Αγιε μου Βασίλη…

Ισως το τελευταίο πράγμα που θα περίμενε κανείς να διαβάσει σε ένα ένθετο όπως το ΒΗΜΑ-Science είναι επιστολές προς τον Αγιο Βασίλη! Αλλά εφέτος όλοι οι συνάδελφοι συμφωνήσαμε να γίνουμε για λίγο παιδιά και να σας παρουσιάσουμε με παιχνιδιάρικο τρόπο επιτεύγματα τα οποία ανοίγουν νέες και ενδιαφέρουσες προοπτικές για το μέλλον. Προφανώς δεν διαθέτουμε τη γυάλινη σφαίρα, αλλά παρακολουθώντας τα τεκταινόμενα μπορεί κανείς να υποθέσει βάσιμα πώς θα εξελιχθούν τα ερευνητικά πεδία αιχμής. Αυτό κάναμε και εμείς, όπως θα διαπιστώσετε στις σελίδες που ακολουθούν, διατηρώντας πάντα την κριτική ματιά μας.

Καλή χρονιά σε όλους.

Υπάρχουν άραγε στους ζωντανούς οργανισμούς φαινόμενα τα οποία θα μπορούσαν να εξηγηθούν μόνο με τη βοήθεια της κβαντικής μηχανικής; Ή αλλιώς, έχει η κβαντική μηχανική κάποιον ρόλο να παίξει στο εσωτερικό των κυττάρων; Τέτοιου τύπου ερωτήματα συνοψίζουν τις αγωνίες των ερευνητών ενός πεδίου, αυτού της κβαντικής βιολογίας, που γνωρίζει μια νέα άνθηση.

Η ιδέα της κβαντικής βιολογίας δεν είναι καινούργια. Ολα ξεκίνησαν τον περασμένο αιώνα, και ειδικότερα τη δεκαετία του 1920, με τη γέννηση της κβαντικής μηχανικής. Ενας από τους πρωτεργάτες της κβαντικής μηχανικής, ο Ερβιν Σρέντινγκερ (Erwin Schrödinger,1887-1961), έδωσε τον Φεβρουάριο του 1943 μια σειρά διαλέξεων στο Κολέγιο Trinity του Δουβλίνου με θέμα «Πώς θα μπορούσαν τα χωροχρονικά γεγονότα που λαμβάνουν χώρα μέσα στα όρια των ζωντανών οργανισμών να εξηγηθούν από τη φυσική και τη χημεία». Οι διαλέξεις αυτές τον επόμενο χρόνο εκδόθηκαν σε βιβλίο με τίτλο «Τι είναι η ζωή». Το βιβλίο αυτό υπήρξε ένα από τα πλέον επιδραστικά βιβλία του περασμένου αιώνα σε ό,τι αφορά τη θεώρηση των επιστημόνων για τα βιολογικά συστήματα.

Με δεδομένη τη δυσκολία της κατανόησης των φαινομένων της κβαντικής μηχανικής ακόμα και από τους φυσικούς, είναι προφανές ότι η κβαντική βιολογία είναι ένα διεπιστημονικό πεδίο. Χάρη στη συνεργασία βιοφυσικών και βιολόγων τα τελευταία δέκα χρόνια εντοπίζονται πράγματι βιολογικά φαινόμενα τα οποία δεν μπορούν να εξηγηθούν παρά μόνο με όρους κβαντομηχανικής.

Δεν αποτελεί ίσως έκπληξη το γεγονός ότι η φωτοσύνθεση, η αξιοποίηση από τα φυτά του ηλιακού φωτός για την παραγωγή τροφής με τη μορφή σακχάρων, είναι το πρώτο βιολογικό φαινόμενο που βρέθηκε να εμφανίζει μια κβαντική συνιστώσα. Απαθανατίζοντας «στιγμιότυπα» από τη διαδικασία μεταφοράς ενέργειας στο σύμπλεγμα των πρωτεϊνών που εμπλέκονται στη φωτοσύνθεση, αμερικανοί και στη συνέχεια ισπανοί ερευνητές κατέδειξαν την ύπαρξη του φαινομένου της κβαντικής συνοχής. Κατέδειξαν δηλαδή ότι ένα φωτόνιο συμπεριφέρεται ταυτόχρονα ως σωματίδιο και ως κύμα.

Τα κβαντικά φαινόμενα δεν περιορίζονται όμως μόνο στα φυτικά κύτταρα. Χάρη στα πρωτοποριακά πειράματα του Luca Turin και του Ευθύμιου Σκουλάκη στο Ινστιτούτο Φλέμινγκ γνωρίζουμε ότι η όσφρησή μας είναι (και) κβαντική. Ειδικότερα, οι δύο ερευνητές κατέδειξαν ότι ο μόνος τρόπος να εξηγηθεί το γεγονός πως μπορούμε να διακρίνουμε πολύ περισσότερες οσμές απ’ ό,τι θα επέτρεπε ο περιορισμένος αριθμός οσφρητικών υποδοχέων στη μύτη μας δεν είναι μέσω των διαφορών της στερεοδιάταξης των μορίων, αλλά μέσω των διαφορών στις συχνότητες ταλάντωσής τους, πράγμα το οποίο εξηγείται μόνο κβαντικά.

Το πόσα και ποια φαινόμενα στο εσωτερικό των κυττάρων είναι κβαντικά αποτελεί ένα από τα πλέον καυτά ζητήματα της σύγχρονης βιολογίας και αναμφίβολα θα υπάρξουν πολλές εκπλήξεις στο εγγύς μέλλον.
Ι.Σ.

