeurt zijn de gevolgen niet te overzien. Hij vergelijkt het graag met een brandverzekering voor je huis – natuurlijk gebeurt er meestal niets, maar stél dat…

Kosmische biljartbal
Het doel van de Near-Earth Object (NEO) Survey is om minstens 90% van alle objecten groter dan 140 meter in kaart te brengen. De objecten kunnen dan in hun baan in de ruimte gevolgd worden, zodat het op tijd ontdekt wordt als ze op ramkoers met onze planeet liggen. Maar hoe breng je zo’n kosmische biljartbal uit zijn baan? Michael A’Hearn, vice-voorzitter van het comité en professor in de sterrenkunde, heeft geen idee.

De komeet Hale-Bopp.


.Het beestje en zijn naam

Kometen, meteoren, meteoroïden en meteorieten… Er worden veel termen gebruikt om over ruimterotsen en hun inslagen op aarde te spreken. Wat betekenen ze precies?

1.Planetoïde (planeetachtige) is een verzamelnaam voor objecten die in een baan om de zon bewegen. Een ander woord ervoor is asteroïde (sterachtige), eigenlijk een foute benaming. Voorbeelden van planetoïden zijn de voorwerpen die in de Oortwolk en de Kuipergordel voorkomen. De manen van Mars zijn waarschijnlijk ook planetoïden die door het zwaartekrachtsveld van de planeet zijn opgevangen.

2.Meteoroïden zijn de kleinste planetoïden: stofjes, steentjes en brokjes ijs die door de ruimte zweven. Als een meteoroïde de dampkring van de aarde bereikt en verbrandt is daarbij een heldere staart te zien, beter bekent als een vallende ster of meteoor. Als er een stukje van een meteoroïde zijn tocht door de dampkring overleeft en de aarde bereikt, noemen we dat brokstuk een meteoriet. Meteoroïden bewegen zich soms in een zwerm door het zonnestelsel, wat leidt tot jaarlijkse meteorenregens.

3.Kometen vormen een bijzondere klasse onder de planetoïden. Ze zijn niet van steen gemaakt maar van ijs, en beschrijven een grote elliptische baan door het zonnestelsel. Kometen zijn te herkennen aan hun indrukwekkende staart, zie bijvoorbeeld de afbeelding hierboven.

“Als je een paar maanden de tijd hebt kun je het gebied waar het object gaat inslaan evacueren,” zegt A’Hearn. Voor kleinere objecten is dat waarschijnlijk de beste strategie: de inslag gewoon laten plaatsvinden en zorgen dat er niemand in de buurt is. Maar voor grote kometen en planetoïden die een desastreuze inslag kunnen veroorzaken zijn grovere middelen nodig. Je kunt een object in de ruimte een duwtje geven om hem uit zijn baan te krijgen. Daar experimenteerde NASA in 2005 al mee op de komeet Tempel 1, tijdens het Deep Impact project. Maar het is niet makkelijk om projectielen met genoeg precisie op een ruimtebiljartbal te mikken; daarvoor hebben we de technologie nog niet.

Armageddon
Een laatste redmiddel zou zijn om, zoals Bruce Willis deed in de film Armageddon, een atoombom tot ontploffing te brengen op een voortsnellende ruimterots. Hele grote Near-Earth Objects zouden sowieso nauwelijks van hun pad te brengen zijn met minder harde middelen. En dan is er ook nog het risico dat we een planetoïde op ramkoers veel te laat ontdekken, waardoor er helemaal geen tijd meer is voor dat soort ingrepen…


Meteorietinslagen zijn een dankbaar onderwerp voor Hollywoodfilms. Naast de hierboven genoemde film Armageddon gaat ook Deep Impact over het gevaar van een grote inslag.

Het NEO-Survey comité heeft deze week in een nieuw rapport de noodklok geluid over hun situatie. Ze zijn niet in staat om snel genoeg een analyse te maken van mogelijk gevaarlijke objecten. Ook hebben ze het geld niet om het, volgens hen noodzakelijke, onderzoek te doen dat tot manieren om voorwerpen uit hun baan te brengen zal leiden. Voorzitter Shapiro vindt het daarom tijd dat er meer geld voor zijn comité komt. Grote inslagen op aarde zijn namelijk natuurrampen die, in tegenstelling tot aardbevingen en overstromingen, zowel te voorspellen als te voorkomen zijn.

(Kennislink)

28-01-2010

Negen miljard mensen voeren

Kan de wereld genoeg voedsel produceren?

De wereldbevolking groeit erg hard. Er wordt voorspeld dat er in 2050 negen miljard magen te vullen zijn. Kan er wereldwijd genoeg voedsel geproduceerd worden? Britse onderzoekers denken na over een strategie die de productie optimaliseert, maar daarbij ook rekening houdt met het klimaat, de biodiversiteit en de maatschappij.

De laatste vijftig jaar is het goed gegaan met de mens. Hoewel er nu veel meer mensen zijn, is er een stuk meer eten en minder honger. Toch krijgt zeker één op de zeven mensen nog niet voldoende voedingstoffen binnen en zijn er nog meer mensen die er gewoon slechte eetgewoonten op nahouden. Het zou toch mooi zijn om honger helemaal uit te bannen, zelfs met nog meer mensen op aarde en hoogstwaarschijnlijk minder landbouwgrond, want die wordt alleen maar duurder en schaarser.

Inmiddels lopen er al zo’n 6,8 miljard mensen rond en in 2050 kunnen dat er wel eens 9 miljard zijn. De vraag die een groep Britse onderzoekers zichzelf stelde was of de voedselvraag van die enorme groep wel voldaan kan worden. In Science proberen ze een strategie onder woorden te brengen.

Twee keer zoveel voedsel
De onderzoekers verwachten dat er in 2050 misschien wel twee keer zoveel voedsel als nu nodig is. Terwijl er maar 30 procent meer mensen zullen rondlopen. De wereldwijde welvaart blijft stijgen en daarmee gaat de vraag om bewerkte voedselproducten (bijvoorbeeld cornflakes), vlees, zuivel en vis omhoog. Hoe haal je nou meer eten uit dezelfde hoeveelheid land?

Een belangrijk probleem dat de onderzoekers aanhalen is de zogenaamde ‘opbrengstkloof’. Lang niet overal wordt landbouwgrond optimaal gebruikt. In Zuidoost Azië is de gemiddelde opbrengst van een hectare rijst gemiddeld maar 60 procent van wat die zou kunnen zijn. Deskundige irrigatie van de rijstvelden zou tientallen procenten schelen. Het is de kunst om wereldwijd zo dicht mogelijk bij de 100 procent te komen.

Dat er wat gewonnen kan worden blijkt al uit een studie naar 286 stimuleringsprojecten. Door miljoenen boeren in ontwikkelingslanden te helpen met kennis en middelen is de opbrengst van de bijbehorende 37 miljoen hectare landbouwgrond nu 79 procent hoger dan daarvoor.

Balans
Maar pas op: het heeft natuurlijk geen zin om tijdelijk de voedselproductie op te krikken en ondertussen alle visgronden volledig leeg te vissen, de akkers helemaal uit te putten en daarbij ook nog even zoveel meer CO2 de lucht in de jagen dat het klimaat ook een flinke optater krijgt. Balans is het magische woord, maar hoe de weegschaal precies werkt, dat is nog niet duidelijk.

Geolied netwerk
Naast het beter bewerken van een akker zijn er nog een hoop andere dingen die verbeterd kunnen worden. De opslag, verwerking, distributie en toegankelijkheid van iedereen tot het voedsel moeten ook zeker in arme landen flink verbeterd worden. Om dat voor elkaar te krijgen zijn volgens de onderzoekers revolutionaire veranderingen in de wereldmarkt nodig. De voedselproductie moet wereldwijd een geolied netwerk vormen. In dit ideaalplaatje zijn regionale problemen, zoals droogte of een aardbeving, niet zo invloedrijk. Het netwerk vangt tegenslagen op.

Afval en vegetariërs
Maar verbeteringen vallen op meer vlakken te verwezenlijken. Wereldwijd belandt zo’n 30 tot 40 procent van het voedsel in de prullenbak. In arme landen gaat het bij de productie al mis. Geen koelkast of slecht transport betekent al snel dat de helft van een oogst bederft. In het rijke westen is decadentie het probleem. Een misvormde paprika belandt al niet eens meer in de schappen van de supermarkt. Ook houdbaarheidsdata zijn allemaal aan de veilige kant. Deels verstandig, maar door hier nog even kritisch naar te kijken valt een hoop voedsel uit de afvalbak te redden.

Ook vlees kost relatief veel. Tien kilo groente of graan levert gemiddeld één kilo vlees op. Een simpele rekensom levert al op dat als iedereen vegetariër wordt er een stuk meer voedsel is. Daar tegenover staat natuurlijk weer dat vee vooral in arme landen een stuk meer is dan een luxeproduct. Koeien ploegen de akkers en het vlees bevat essentiële voedingsstoffen die de mensen anders niet binnenkrijgen. Wereldwijd stoppen met vlees eten zit er dus niet in, maar de maatschappij bewust maken wat een lapje vlees kost, kan ook weer een steentje bijdragen.

Genetische manipulatie
Naast oplossingen met de middelen die er nu voor handen zijn, kan er ook nog op de toekomstige innovaties gehoopt worden. De technologie in de landbouw blijft zich ontwikkelen en ook genetische manipulatie kan landbouwgewassen opleveren die ziektevrij zijn, tegen droogte kunnen en een grotere voedingswaarde hebben. Dan wordt het ineens makkelijker om de productie omhoog te gooien.

De magische balans tussen de optimale voedselproductie en het in de hand houden van gevaren als CO2-uitstoot, uitputting van het land en bedreiging van de biodiversiteit hebben de onderzoekers nog niet gevonden. Toch denken ze dat het zeker mogelijk is negen miljard mensen van voedsel te voorzien. Het is alleen nog even puzzelen wat dat de wereld gaat kosten.

Johan Schaeffer

H. Charles J. Godfray e.a., ‘Food Security: The Challenge of Feeding 9 Billion People’ in: Sciencexpress, 28 januari 2010

(Noorderlicht)

28-01-2010

Wakker geheugen

Rustpauzes helpen bij informatieverwerking in je hersenen

De oude wijsheid dat slaap en dutjes helpen om nieuwe informatie op te slaan in je geheugen blijkt niet helemaal te kloppen.

Het is een bekend broodje-aap-verhaal: zet als je gaat slapen een koptelefoon op met een luistercursus voor een vreemde taal, en voilà: bij ontwaken spreek je de taal vloeiend. Het verhaal komt voort uit het idee dat slaap je leervermogen bevordert. Dat dit zo is, weten wetenschappers al jaren. Ook het achterliggende mechanisme wordt langzaamaan steeds duidelijker. En een paar jaar geleden werd ontdekt dat niet alleen een goede nachtrust, maar ook een dutje overdag goed is voor je geheugenvorming.

Nu blijkt dat je, overdag tenminste, niet eens per se hoeft te slapen om nieuwe informatie goed in je geheugen op te slaan. Simpelweg pauze nemen is voldoende, schrijven Amerikaanse psychologen deze week in Neuron. Zij waren benieuwd of het proces van geheugenconsolidatie, waarbij nieuw binnengekomen informatie echt wordt vastgelegd in je hersenen, ook optreedt als je wakker bent.