…κάνε να «φιλιώσει» η Σχετικότητα με την Κβαντική Μηχανική

Είμαι μεγάλο παιδί πλέον και έτσι μπορώ να ζητώ και δώρα που είναι άυλα. Δώρα που δεν έρχονται μέσα σε κούτες και χαρτιά πολύχρωμα, αλλά ως εργασίες σε περιοδικά για τη Φυσική. Ενα μεγάλο δώρο, λοιπόν, θα ήταν για πολλούς αν οι δύο θεωρίες, αυτή του Αϊνστάιν για τη Σχετικότητα και η άλλη, που ο Αλμπερτ ποτέ του δεν τη χώνεψε, της Κβαντικής Μηχανικής, μπορούσαν κάπου να συναντηθούν. Εστω και με κάποιον φευγαλέο τρόπο, αφού οι άνθρωποι της Φυσικής είναι αναγκασμένοι, σε ένα τέτοιο υψηλό επίπεδο, μόνο θεωρίες να διατυπώνουν.

Ελπίδες πάντως για ένα τέτοιο δώρο υπάρχουν. Το ξεκίνημα έγινε με τις «σκουληκότρυπες», τις διαδρομές που μπορούν να ενώσουν στον χωροχρόνο δύο μαύρες οπές. Από το 1916 υπήρχε η έννοια της μαύρης οπής, ενός χώρου όπου το πεδίο βαρύτητας είναι τόσο ισχυρό, ώστε όποιο υλικό σώμα βρεθεί εκεί δεν μπορεί πλέον να απομακρυνθεί. Οι «σκουληκότρυπες» εμφανίστηκαν στο… νοητικό μας πεδίο το 1935, ως αποτέλεσμα της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας, σε εργασίες του Αλμπερτ Αϊνστάιν και του Νέιθαν Ρόζεν, που ήταν τότε συνεργάτες στο Πρίνστον. Τότε τις είχαν ονομάσει «γέφυρες», διότι η θεωρία έβγαζε πως μπορούσαν να ενώσουν δύο σημεία του χωροχρόνου οσοδήποτε μακρινά είναι, αρκεί να υπήρχαν στα δύο άκρα της διαδρομής συνθήκες ανάλογες με αυτές που επικρατούν σε μια αληθινή μαύρη οπή, και κάποιος ή έστω μια πληροφορία θα μπορούσε να ταξιδέψει από το ένα σημείο στο άλλο κόβοντας αφάνταστα πολύ δρόμο και χρόνο ταυτόχρονα. Βέβαια, η θεωρία, που έγινε πιο σαφής μόλις το 1960, λέει επίσης ότι και η ζωή τους και η έκτασή τους είναι ασύλληπτα μικρές και ένα υλικό σώμα δεν θα άντεχε στη διαδρομή. Πάντως, όλη αυτή η ιδεατή κατασκευή βαπτίστηκε «φαινόμενο-ER», από τα αρχικά των δύο διασήμων συνεργατών.

Υπάρχει όμως και ένα άλλο φαινόμενο που έχει βασανίσει ακόμη περισσότερο όχι μόνο τον Αϊνστάιν, αλλά και πολλούς άλλους εξίσου μεγαλοφυείς φυσικούς. Αλλωστε δεν είναι άστοχος ο αφορισμός του Ρίτσαρντ Φάινμαν: «Κανείς δεν καταλαβαίνει την Κβαντική Φυσική». Πρόκειται για το «φαινόμενο Einstein – Podolsky – Rosen» ή αλλιώς «EPR». Είναι αυτό που διαψεύδει την άποψη του Αϊνστάιν ότι η ύψιστη ταχύτητα στο Σύμπαν είναι αυτή του φωτός. Αποδείχθηκε ότι αν πάρεις δύο σωματίδια που έχεις πρώτα συνδέσει με κάποιον τρόπο τα χαρακτηριστικά τους και μετά τα απομακρύνεις σε όσο θέλεις μεγάλη απόσταση, ακόμη και αν βρεθούν σε διαφορετικούς γαλαξίες, αν αλλάξεις κάποια χαρακτηριστικά του ενός, είναι τέτοια η… διαπλοκή μεταξύ τους, ώστε θα μεταβληθούν αυτόματα και αντίστοιχα και του άλλου. Αλλά ακαριαία. Σε πολύ μικρότερο χρόνο από ό,τι θα χρειαζόταν ένα σήμα με την ταχύτητα του φωτός να δώσει το σύνθημα της αλλαγής.

Μερικά ανήσυχα μυαλά, όπως ο Λέοναρντ Σάσκιντ, είχαν αρχίσει αρκετά χρόνια πριν να το «ψιθυρίζουν». Αυτή τη χρονιά, ένας από τους «Φαραώ της Κβαντομηχανικής», ο Χουάν Μαλδασένα, βγήκε εντελώς ανοιχτά και έγραψε ότι κατά τη γνώμη του τα δυο φαινόμενα, οι «σκουληκότρυπες» και η διαπλοκή των σωματιδίων, που ανήκουν σε δύο εντελώς ασυμβίβαστες μεταξύ τους θεωρίες, όπως πίστευαν οι περισσότεροι φυσικοί, με πρώτο τον Αϊνστάιν, είναι εκδηλώσεις του ίδιου φαινομένου. Και αυτή η ακαριαία διάδοση της πληροφορίας από το ένα σωματίδιο στο άλλο γίνεται μέσα από μια «σκουληκότρυπα».

Αυτό, λοιπόν, θέλουν πολλοί από εμάς ως δώρο. Δηλαδή τι δώρο, δωράκλα: Να επιβεβαιωθεί η συμφιλίωση της Θεωρίας της Σχετικότητας με τη Θεωρία της Κβαντικής Μηχανικής.
Α.Γ.

…στείλε με στο Διάστημα!