Dit opslagproces is goed te volgen door te kijken naar de activiteit van je hersenen. De herinnering aan een nieuw stukje informatie wordt namelijk vastgelegd doordat de hersencellen die met dat specifieke stukje informatie te maken hebben een flinke poos steeds opnieuw actief zijn. Zo prenten ze zich als het ware die nieuwe informatie goed in.

Voor hun onderzoek stelden de psychologen proefpersonen bloot aan een associatietest. Ze kregen een serie van telkens twee foto’s te zien. Ondertussen werd met een fMRI-apparaat hun hersenactiviteit in de gaten gehouden. Na het testje kregen de proefpersonen te horen dat ze moeten uitrusten en hun gedachten daarbij lekker vrij moesten laten. Ook in deze rustpauze werd de hersenactiviteit bijgehouden.

Uit de fMRI-metingen bleek dat in die rustpauze de hersenen van de proefpersonen precies dat deden waarvan werd gedacht dat het vooral in je slaap gebeurt: actief de nieuwe informatie opslaan. Bovendien bleek er een duidelijk verband tussen de mate van deze geheugenopslag-activiteit en de mate waarin proefpersonen na de pauze nog wisten welke foto’s bij elkaar hoorden. Hoe meer opslagactiviteit in rust, hoe beter de score op de test.

“Even koffiepauze nemen na een college kan je dus helpen alles wat je net hebt geleerd goed tot je te nemen”, meent onderzoekster Lia Davachi. “Ons onderzoek laat zien dat rust belangrijk is voor het geheugen en daarmee het prestatievermogen. Je hersenen hebben het nodig dat jij je goed ontspant, zodat zij goed hun werk kunnen doen. Dat is iets waar we weinig rekening mee houden in huidige maatschappij, waarin we dankzij moderne technologieën voortdurend worden voorzien van nieuwe informatie.”

Met dit nieuwe onderzoek vervalt het argument voor siësta’s op het werk. Maar vaker pauze nemen zou dus wel goed kunnen zijn voor de productiviteit. En wie zijn hersenen echt wil verwennen, neemt in zo’n pauze geen kop koffie maar een glas melk, of knabbelt wat groene salade of noten weg. Daar zit namelijk magnesium in. En in dezelfde editie van Neuron staat ook een artikel waarin wordt beschreven hoe magnesium geheugenvorming helpt. Het blijkt, in ratten tenminste, de aanmaak van verbindingen tussen hersencellen te stimuleren.

Nadine Böke

Arielle Tambini, Lila Davachi e.a., Enhanced Brain Correlations during Rest Are Related to Memory for Recent Experience, in: Neuron, 27 januari 2010

Inna Slutsky e.a., Enhancement of Learning and Memory by Elevating Brain Magnesium, in: Neuron, 27 januari 2010

(Noorderlicht)

03-02-2010

Wie schiet eerst?

Reactie is sneller dan actie

Revolverhelden weten al eeuwen hoe het moet: wacht tot je tegenstander een beweging maakt en knal hem neer. Dat is de beste manier om het duel te winnen en dus te overleven. Maar waarom? Onder meer omdat reageren minder tijd kost dan zelf het initiatief nemen.

Aanval is de beste verdediging, wil het gezegde. Maar die vlieger gaat niet altijd op. In een rechtstreeks pistoolduel delft de aanvaller vaak het onderspit. Ook in de oosterse vechtkunst geldt vaak: verdediging is de beste aanval. Je tegenstander maakt zich kwetsbaar door als eerste een beweging te maken.

Hoe is het mogelijk dat het nemen van het initiatief een nadeel is in een rechtstreeks duel? Neurowetenschapper Andrew Welchman besloot de proef op de som te nemen. Hij organiseerde een duel tussen proefpersonen en hield nauwkeurig hun reactietijden in de gaten. En wat bleek: reageren kost minder tijd dan het initiëren van een actie.

Knopjedrukken
Welchman zette de proefpersonen tegenover elkaar, met elk drie knoppen voor zich. Ze kregen als opdracht om de knoppen zo snel mogelijk in een bepaalde volgorde in te drukken, sneller dan hun tegenstander. Een wedstrijdje knopjedrukken dus. Er was geen startsignaal, dus de proefpersonen hadden de keuze: of als eerste beginnen, of reageren op de tegenstander. Net als in een echt pistoolduel.

Als snel werd duidelijk dat de reageerders sneller waren, gemiddeld 21 milliseconden. “Dat klinkt misschien als een klein verschil”, aldus Welchman, “maar het kan wel het verschil tussen leven en dood maken als je een bus probeert te ontwijken”.

Maar is het ook genoeg om het pistoolduel te winnen? Daarover zijn de onderzoekers minder zeker. Reageren op je tegenstander kost gemiddeld namelijk ongeveer 200 milliseconden, veel meer dus dan je wint door te reageren in plaats van te initiëren. Dat wil zeggen: bij ongeoefende proefpersonen. De revolverhelden uit het Wilde Westen waren natuurlijk door de wol geverfd, en het is bekend dat oefening goed is voor je reflexen.

Twee systemen?
Bovendien waren de onderzoekers eigenlijk helemaal niet geïnteresseerd in revolverhelden. Ze wilden graag weten of actie en reactie twee verschillende processen in de hersenen zijn. Daar zijn namelijk de nodige aanwijzingen voor. Parkinson-patiënten bijvoorbeeld vangen vaak zonder problemen een bal die je ze toegooit, maar hebben moeite om diezelfde bal op te pakken van de tafel. Reageren gaat ze dus veel makkelijker af.

Misschien is dat omdat hun ‘reactiesysteem’ in de hersenen minder is aangetast dan hun ‘actiesysteem’. Het knopjedruk-onderzoek is een verdere aanwijzing dat er inderdaad twee van die afzonderlijke systemen bestaan; ze lijken immers met verschillende snelheden te werken. Verder onderzoek moet uitwijzen of Welchman echt gelijk heeft met zijn ‘twee systemenhypothese’. Maar niet geschoten is altijd mis.

Bouwe van Straten

Andrew Welchman e.a., ‘The quick and the dead: when reaction beats intention’, in Proceedings of the Royal Society B, 3 februari 2010.

Reacties

(Noorderlicht)

02-02-2010

Radiopulsen sneller dan licht?

In de voorbije jaren hebben experimenten in laboratoria uitgewezen dat sommige zaken zich - zonder Albert Einstein's relativiteitstheorie te verkrachten - sneller dan licht lijken te verplaatsen. Astrofysici, onder leiding van Frederick Jenet van de Universiteit van Texas, hebben nu een levensecht voorbeeld van 'sneller dan licht' gezien in de vorm van radiopulsen van pulsar PSR B1937+21 die zich in het onopvallende sterrenbeeld Vosje - op zo'n 10.000 lichtjaren van de aarde - bevindt. Met de Arecibo radiotelescoop in Puerto Rico ontdekten ze dat radiopulsen uit het centrum van de pulsar sneller arriveerden dan normaal en zich dus sneller dan licht lijken te verplaatsen.



Bij superluminaal of 'sneller dan licht' wordt de snelheid geassocieerd met een abnormale dispersie, een proces waarbij de brekingsindex van een medium toeneemt met de golflengte van het licht dat er doorheen gaat. Als een lichtpuls - die bestaat uit een reeks lichtgolven van verschillende golflengten - door zo'n medium heen gaat dan kan de reekssnelheid van de puls toenemen naar een snelheid die groter is dan gelijk welke golflengte binnen de puls, maar de energie van de puls blijft zich met lichtsnelheid verplaatsen. Dat betekent dat de informatie in overeenkomst met de relativiteitstheorie van Einstein wordt overgebracht.



Een pulsar is een snel ronddraaiende neutronenster die elektromagnetische straling uitzendt in de vorm van snelle pulsen. Je kunt de stralingspulsen het best vergelijken met de reguliere intervallen van het licht van een vuurtoren. De stralingspulsen kunnen tijdens hun reis door een interstellair medium (alle interstellaire materie en energie - interstellair stralingsveld - die zich tussen de sterren in een sterrenstelsel bevindt) door verschillende factoren beïnvloed worden.

Zo kan onder andere bij het doorkruisen van een magnetisch veld de polarisatie wijzigen, kunnen ze bij het ontmoeten van vrije elektronen zich verspreiden en kunnen ze geabsorbeerd worden door neutrale waterstofwolken. Het team van Jenet denkt dat de pulsen ook door abnormale dispersie beïnvloed worden.



Volgens het team reisden de radiopulsen van PSR B1937+21 doorheen een neutrale waterstofwolk. Dat veroorzaakte een abnormale dispersie die resulteerde in een 'sneller dan licht' reekssnelheid van de puls. En pulsen waarvan de frequenties de resonantiefrequentie benaderen arriveerden eerder. De wetenschappers van de universiteit van Texas denken dat de pulsen sneller dan licht lijken te reizen door een interactie tussen de tijdschalen in de puls en de tijdschalen in het interstellair medium.


(Grenswetenschap)

05-02-2010

De zwaartekracht ontkracht

Zwaartekracht, dat is toch één van de vier fundamentele natuurkrachten? Theoretisch natuurkundige Erik Verlinde zet daar vraagtekens bij. Gravitatie zou niets anders zijn dan een effect van de manier waarop deeltjes met elkaar omgaan.

Die verrekte zwaartekracht. Newton beschreef hem al in de zeventiende eeuw, en zelfs de allerverste sterren en planeten lijken zich aan zijn wetten te houden. Zwaartekracht is relatief sterker naarmate de voorwerpen waar je naar kijkt groter zijn en verder van elkaar staan. Piepkleine deeltjes die microscopisch dicht bij elkaar zitten hebben bijna geen last van zwaartekracht. Gelukkig maar, want als je probeert om de kwantumnatuurkunde die nodig is om die deeltjes te beschrijven te verenigen met Newtons zwaartekracht loop je tegen grote problemen aan. We weten bijna alles over hoe zwaartekracht zich gedraagt – maar waar de kracht vandaan komt is tot nu toe een groot raadsel.


De gravitatiewet van Newton beschrijft de kracht tussen twee voorwerpen die op een bepaalde afstand van elkaar staan. G is hier de gravitatieconstante, m1 en m2 de massa’s van de twee voorwerpen en r hun onderlinge afstand. Deze wet werd eind 17e eeuw door Isaac Newton ontdekt, en nu door Verlinde afgeleid.

Misschien kijken we er wel helemaal verkeerd tegenaan, zegt snaartheoreet Erik Verlinde nu. Hij besloot om af te stappen van het dogma dat zwaartekracht een fundamentele kracht is. Niet meer gehinderd door dit idee bestudeerde hij het gedrag van microscopische deeltjes – en wat bleek? Als je een aantal aannames over de natuur uit de snaartheorie aanneemt, volgt de gravitatiewet van Newton als vanzelf uit het microscopische gedrag. Zwaartekracht, aldus Verlinde, lijkt geen fundamentele kracht te zijn maar een verschijnsel dat opduikt als gevolg van de interacties tussen deeltjes.

zie video

De theorie van Verlinde gaat ervan uit dat de ruimte niets anders is dan een opslagplaats voor informatie. We kunnen van deeltjes bijvoorbeeld zeggen op welke tijd ze op welke plaats zijn – en met welke waarschijnlijkheid, want de allerkleinste bouwsteentjes van het heelal gedragen zich volgens de wetten van de kwantumnatuurkunde. Als deeltjes onderling van afstand veranderen, verandert ook de verdeling van informatie in de ruimte. Die verandering leidt tot de zwaartekracht – volgens Verlinde dus een emergente kracht in plaats van een fundamentele kracht. Dat wil zeggen dat de kracht door een ander fenomeen wordt opgewekt, en niet van nature aanwezig is. De afleiding die Verlinde hiervoor gebruikt is bedrieglijk eenvoudig, maar wordt door vakgenoten als zeer interessant gezien.