Τα μεγαλύτερα ονόματα της σύγχρονης οικονομίας βρήκαν ένα νέο πεδίο για να συνεχίσουν τον επιχειρηματικό τους ανταγωνισμό. Αυτό το νέο πεδίο δεν είναι άλλο από το… Διάστημα. Οι ιδιοκτήτες κολοσσών όπως η Tesla, η Amazon, η Virgin έχουν δημιουργήσει ιδιωτικές διαστημικές εταιρείες οι οποίες στοχεύουν στην κατασκευή προηγμένων πυραύλων αλλά και διαστημικών σκαφών που θα πραγματοποιούν τουριστικά ταξίδια έξω από τη Γη και κυρίως στη δημιουργία αποικιών στη Σελήνη και στον Αρη. Παρ’ όλα αυτά η NASA εξακολουθεί να κρατά τα ηνία της πρωτοπορίας και της έρευνας στην ανάπτυξη διαστημικών τεχνολογιών. Η διαστημική υπηρεσία των ΗΠΑ τα τελευταία χρόνια πειραματίζεται με μια τεχνολογία βγαλμένη κυριολεκτικά από ταινία επιστημονικής φαντασίας. Πριν από 15 χρόνια ο βρετανός εφευρέτης Ρότζερ Σόγερ παρουσίασε την ιδέα του για ένα επαναστατικό σύστημα προώθησης διαστημικών σκαφών ονόματι EM Drive. Σύμφωνα με τον Σόγερ, το σύστημα αυτό θα μπορούσε να επιτρέψει στα διαστημικά σκάφη να μετακινούνται με εκπληκτική ταχύτητα στο Διάστημα.

O επιστημονικός κόσμος χωρίστηκε εκείνη την εποχή σε αυτούς που ειρωνεύθηκαν την ιδέα και σε εκείνους που δεν τη χλεύασαν μεν αλλά υποστήριξαν ότι είναι επιστημονικά αδύνατον να υπάρξει ένα τέτοιο σύστημα. H NASA αποφάσισε τελικά να διερευνήσει αν υπάρχει περιθώριο ανάπτυξης αυτής της τεχνολογίας και όπως φαίνεται το σύστημα EM Drive μπορεί να γίνει πραγματικότητα. Η NASA έκανε γνωστό ότι από τις μέχρι τώρα δοκιμές προκύπτει πως μπορεί να κατασκευαστεί ένας κινητήρας που θα επιτρέπει σε ένα σκάφος να μεταφέρει επιβάτες και φορτία στη Σελήνη σε τέσσερις ώρες, ενώ θα μειώνει τον χρόνο μετάβασης στον Αρη από τους έξι μήνες (με τα σημερινά τεχνικά μέσα) σε 70 ημέρες.
Θ.Λ.

…πες μου, υπάρχει κι άλλη Γη;

Κάποτε πιστεύαμε ότι η Γη ήταν ο μοναδικός πλανήτης στο Σύμπαν και τώρα δεν προλαβαίνουμε να μετράμε τους πλανήτες που ανακαλύπτονται σε σχεδόν ημερήσια πλέον βάση. Οπως είναι ευνόητο, οι επιστήμονες έχοντας πια στα χέρια τους τα απαραίτητα τεχνικά μέσα (ισχυρά επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια) παράλληλα με την προσπάθεια εντοπισμού πλανητών σε άλλα άστρα προσπαθούσαν να… ξετρυπώσουν και κάποιον πλανήτη με χαρακτηριστικά παρόμοια με αυτά της Γης.

Αρχικά η προσπάθεια αυτή δεν στέφθηκε από επιτυχία, αφού τα τεχνικά μέσα σε πρώτο στάδιο επέτρεπαν τον εντοπισμό μόνο μεγάλων πλανητών αερίου σαν τον Δία. Γρήγορα όμως η αναβάθμιση των τηλεσκοπίων και η ανάπτυξη νέων μεθόδων εντοπισμού και μελέτης δεδομένων οδήγησαν στην ανακάλυψη και πλανητών με χαρακτηριστικά παρόμοια με αυτά της Γης. Εχουν εντοπιστεί πολλοί βραχώδεις πλανήτες με μέγεθος παρόμοιο με αυτό του πλανήτη μας, δύο χαρακτηριστικά που θεωρούνται από τους ειδικούς βασικές προϋποθέσεις για την παρουσία της ζωής. Ωστόσο οι περισσότεροι από αυτούς τους πλανήτες δεν είναι το ίδιο φιλόξενοι στη ζωή όπως ο δικός μας γιατί βρίσκονται πολύ κοντά στο μητρικό τους άστρο και το περιβάλλον τους είναι κυριολεκτικά κολασμένο.

Κάποιοι λίγοι πλανήτες με χαρακτηριστικά σαν της Γης που βρίσκονται σε απόσταση από το άστρο τους δεν μπορούμε να γνωρίζουμε ακόμη αν διαθέτουν γεωατμοσφαιρικές συνθήκες (νερό σε υγρή μορφή κ.ά.) που να ευνοούν την παρουσία της ζωής και αν είναι κατοικήσιμοι, αν θα μπορούσε δηλαδή ο άνθρωπος να ζήσει εκεί. Πολλοί επιστήμονες, προεξάρχοντος του Στίβεν Χόκινγκ, υποστηρίζουν ότι η μετανάστευση του ανθρώπου από τη Γη είναι επιβεβλημένη αν θέλουμε να συνεχίσουμε να υπάρχουμε στο Σύμπαν.

Ετσι η αναζήτηση μιας νέας Γης για να… μετακομίσουμε εκεί θα συνεχιστεί. Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν και κάποιοι που βλέπουν με δυσπιστία την ανακάλυψη ενός κατοικήσιμου πλανήτη, αφού φοβούνται ότι οι μορφές ζωής που μπορεί να βρίσκονται εκεί ίσως να μην είναι ιδιαίτερα φιλικές στον άνθρωπο, είτε αυτές είναι μικροβιακές είτε, πολύ περισσότερο, νοήμονες.
Θ.Λ.

…φτιάξε μια «φάτνη» για τα πολύ πρόωρα μωρά

Είναι μια ευχή πάρα πολλών γονιών ανά τον κόσμο, οι οποίοι όταν ξεκινούσε το μαγικό ταξίδι της εγκυμοσύνης δεν φαντάζονταν ότι αυτό θα τέλειωνε πρόωρα, απότομα, βεβιασμένα, μέσα σε μια Μονάδα Εντατικής Νοσηλείας Νεογνών. Είναι οι γονείς εκείνοι που αντί να κρατούν το παιδί τους στην αγκαλιά τους μετά τη γέννησή του, όπως ονειρεύονται όλοι οι γονείς, φορούν μια αποστειρωμένη στολή και το κοιτάζουν πίσω από το «κουκούλι» μιας θερμοκοιτίδας καλωδιωμένο, χιλιοτρυπημένο, τοσοδούλι και ταλαιπωρημένο χωρίς να μπορούν να το αγγίξουν. Αυτό το «κουκούλι» βέβαια, χάρη στην πρόοδο της επιστήμης αλλά και στις προσπάθειες γιατρών και νοσηλευτών, καταφέρνει να χαρίσει ζωή σε πολλά πρόωρα μωρά και να τα οδηγήσει τελικά εκεί όπου ανήκουν, στο σπίτι τους.

Η προωρότητα όμως είναι μια υπόθεση σκληρή που δεν έχει πάντοτε αίσιο τέλος – ειδικά για τα πολύ πρόωρα μωρά, εκείνα που έρχονται στον κόσμο πριν από τις 23 εβδομάδες (αν και έχουμε δει κάποιες φορές μικρούς μαχητές και μαχήτριες, μικρά θαύματα του κόσμου τούτου, να τα καταφέρνουν να κρατηθούν στη ζωή ακόμα και με τέτοια προωρότητα). Γενικώς σήμερα οι πιθανότητες επιβίωσης για ένα μωρό που έρχεται στον κόσμο στην 22η εβδομάδα είναι σχεδόν μηδενικές, ωστόσο αυξάνονται σημαντικά με κάθε επιπλέον ημέρα μέσα στη μήτρα: στην 23η εβδομάδα γέννησης οι πιθανότητες επιβίωσης είναι 15%, στις 24 εβδομάδες γύρω στο 55%, ενώ στις 25 εβδομάδες μπορεί και να αγγίζουν το 80% – τουλάχιστον στον προηγμένο κόσμο, ανάλογα βέβαια με τον εξοπλισμό και τις δυνατότητες των νοσοκομείων κάθε χώρας. Επιβίωση δεν σημαίνει όμως πάντοτε και ποιότητα ζωής: πολλά πολύ πρόωρα μωρά αντιμετωπίζουν για πάντα πλήθος σωματικών αλλά και νοητικών προβλημάτων συνεχίζοντας να δίνουν καθημερινά μάχες για τη ζωή τους και σε πολλές περιπτώσεις να τις κερδίζουν βήμα-βήμα, μέρα-μέρα (είπαμε, μιλάμε για μεγάλους αγωνιστές, τους πιο άξιους αγωνιστές…).

Μέσα στο 2017 ερευνητές του Νοσοκομείου Παίδων της Φιλαδέλφειας παρουσίασαν στην επιθεώρηση «Nature Communications» ένα σύστημα που υπόσχεται να τα βάλει ακόμα και με το πιο σκληρό πρόσωπο της προωρότητας, αναλαμβάνοντας τον ρόλο της μήτρας και κρατώντας στη ζωή πάρα πολύ πρόωρα μωρά. Το σύστημα αυτό κατάφερε για πρώτη φορά να κρατήσει στη ζωή αρνάκια τα οποία είχαν γεννηθεί στο αντίστοιχο της 23ης εβδομάδας ζωής μιας ανθρώπινης εγκυμοσύνης, επί ένα άκρως κρίσιμο διάστημα τεσσάρων εβδομάδων. Η «τεχνητή μήτρα» είναι ουσιαστικώς ένας βιοασκός που αποτελεί «γέφυρα» ανάμεσα στη μήτρα της μητέρας και στον έξω κόσμο για μωρά που γεννιούνται μεταξύ της 23ης και της 28ης εβδομάδας. Στο πλαίσιο του πειράματος, έξι πολύ πρόωρα αρνάκια τοποθετήθηκαν σε αυτόν τον ασκό στον οποίο επέπλεαν μέσα σε ένα υγρό που προσομοίαζε με το αμνιακό και το οποίο τούς παρείχε όλα τα απαραίτητα για την ανάπτυξή τους θρεπτικά συστατικά. Τα ζωάκια βγήκαν από τον «σάκο-μήτρα» ύστερα από τέσσερις εβδομάδες, οι οποίες αποδείχθηκαν καθοριστικές για την επιβίωσή τους. Μάλιστα σήμερα, έναν χρόνο μετά, είναι υγιέστατα.

Η ερευνητική ομάδα βρίσκεται σε συζητήσεις με την αρμόδια Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (FDA) και εκτιμά ότι το σύστημα θα μπορέσει να περάσει σε κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους μέσα σε τρία έτη. Μακάρι η τεχνητή αυτή μήτρα να αποτελέσει τη «φάτνη» για πολλά πρόωρα μωρά στο μέλλον…
Θ.ΤΣ.

…φτιάξε ένα ρομπότ που να μη φοβάμαι

Τον περασμένο Οκτώβριο η ανθρωπότητα ένιωσε μια πρωτόγνωρη αμηχανία (αναμεμειγμένη με μια δόση φόβου) παρακολουθώντας τη Σοφία, το πρώτο ρομπότ που αναγνωρίστηκε ως υπήκοος ενός κράτους, της Σαουδικής Αραβίας, να δίνει συνεντεύξεις στην τηλεόραση. Ανθρώπινα όμορφη (τα χαρακτηριστικά της είναι εμπνευσμένα από την Οντρεϊ Χέπμπορν), με μεγάλα μάτια που κοιτάζουν απευθείας τον συνομιλητή της και ένα εκφραστικό πρόσωπο που μπορεί να χαμογελάσει, να συνοφρυωθεί ή να θυμώσει, η Σοφία συνομίλησε με δημοσιογράφους και απάντησε στις ερωτήσεις τους με ευφράδεια και απρόσμενο χιούμορ.