Het heelal van Einstein is niet netjes vlak, maar gegolfd. De aanwezigheid van zware voorwerpen zorgt voor een vervorming in ruimte en tijd. Illustratie: Testing Einstein’s Universe / Norbert Bartel

Het idee van Verlinde is niet helemaal nieuw. Einsteins relativiteitstheorie beschrijft het zwaartekrachtsveld ook al als een vervorming van de ruimte door interacties tussen voorwerpen. Wel betekent Verlinde’s denkwijze een revolutie in de manier waarop we tegen de natuur aankijken. Als zwaartekracht namelijk geen fundamentele kracht maar een afgeleide kracht is, zo stelt hij, kunnen we hem misschien wel manipuleren. Maar voordat het zover is moeten we eerst precies ontrafelen hoe de zwaartekracht ontstaat.

(Kennslink)

07-02-2010

Waarom muggen niet iedereen steken



Wie vaak het bed deelt, heeft het wel al meegemaakt: er zoemt een mug door de slaapkamer en die landt keer op keer bij een van de slapers en laat de andere met rust. Dat een mug, net als andere stekende insecten, een doelwit kiest via de geur, wisten we al. Nu onthult de Sunday Times hoe die ongenode gast dat doet: een vaak gestoken mens zweet gewoon meer of heeft in dat zweet een hogere concentratie aan chemische stoffen.

Volgens professor John Carlson, moleculair bioloog aan de Amerikaanse universiteit van Yale, is een groot deel van het reuksysteem van muskieten namelijk speciaal ontworpen om menselijke doelwitten te ruiken.

Chemicaliën in zweet
Van de 72 geurontvangers waarmee zo'n beest is uitgerust, zijn er 27 bedoeld om de chemicaliën op te sporen die in ons zweet zitten. De ploeg van Carlson hoopt met deze analyse de basis te kunnen leggen voor het ontwikkelen van nieuwe manieren om de muggen weg te houden of te vangen.

Malaria
En dat heeft natuurlijk veel belangrijkere gevolgen dan onze slapeloze nacht en ons jeukend plekje. Muggen verspreiden immers ook een van de kwalijkste ziektes ter wereld, malaria. Die ziekte treft in tropische streken honderden miljoenen mensen met jaarlijks zo'n drie miljoen slachtoffers - vooral jonge kinderen in zwart-Afrika - tot gevolg. In de woorden van professor Carlson: "De wereld heeft grote behoefte aan doeltreffende, goedkope en milieuvriendelijke middelen om muggen onder controle te krijgen". (afp/lb)

(HLN)

09-02-2010

Legendarische diepzeevis voor het eerst gefilmd

AMSTERDAM – Amerikaanse onderzoekers hebben voor het eerst een riemvis in zijn natuurlijke omgeving in de diepzee gefilmd.

De onderzoekers van Louisiana State University stuitten op de riemvis (Regalecus glesne) in de Golf van Mexico, vlakbij het olieplatform Thunder Horse. Ze gebruikten een op afstand bestuurbaar voertuig om beelden (zie filmpje) van de reusachtige vis te kunnen maken op enkele honderden meters diepte.

Riemvissen kunnen meer dan 17 meter lang worden. De dieren werden tot nu toe slechts sporadisch dood aangetroffen aan de oppervlakte van de wereldzeeën.

De onderzoekers waren zich er dan ook niet meteen van bewust dat ze met een riemvis te maken hadden.

Glimmende pijp

“We zagen een verticaal, glimmend ding. Het leek alsof het een reusachtige pijp was”, verklaart hoofdonderzoeker Mark Benfield op BBC News. “Pas toen we verder inzoomden, zagen we dat het geen pijp was, maar een vis.”

Het vreemde, langwerpige uiterlijk van de riemvis vormt volgens sommige historici de basis van verhalen over zeeslangen die oude zeelieden aan elkaar vertelden. Volgens Benfield versterkt ook een grote vin op de rug van de vis zijn vreemde voorkomen.


Golvende bewegingen

“Toen we de vis benaderden, trok hij terug”, aldus Benfield. Hij zwom met zijn staart voorop naar achteren, terwijl ons voertuig hem volgde. Interessant daarbij was vooral het zwemgedrag van het dier. Met de vin op zijn rug maakte hij golvende bewegingen, waardoor hij met een redelijke snelheid naar achter bewoog.”

Door de matige kwaliteit van de filmbeelden konden de onderzoekers niet goed bepalen hoe lang de riemvis was. Ze schatten de lengte van het dier op vijf tot tien meter.


Eerdere waarneming

Voor de kust van West Afrika filmden wetenschappers in 2007 op ruim 700 meter diepte ook een dier dat veel weg had van een een riemvis. Maar die waarneming kon nooit definitief worden bevestigd aan de hand van de beelden.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

11-02-2010

Gen maakt oud

‘Verouderingsgen’ gaat gepaard met korte telomeren

Groningse en Britse onderzoekers hebben een gen gevonden dat een rol lijkt te spelen bij veroudering. Dragers van dit gen hebben aanzienlijk kortere chromosoomuiteinden (telomeren) dan niet-dragers. Biologisch gezien zijn ze ouder dan hun 'leeftijdsgenoten'.

Hoe ouder je bent, hoe meer kans je hebt op hart- en vaatziekten en op bepaalde soorten kanker. Maar wat is oud? Bij sommige mensen komen zulke ziekten al op vroege leeftijd voor. Anderen halen kerngezond de negentig. Gek is dat niet - het zou pas eigenaardig zijn als de kalender wél iets zou zeggen over de staat waarin je lichaam verkeert.Wie een heel leven gerookt heeft, is er slechter aan toe dan zijn sportende buurman.