Τα φαινόμενα ωστόσο απατούν. Η Σοφία δεν είναι τόσο «έξυπνη» όσο φάνηκε σε αυτές τις εμφανίσεις. Είναι ένα ανθρωπόμορφο ρομπότ το οποίο σύμφωνα με τους κατασκευαστές του χρησιμοποιεί συστήματα τεχνητής νοημοσύνης, επεξεργασίας οπτικών δεδομένων και αναγνώρισης προσώπων καθώς και μηχανικής εκμάθησης. Μπορεί να απαντήσει σε προκαθορισμένες ερωτήσεις και να κάνει απλές συζητήσεις (π.χ., για τον καιρό), αλλά δεν μπορεί να συζητήσει αυθόρμητα με τον τρόπο που παρουσιάστηκε στην τηλεόραση. Οι ειδικοί που παρακολούθησαν τις εμφανίσεις της δήλωσαν κατηγορηματικά ότι οι περισσότερες απαντήσεις της πρέπει να ήταν «γραμμένες» εκ των προτέρων. Και κανένας δεν τους αμφισβήτησε, εφόσον είναι γνωστό ότι η τεχνητή νοημοσύνη δεν έχει ακόμη κατορθώσει να ανέβει επίπεδο και να γίνει «γενική τεχνητή νοημοσύνη».

Το γεγονός αυτό δεν σημαίνει ότι αυτό το «άβολο» συναίσθημα που ξύπνησε τόσο έντονα η Σοφία δεν είναι υπαρκτό και σε μεγάλο βαθμό δικαιολογημένο. Παρά το γεγονός ότι τα ρομποτικά συστήματα χρησιμοποιούνται ευρέως, από τη βιομηχανική παραγωγή και τον κατασκευαστικό τομέα ως την ιατρική και την επιστημονική έρευνα, απλοποιώντας «βαριές» ή επικίνδυνες διαδικασίες και σώζοντας ζωές, δεν είμαστε ακόμη πραγματικά έτοιμοι να βάλουμε στη ζωή μας αυτόνομες μηχανές, πόσω μάλλον νοήμονες. Το 2017 ήταν από αυτή την άποψη μια χρονιά συνειδητοποίησης: αρκετές εκθέσεις οι οποίες προσπαθούν να αξιολογήσουν τις συνέπειες που θα έχει η είσοδός τους στην αγορά εργασίας είδαν το φως της δημοσιότητας, ενώ οι συζητήσεις σχετικά με το αν τα αυτόνομα οχήματα και στρατιωτικά συστήματα θα πρέπει να προγραμματίζονται με επιλογή να αφαιρούν ανθρώπινες ζωές άναψε επανειλημμένως, φθάνοντας μάλιστα όσον αφορά τα οπλικά συστήματα για πρώτη φορά σε επίσημο επίπεδο στον ΟΗΕ. Το μόνο συμπέρασμα που βγαίνει προς το παρόν είναι ότι όλα τα ζητήματα, και κυρίως εκείνα της ηθικής και της δεοντολογίας, παραμένουν ανοιχτά.
Λ.Φ.

…αποκάλυψέ μου τι κάνει το junk DNA

Βεβαίως το αίτημα για την αποκάλυψη του ρόλου του junk DNA (τoυ γενετικού υλικού που δεν αποτελεί κώδικα για τη σύνθεση των πρωτεϊνών) δεν θα πρέπει να διατυπωθεί στον Αγιο Βασίλη, αλλά στον Μανώλη Δερμιτζάκη, τον έλληνα καθηγητή Γενετικής στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Γενεύης. Τα τελευταία χρόνια ο κ. Δερμιτζάκης ηγείται μιας διεθνούς ομάδας επιστημόνων η οποία έχει θέσει έναν πολύ δύσκολο στόχο: να καταλάβει πώς επιδρά στην υγεία (και κατά συνέπεια στην ασθένεια) η γενετική ποικιλομορφία.

Αλλά ας πάρουμε τα πράγματα από την αρχή, και συγκεκριμένα από την ολοκλήρωση της αποκωδικοποίησης του ανθρωπίνου γονιδιώματος. Το επίτευγμα που σημάδεψε την αυγή του 21ου αιώνα, κατέστησε σαφές στους ερευνητές το μέγεθος της άγνοιάς τους! Ναι, πληροφορηθήκαμε τότε πόσα είναι τα γονίδια στα οποία είναι γραμμένη η συνταγή για τη δημιουργία ανθρώπων, ναι, διαβάσαμε την αλληλουχία τους, αλλά δεν μάθαμε πώς καθορίζεται η έκφρασή τους. Και αν τα γονίδια βρέθηκαν να καταλαμβάνουν έναν τόσο μικρό χώρο στο DNA, είναι πράγματι το υπόλοιπο για πέταμα, όπως δείχνει το όνομά του (Junk DNA, DNA-σκουπίδι);

Προκειμένου να απαντηθούν τέτοιου είδους ερωτήματα, οι ερευνητές ρίχτηκαν αμέσως στη δουλειά. Αυτή τη φορά η πολυπλοκότητα των προβλημάτων ήταν κατά πολύ μεγαλύτερη σε σχέση με αυτή της αποκωδικοποίησης του ανθρωπίνου γονιδιώματος. Και τούτο επειδή το γονιδίωμά μας είναι μεν ταυτόσημο σε όλα μας τα κύτταρα, αλλά διαφορετικό μέρος του χρησιμοποιείται σε καθένα από αυτά. (Αναμενόμενο βεβαίως, καθώς ένα κύτταρο ήπατος έχει να επιτελέσει εντελώς διαφορετικό έργο από ένα μυϊκό ή νευρικό κύτταρο.) Αν σε αυτό προσθέσουμε και την ποικιλομορφία μεταξύ των ανθρωπίνων γονιδιωμάτων (οι μικρές διάσπαρτες διαφορές στο DNA που μας κάνουν να ξεχωρίζουμε ο ένας από τον άλλον), αντιλαμβάνεται κανείς ότι ο όγκος της δουλειάς είναι τέτοιος που απαιτήθηκε συνεργασία πολλών επιστημόνων από πολλά ερευνητικά κέντρα και από διαφορετικά σημεία του πλανήτη.