De laatste decennia is duidelijk geworden dat telomeren, de uiteinden van chromosomen, een goede indicatie geven van iemands 'echte', biologische leeftijd. De op het eerste gezicht betekenisloze stukjes DNA spelen namelijk een cruciale rol bij veroudering. Bij iedere celdeling worden ze een klein beetje korter, waardoor de stabiliteit van het DNA langzaam afneemt. Uiteindelijk leidt dat tot ziekte en overlijden. Hoe korter de telomeren, hoe hoger de biologische leeftijd.

Slijtage
Roken, overgewicht en andere risicofactoren leiden tot 'slijtage' van telomeren, dat is inmiddels duidelijk geworden. Maar er zijn ook mensen die 'zomaar' kortere telomeren hebben dan anderen. Cardioloog in opleiding Pim van der Harst van het Universitair Medisch Centrum Groningen heeft nu samen met Britse collega’s een gen gevonden dat hiervoor verantwoordelijk lijkt.

De telomeren bij dragers van het gen zijn gemiddeld gezien 75 basenparen korter, schrijven de onderzoekers in Nature Genetics. Dat komt overeen met een verhoging van de biologische leeftijd met ongeveer 3,5 jaar. Mensen die van beide ouders het gen erfden, zijn biologisch gezien zo’n zeven jaar ouder. Het is voor het eerst dat een gen zo duidelijk van belang lijkt voor veroudering. Van der Harst: “Er is al wel eerder melding gemaakt van verouderingsgenen, met name in onderzoek bij wormen. Maar nog niet eerder waren de resultaten zo overtuigend als in ons onderzoek.”

“Het kon niet mooier”
De eerste aanwijzingen voor het bestaan van het gen werden gevonden in twee Britse onderzoeksgroepen, één van hartpatiënten en één van bloeddonoren. Analyse van het DNA van de ruim 2800 mensen bracht een aantal genetische varianten aan het licht die een correlatie hadden met de telomeerlengte. Verder onderzoek bij in totaal circa 9500 mensen maakte duidelijk dat de correlatie vooral sterk was bij een variant in de buurt van het zogenaamde TERC-gen. “Het kon eigenlijk niet mooier”, zegt Van der Harst. “Dat gen is van belang voor de telomeerlengte van stamcellen. Dat we vlak daarbij een gen vinden dat gepaard gaat met korte telomeren, dat kan geen toeval zijn.”

Voorbestemming
De resultaten suggereren een soort ‘voorbestemming’ tot het krijgen van korte telomeren. Dat zou kunnen verklaren waarom mensen in sommige families relatief jong sterven. Het is nog niet duidelijk waaróm het gen precies tot kortere telomeren leidt. Mogelijk zijn de dragers genetisch gezien ‘geprogrammeerd’ tot sneller verouderen: wellicht ‘slijten’ hun telomeren sneller dan bij anderen.

De vraag is dan of dragers van de genvariant extra gevoelig zijn voor de invloed van schadelijke factoren zoals roken en overgewicht. De Groningse cardioloog in opleiding is vooral benieuwd of gezonde dragers van het ‘verouderingsgen’ een groter risico hebben op hartfalen, dat ook gepaard gaat met korte telomeren.

Harm Ikink

Veryan Codd, Massimo Mangino, Pim van der Harst e.a.: Variants near TERC are associated with mean telomere length, in Nature Genetics, 7 februari 2010.

Reacties

(Noorderlicht)

11-02-2010

Voorbestemde moleculen

Kwantumeffecten beheersen ultrakoude chemie

Amerikaanse onderzoekers melden deze week in Science een staaltje van tamelijk onwaarschijnlijke chemie. Ze beschrijven reacties tussen ultrakoude moleculen en hoe ze die kunnen manipuleren met kwantummechanische ingrepen.

Vraag een chemicus hoe het zit met reacties en hij zal iets vertellen over moleculen die kriskras door elkaar bewegen en hard tegen elkaar aanknallen. In de chaos van de botsing herschikken atomen zich, vormen ze andere verbindingen en zo ontstaan nieuwe moleculen. Beweging en botsing – zonder die hoofdingrediënten is er geen chemie.

Of toch? Onderzoekers van het Amerikaanse onderzoeksinstituut JILA maken deze week in Science melding van reacties tussen ultrakoude moleculen, bij een paar honderd nanoKelvin (ongeveer 273 graden onder nul). Bij die temperatuur, nét boven het absolute nulpunt, is van beweging eigenlijk geen sprake. En dus ook niet van chemie, zou je denken. Maar volgens Deborah Jin, één van de onderzoekers van het Science-artikel, is het tegendeel het geval. Haar collega Jun Ye neemt zelfs een heel nieuw fundamenteel kwantummechanisch aspect van de scheikunde waar. “Het geeft ons een nieuw ‘handvat’ om reacties te begrijpen en te beheersen", zegt hij in een Amerikaans nieuwsbericht.

JILA, een gezamenlijk instituut van de Amerikaanse overheid en de Universiteit van Colorado, staat bekend om het extreem afkoelen en manipuleren van atomen. Met behulp van lasers en magnetische en elektrische velden maakten onderzoekers er nieuwe materietoestanden, zoals Bose-Einstein- en Fermicondensaten. Ook brachten ze wonderbaarlijke verschijnselen aan het licht, zoals supervloeibaarheid. Maar dat was eigenlijk allemaal vooral van natuurkundig belang. Nu ze naar ultrakoude moleculen kijken in plaats van naar atomen, zijn de fysici op het gebied van de chemie beland.