Απαιτήθηκαν επίσης και πολλά δείγματα ιστών, υγιών και ασθενών ατόμων, καθώς ο στόχος ήταν να μελετηθεί η αιτιολογία ασθενειών. Τον περασμένο Οκτώβρη, με δύο άρθρα στην έγκριτη επιστημονική επιθεώρηση «Nature», ο κ. Δερμιτζάκης και οι συνεργάτες του δημοσίευσαν τα αποτελέσματα μακροχρόνιας προσπάθειας κατανόησης της συμμετοχής των μεταλλάξεων που εντοπίζονται στο Junk DNA σε πολυπαραγοντικές ασθένειες. Αξίζει εδώ να σημειωθεί ότι ενώ υπάρχουν ασθένειες των οποίων γνωρίζουμε τη γενετική-γονιδιακή βάση (όπως παραδείγματος χάριν η β θαλασσαιμία), στην πλειονότητά τους οι ασθένειες είναι πολυπαραγοντικές και η αιτιολογία τους δεν μπορεί να αναζητηθεί σε ένα και μόνο γονίδιο.

Την υποψία ότι μεταλλάξεις στο Junk DNA συνδέονται με ασθένειες όπως η σχιζοφρένεια ή το μεταβολικό σύνδρομο επιβεβαίωσε η δουλειά του έλληνα ερευνητή, για την οποία αξιοποιήθηκαν πολλές χιλιάδες δείγματα ιστών. Τα ευρήματα άνοιξαν τον δρόμο για την εντοπισμένη αναζήτηση μεταλλάξεων για πλήθος ασθενειών και αναμένεται να τροφοδοτήσουν περαιτέρω έρευνες χιλιάδων επιστημόνων ανά τον κόσμο. Με άλλα λόγια, η απάντηση στο τι κάνει το junk DNA θα είναι μακροσκελής και θα έρχεται βαθμηδόν τα επόμενα χρόνια για να αλλάξει την κατανόησή μας για την υγεία και την ασθένεια.
Ι.Σ.

…γνώρισέ μου τους πανάρχαιους προγόνους μου

Νομίζουμε ότι η πορεία του ανθρώπινου γένους επάνω στη Γη είναι σε γενικές γραμμές γνωστή. Οι… βαθιές ρίζες του ανάγονται γύρω στα 5,5-6,5 εκατομμύρια χρόνια πριν από το σήμερα, όταν τα πρώτα ανθρωποειδή (οι ανθρωπίνοι) διαχωρίστηκαν από ένα πανάρχαιο είδος πιθήκου το οποίο είναι επίσης πρόγονος των σημερινών χιμπαντζήδων και των μπονόμπο. Από τους δίποδους ανθρωπίνους εξελίχθηκε πριν από 4 εκατομμύρια χρόνια ο αυστραλοπίθηκος – το είδος στο οποίο ανήκει η διάσημη «προγιαγιά της ανθρωπότητας» Λούσι. Από αυτόν εξελίχθηκε το πρώτο ανθρώπινο είδος, ο Homo erectus, ο οποίος βγήκε από την Αφρική και εξαπλώθηκε στον πλανήτη. Την ίδια πορεία ακολούθησε μεταγενέστερα και το δικό μας είδος, ο Homo sapiens, του οποίου η έξοδος από την Αφρική τοποθετείται χονδρικά στα 60.000 χρόνια πριν από το σήμερα. Από τις αρχές της περασμένης δεκαετίας ωστόσο η εικόνα αυτή άρχισε να «θολώνει» με την ανακάλυψη ανθρωπίνων όπως ο αρδιπίθηκος και ο σαχελάνθρωπος: είναι δίποδοι και μας μοιάζουν πάρα πολύ αλλά έχουν ηλικία που φθάνει τα 5,8 ως 7 εκατομμύρια χρόνια, «σπρώχνοντας» τις ρίζες μας πολύ πιο πίσω.

Το 2017 η κρατούσα θεωρία δέχθηκε δύο νέες επιθέσεις, οι οποίες μάλιστα έχουν ελληνική… καταγωγή. Στα τέλη του Μαΐου ο Νικολάι Σπάσοφ από το Εθνικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας στη Σόφια της Βουλγαρίας, ο Ντέιβιντ Μπέγκουν από το Πανεπιστήμιο του Τορόντο στον Καναδά και η Μαντελάινε Μπέμε από το Πανεπιστήμιο του Τίμπινγκεν ανακοίνωσαν ότι εντόπισαν έναν κοινό πρόγονο του ανθρώπου με τους πιθήκους στον γραικοπίθηκο ή γκρεκοπίθηκο. Αναλύοντας ένα δόντι που βρέθηκε στη Βουλγαρία και μια γνάθο που είχε βρεθεί από τους Γερμανούς στην Κατοχή σε ανασκαφή στην Αθήνα, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ο γραικοπίθηκος ήταν ανθρώπινος. Με βάση αυτό το εύρημα και τη χρονολόγηση των απολιθωμάτων του στα 7,18-7,25 εκατομμύρια χρόνια πριν από το σήμερα, διατύπωσαν την άποψη ότι το λίκνο της ανθρωπότητας ήταν τελικά η Ευρώπη, και συγκεκριμένα η Ελλάδα. Λίγους μήνες μετά, στις αρχές του Σεπτεμβρίου, ακολούθησε η δεύτερη ανακοίνωση από τον Γκέραρντ Γκιερλίνσκι, πολωνό παλαιοντολόγο ειδικό στα αποτυπώματα ποδιών, ο οποίος ανακάλυψε στην Κρήτη απολιθωμένα ίχνη που σύμφωνα με τις αναλύσεις του ανήκουν σε δίποδο ανθρωπίνο και είναι ηλικίας 5,7 εκατομμυρίων ετών.

Ειδικά η πρώτη μελέτη προκάλεσε θύελλα αντιδράσεων, κυρίως λόγω της συμμετοχής του Ντέιβιντ Μπίγκαν. Ο καθηγητής του Πανεπιστημίου του Τορόντο αποτελεί κόκκινο πανί για το «παλαιοανθρωπολογικό κατεστημένο», εκπρόσωποι του οποίου εκτόξευσαν βαριές κουβέντες – το ότι εδώ και είκοσι χρόνια έχει βαλθεί να αποδείξει πως ο άνθρωπος εξελίχθηκε στην Ευρώπη χρησιμοποιώντας οποιοδήποτε μέσο ήταν η πιο ελαφρά κατηγορία. Ακόμα και όσοι δεν είδαν τη μελέτη αρνητικά, επισήμαναν ότι τα στοιχεία είναι πολύ λίγα για να στηρίξουν πραγματικά μια τόσο σοβαρή ανατροπή – κάτι το οποίο αναγνωρίζει και ο ίδιος ο κ. Μπίγκαν, προσθέτοντας ωστόσο ότι αυτός δεν είναι ικανός λόγος για να αποκλείεται εντελώς η συγκεκριμένη συζήτηση. Οσοι ενστερνίζονται τις απόψεις του ευελπιστούν ότι περισσότερες ενδείξεις που θα τις στηρίξουν θα εμφανιστούν τα επόμενα χρόνια στον ευρωπαϊκό και στον ελλαδικό χώρο.
Λ.Φ.

Η ιδέα για τη δημιουργία ενός υπολογιστή που θα βασίζεται στις αρχές της κβαντομηχανικής διατυπώθηκε στις αρχές της δεκαετίας του ’80, όταν κορυφαίοι φυσικοί όπως ο Ρίτσαρντ Φάινμαν διαπίστωσαν ότι οι συμβατικοί υπολογιστές είχαν βασικούς περιορισμούς στον χρόνο και στη μνήμη για την εκπόνηση βασικών λειτουργιών. Από τη δεκαετία του 1990 ξεκίνησαν δειλά κάποιες πρώτες έρευνες στην κατεύθυνση της ανάπτυξης ενός κβαντικού υπολογιστή, αλλά η ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας επέτρεψε δύο δεκαετίες μετά να κάνουν την εμφάνισή τους τα πρώτα κβαντικά υπολογιστικά συστήματα.

Οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούν να εκτελούν σε χρόνο dt εργασίες που χρειάζονται πολύ χρόνο για να εκτελέσουν όχι μόνο τα συμβατικά PC που έχουμε στα σπίτια και στα γραφεία μας αλλά και οι πιο σύγχρονοι υπερυπολογιστές που υπάρχουν σήμερα. Πριν από λίγους μήνες ερευνητές του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας στη Σανγκάη ανακοίνωσαν ότι κατασκεύασαν έναν κβαντικό υπολογιστή με ισχύ 24.000 φορές μεγαλύτερη από ενός PC. Ωστόσο αίσθηση προκάλεσε η ανακοίνωση της Google και της NASA που συνεργάζονται για την κατασκευή ενός κβαντικού υπολογιστή. Τα στελέχη τους ανακοίνωσαν ότι η πρώτη εκδοχή αυτού του υπολογιστή παρουσιάζει εκπληκτικές επιδόσεις. Είναι 100 εκατομμύρια φορές πιο γρήγορος από έναν συμβατικό υπολογιστή και 3.600 φορές πιο γρήγορος από ό,τι ένας υπερυπολογιστής!

Από την κούρσα των κβαντικών υπολογιστών δεν θα μπορούσε φυσικά να λείπει η πρωτοπόρος των υπολογιστών IBM, η οποία ανακοίνωσε πριν από λίγες εβδομάδες ότι κατασκεύασε έναν κβαντικό υπολογιστή που διαθέτει τον ισχυρότερο επεξεργαστή που έχει κατασκευαστεί ως σήμερα (50 qubits), κάτι που σημαίνει ότι οι δυνατότητές του θα είναι πραγματικά εκπληκτικές. Η ανακάλυψη νέων «θαυματουργών» υλικών και η ανακάλυψη θεραπειών/φαρμάκων ακόμα και για ανίατες σήμερα ασθένειες είναι ορισμένες από τις εφαρμογές των κβαντικών υπολογιστών, ενώ επίσης θα βοηθήσουν τα μέγιστα στην εξέλιξη της τεχνητής νοημοσύνης. Επίσης οι κβαντικοί υπολογιστές θα είναι θεωρητικώς τουλάχιστον απρόσβλητοι από τους χάκερ.
Θ.Λ.

…οδήγησέ με στο αυτοκίνητο του μέλλοντος

Ο κόσμος των αυτοκινήτων συγκλονίζεται από μικρές και μεγάλες επαναστάσεις καθημερινά και είναι βέβαιο ότι σε λίγα χρόνια από σήμερα τα οχήματα τα οποία θα οδηγούμε δεν θα έχουν καμία απολύτως σχέση όχι με τα παλαιότερα αλλά ακόμα και με τα σημερινά.