Trukendoos
Anderhalf jaar geleden lukte het Jin en Ye om ultrakoude moleculen te maken in hun allerlaagste energietoestand. Vrij eenvoudige moleculen, bestaand uit een kalium (K) en een rubidium (Rb) atoom, maar toch: moleculen. Sindsdien hebben ze hun volledige trukendoos op de deeltjes toegepast. Ze morrelden aan de energieniveau's, rammelden aan de bindingen en speelden met de trilling en de rotatie. Allemaal om zicht te krijgen op de kwantummechanica van de moleculen. En om te ontdekken hoe die van belang is voor de reactiviteit.

Het resultaat is verbluffend. Duidelijk werd dat er, dankzij kwantummechanische tunneling, sprake is van interactie tussen moleculen die eigenlijk veel te ver van elkaar verwijderd zijn om te kunnen reageren. Sterker nog, of de twee moleculen elkaar überhaupt zullen naderen om te gaan reageren, hangt af van hun kwantummechanische toestand. Het lijkt haast alsof ze voor elkaar voorbestemd moeten zijn. En is dat het geval, dan gebeurt er ook wat. Echt 'zien' konden de Amerikanen het natuurlijk niet, maar uit hun experimenten concluderen ze dat de bewegingsloze moleculen wel degelijk atomen uitwisselden, waarbij bindingen verbroken en weer gevormd worden. Met andere woorden: ze reageren.

Kabbelende golven
De experimenten maken duidelijk dat in een ultrakoude wereld geregeerd door kwantummechanica de chemische 'common sense' niet opgaat. Moleculen zijn er geen stevige, ruimtelijk afgebakende deeltjes, maar kabbelende, elkaar overlappende kwantummechanische golven. In die voorstelling is het al wat minder vreemd dat ze elkaar kunnen 'voelen' op afstanden die wel honderd keer groter zijn dan de afstand waarop normaal gesproken interactie plaatsvindt.

Ook het concept van 'voorbestemming' is volgens de Amerikanen kwantummechanisch verklaarbaar. De K-Rb moleculen gedragen zich als fermionen, en twee identieke fermionen kunnen nooit tegelijk op dezelfde plaats zijn. De fermion-eigenschappen van moleculen in hun allerlaagste energietoestand hangen af van de kernspin van de moleculen. Is die hetzelfde, dan zullen ze niet bij elkaar komen en is een reactie dus onwaarschijnlijk.

De Amerikanen gebruikten dit principe om de reacties kwantummechanisch te beheersen. Ze manipuleerden de moleculen zodanig dat er een mooie 50/50 verdeling was tussen de moleculen met verschillende kernspin. En wat bleek? In die 'ideale' situatie verliep de reactie tien tot honderd keer sneller dan wanneer alle moleculen dezelfde kernspin hadden.

De onderzoekers speculeren over de mogelijkheid om kwantummechanische eigenschappen van verschillende moleculen zodanig in te stellen dat de waarschijnlijkheid van een onderlinge reactie optimaal is. Ze hopen daarmee nieuwe inzichten te krijgen in de moleculaire eigenschappen die bepalend zijn voor de interactie. En dat zal - verwachten ze - chemici helpen bij het begrijpen en optimaliseren van hun reacties.

Harm Ikink

S.Ospelkaus e.a.: Quantum-State Controlled Chemical Reactions of Ultracold Potassium-Rubidium Molecules, in Science, 12 februari 2010.

Reacties

(Noorderlicht)

17-02-2010

Relativiteitstheorie bevestigd met 10.000 keer grotere precisie


Een wassen beeld van Albert Einstein in het museum van Madame Tussauds in Berlijn.

Een nieuwe studie heeft met een 10.000 keer grotere precisie bewezen dat Albert Einstein gelijk had over de relativiteit van tijd en ruimte, staat in het jongste nummer van het vakblad Nature. De bevestiging is van belang voor satellietnavigatiesystemen.

Zwaartekracht vervormt de tijd, beweerde Einstein in 1915. Experimenten in vliegtuigen en raketten hebben inderdaad al bewezen dat onder invloed van versnelling door zwaartekracht een horloge trager begint te tikken dan een toestel dat op Aarde blijft. In 1976 liet een experiment van de NASA toe dit effect preciezer te berekenen.

Cesiumatomen
Holger Müller van de Universiteit van Californië in Berkeley deed nu een nieuwe proef, met name op cesiumatomen die 0,3 seconden vast kwamen te zitten door koude lasers. Er was een tijdsverschil tussen een atoom dat onder invloed van de zwaartekracht een duik van 0,1 mm had gemaakt, en tussen een atoom in rust. Het verschil bedroeg een tiende van een miljardste van een miljardste van een miljardste seconde, of een getal van 28 nullen voor het cijfer 1. Anders gezegd: indien de val van het atoom 14 miljard jaar had geduurd in plaats van 0,3 seconden, zou het tijdsverschil 0,01 seconden zijn geweest.

Belang
De nieuwe bevindingen zijn van belang voor satellietnavigatiesystemen die sowieso ultraprecieze (atoom)klokken vergen. Wanneer hun baan met een meter verlaagt, vermindert dit lichtjes hun precisie. Een grotere afstand tot de Aarde beperkt immers het effect van de zwaartekracht. (belga/sam)

(HLN)

18-02-2010

‘Die weke rode massa ìs onze geest’



Verpleeghuisarts en auteur Bert Keizer mocht een tijdje meelopen op de afdeling neurochrirurgie van het VUMC. Opereren op het snijvlak van lichaam en ziel.

Toen verpleeghuisarts en filosoof Bert Keizer door het VU Medisch Centrum uitgenodigd werd om als ‘Schrijver op de afdeling’ een tijdje mee te draaien op een afdeling naar keuze, hoefde hij daar geen moment over na te denken. Graag. Op de afdeling neurochirurgie. Waar neurochirurgen met een mes in de hand het brein te lijf gaan. Met alle gevolgen van dien. In zijn nieuwste boek, Onverklaarbaar bewoond, beschrijft Keizer zijn ervaringen.

‘De eerste weken waren lastig. Als dokter ben je gewend de gebeurtenissen te verleggen, in te grijpen. En nu had ik alleen maar dat verrekte opschrijfboekje. Ik had ook geen hiërarchische positie. Later, toen de chirurgen me meer vertrouwden, werd het erg leuk.’

Wat opvalt is dat de neurochirurgie er bekaaid afkomt.

‘Er gebeuren dingen op een OK waarvan leken flink kunnen schrikken. En die beschrijf ik ook. Nee, als ik wat somber kijk bij het woord neurochirurgie is dat geen veroordeling van hun vak of hun vaardigheid, maar van de menselijke situatie. We zijn erg kwetsbaar, en de successen van de medische wetenschap zijn maar heel betrekkelijk.’

Met welke verwachtingen ging je er naartoe?

‘Ik wilde mijn ideeën over de relatie tussen brein en ziel onder het vergrootglas leggen, er heel dicht op gaan staan. Kijk, als verpleeghuisarts krijg ik te maken met heel langzaam optredende, algemene schade aan het brein, zoals door Alzheimer. Alsof er een mist komt opzetten.’

‘Acute hersenschade is heel anders. Lokaal, plotseling. En ik kon het hele proces volgen. Ik zag ze binnenkomen en angstig naar de OK gaan; ik zag wat er weggehaald werd en de volgende dag kon ik ze spreken.’

En de chirurgen?

‘Toen ik kwam, was ik er van overtuigd dat je nooit met een mes een menselijk brein moest binnengaan. Het brein is zo gevoelig, zo complex, daardoor kan alleen maar meer schade ontstaan. Dat, weet ik nu, is veel te simpel. Een bloeding onder de schedeldak is dodelijk. Even een luikje maken en de bloeding stelpen is een levensreddende operatie. Enkele tumoren zijn ook uitstekend operabel. Maar altijd is het zo: je weet niet hoe de patiënt eruitkomt. Het voorspellen van het effect van een ingreep, de prognostiek, is in de acute neurologie een vreselijk probleem. Je kunt niet voorkomen dat je in een aantal gevallen meer schade aanricht dan je herstelt.’

‘Daarom wordt er (ook daar was ik aanvankelijk toch wel van overtuigd) ook niet te gemakkelijk naar het mes gegrepen. Voordat ze een brein ingaan, wordt er heel veel heen en weer gewandeld. Er is continu overleg. De sfeer is vaak streberig, maar er is daar heel veel talent dat elkaar scherp houdt.’

Maar je beschrijft ook: ze grijpen ook wel in, terwijl niets doen soms beter zou zijn.

‘Dat speelt met name bij oudere mensen die meerdere kwalen onder de leden hebben. Een hele batterij specialisten stort zich dan op zo’n patiënt: een voor de longen, een voor het brein, de ander voor het been. Dat is echt ellende hoor, als meerdere specialisten op jouw lichaam ten strijde trekken! En als je zoveel diagnostiek hebt, zoveel prachtige apparaten, dan is het enorm verleidelijk om in ieder geval iets te doen. Wat je dan ziet, is dat ze zich zogezegd een tunnel in opereren, een richting inslaan waaruit ze niet meer terug kunnen keren. Dan eindigt zo’n patiënt waar niemand hem had willen hebben: uitgedokterd op de intensive care.’

Heb je ook iets over het brein geleerd?

‘Die weke rode massa die, als de chirurg een luikje heeft gemaakt, zo’n beetje naar buiten hangt, daar kreeg ik een, wat ik maar noem ‘evolutiedepressie’ van. Dit is toch het mooiste van de mens, dat wat ons die unieke mens maakt, en het is exact hetzelfde als in de kop van een chimpansee. Dat valt zo tegen! Ik heb toch altijd gehoopt dat we daar iets zouden vinden, een onderdeel, een of andere winding, waarvan we konden zeggen: yes! Daar zit het verschil! Maar kijkend naar het brein word je gedwongen schouder aan schouder te staan met de rest van de natuur.’

In die drillende massa zit onze geest.

‘Vrijwel iedereen groeit op met het Platoonse wereldbeeld van de geest die losstaat van het brein; die daar wel heel even in verblijft, maar na de dood wegvliegt. Ons denken is daarvan doordrongen. Wanneer we iemand zien winkelen, zeggen we niet: zijn brein doet boodschappen. Maar als diezelfde persoon spartelend op de grond valt, zeggen we: dat komt door zijn brein. Brein en geest zijn een. Alleen, we vinden dat niet leuk. Dat betekent namelijk dat dood gewoon dood is. Met een kleine d.’

Dat maakt het ook zo lastig om te accepteren dat iemand na een hersenoperatie een ‘ander’ kan zijn geworden.

‘Artsen zeggen dat uitdrukkelijk: uw persoonlijkheid kan veranderen; het karakter van uw vrouw kan na afloop veranderen. Iemand kan door de ingreep zijn humor kwijtraken, kan ongepaste grappen gaan maken of grove opmerkingen – zonder dat hij er iets aan kan doen. Het kan om heel subtiele dingen gaan: een bepaalde belangstelling, een manier van aanraken, waardoor familie en vrienden toch het gevoel hebben iemand verloren te hebben.’

‘Artsen waarschuwen er wel voor, dat iemand kan veranderen, maar het blijft onvoorstelbaar. Dan liever die verlossende notie dat ‘alleen het brein’ beschadigd is, en geopereerd is, en dat ergens daarachter de onbeschadigde ziel nog zit. Maar dat is gelul! Mensen zeggen wel eens, wanneer ze zien dat bijvoorbeeld hun vader nauwelijks nog ergens op reageert: ‘Het gaat aan hem voorbij.’ Dan vraag ik: ‘Denk je dat er nog een ‘hem’ is waaraan dat dan voorbijgaat?'

(depers.nl)

http://www.kennislink.nl/(...)ere-materie-in-zicht