Ηλεκτροκίνητα αυτοκίνητα με επιδόσεις παρόμοιες με εκείνες των βενζινοκίνητων. Δημιουργία βιοκαυσίμων που εκτός από χαμηλού κόστους είναι και άκρως φιλικά στο περιβάλλον. Τεχνολογίες που επιτρέπουν στο αυτοκίνητο να αναλαμβάνει μόνο του την οδήγηση είτε σε περίπτωση ανάγκης είτε απλώς για να ξεκουράζεται ο οδηγός. «Εξυπνα» ελαστικά από επαναστατικά υλικά που δεν γεμίζουν με αέρα και που ενημερώνουν συνεχώς τον οδηγό για την κατάσταση στην οποία βρίσκονται ή αν κάτι τα τρύπησε. Συστήματα παρακολούθησης του οδηγού που ελέγχουν αν αντιμετωπίζει κάποιο πρόβλημα (υγείας, κούρασης) και όχι μόνο θα αναλάβουν δράση για να τον ειδοποιήσουν αλλά αν χρειαστεί θα οδηγήσουν το όχημα στην άκρη του δρόμου και θα στείλουν SOS στις αρμόδιες υπηρεσίες. Εσχάτως πολλές εταιρείες κατασκευάζουν διαφόρων ειδών αυτοκίνητα που με το πάτημα ενός κουμπιού μετατρέπονται σε ιπτάμενα.
Θ.Λ.

…χάρισε στον κόσμο μια «σωτήρια» βελόνα

Μάλλον θα νομίζετε ότι είμαστε τρελοί που ζητούμε από τον Αγιο των δώρων ως πεσκέσι τσιμπήματα για ολόκληρο τον πληθυσμό. Πρόκειται όμως για ένα τσίμπημα που μπορεί να αποδειχθεί δώρο ζωής ενάντια σε έναν συχνά παραγνωρισμένο εχθρό, τη γρίπη, η οποία κάθε χρόνο προκαλεί 3-5 εκατομμύρια σοβαρά κρούσματα και 300-500 χιλιάδες θανάτους, σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας. Και δεν είμαστε τόσο τρελοί, αφού ουσιαστικά ζητούμε για δώρο να γίνει πραγματικότητα ένα καθολικό εμβόλιο για τη γρίπη, το οποίο όχι μόνο θα καλύπτει ενάντια σε πολλά και διαφορετικά στελέχη του ιού, αλλά δεν θα χρειάζεται παράλληλα να χορηγείται κάθε χρόνο. Τελικώς, λοιπόν, μιλάμε για πολύ λιγότερα τσιμπήματα τα οποία θα χρειάζεται κάποιος να αντέξει στη ζωή του.

Την «κατασκευή» αυτού του δώρου προς την ανθρωπότητα έχουν αναλάβει πολλές και διαφορετικές ερευνητικές ομάδες και, όπως θα διαβάσετε, οι προσπάθειές τους αποδίδουν καρπούς. Μια πρόσφατη προσέγγιση που ακολουθείται για τη δημιουργία του καθολικού αντιγριπικού εμβολίου αφορά τη χρήση αρχέγονων γονιδίων της πρωτεΐνης αιμοσυγκολλητίνης, η οποία εντοπίζεται στην επιφάνεια του ιού της γρίπης και βοηθά τον ιό να επιτίθεται στα ανθρώπινα κύτταρα. Τα μέχρι στιγμής πειράματα της προσέγγισης αυτής σε ποντίκια ήταν ενθαρρυντικά: τα πειραματόζωα που έλαβαν το εμβόλιο επιβίωσαν ακόμη και όταν τους εγχύθηκαν πολύ υψηλές δόσεις επτά διαφορετικών στελεχών του ιού της γρίπης. Αν όλα πάνε καλά, ελπίζεται ότι ένα τέτοιο εμβόλιο θα μπορούσε να κυκλοφορήσει σε οκτώ ως δέκα χρόνια.

Παράλληλα, προσφάτως δοκιμάστηκε με επιτυχία σε ποντίκια ένα άλλο εμβόλιο που υπόσχεται με ένα τσίμπημα προστασία από πέντε ως δέκα χρόνια. Το εμβόλιο αυτό επικεντρώνεται σε πρωτεΐνες που εντοπίζονται στο εσωτερικό του ιού της γρίπης και δεν μεταλλάσσονται τόσο εύκολα όσο οι πρωτεΐνες της επιφάνειάς του.

Η έρευνα όμως του καθολικού αντιγριπικού εμβολίου έχει φθάσει μέχρι τον άνθρωπο. Στη Βρετανία, πρόσφατα, ξεκίνησαν για πρώτη φορά παγκοσμίως κλινικές δοκιμές ενός εμβολίου ενάντια σε πολλά στελέχη γρίπης, το οποίο αναπτύχθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης σε συνεργασία με την εταιρεία τεχνοβλαστό του Πανεπιστημίου Vaccitech. Το εμβόλιο αυτό ωθεί το ανοσοποιητικό σύστημα να παραγάγει, αντί για αντισώματα ενάντια στη γρίπη, περισσότερα εξειδικευμένα Τ-κύτταρα, τα οποία επιτίθενται στον ιό, αποτρέποντάς τον από το να εξαπλωθεί μέσα στον οργανισμό. Στις δοκιμές θα συμμετάσχουν συνολικά περισσότερα από 10.000 άτομα ηλικίας 65 ετών και άνω. Στη συγκεκριμένη ηλικιακή ομάδα το ετήσιο συμβατικό εμβόλιο της γρίπης έχει ποσοστά αποτελεσματικότητας που δεν ξεπερνούν το 40%, εξαιτίας της εξασθένησης του ανοσοποιητικού συστήματος λόγω της ηλικίας, η οποία δεν επιτρέπει να επιτευχθεί ισχυρή ανοσολογική απόκριση.

Δεν είναι όμως μόνο οι πιο μεγάλοι σε ηλικία που έχουν ανάγκη αποτελεσματικότερων εμβολίων για τη γρίπη. Η αποτελεσματικότητα των «παραδοσιακών» εμβολίων σε όλες τις ηλικιακές ομάδες είναι της τάξεως του 40%-60% – ανάλογα μάλιστα με το έτος και τα κυκλοφορούντα στελέχη, η προστασία μπορεί να πέσει ως και στο 20%. Δεν είναι τυχαίο λοιπόν που τα υπάρχοντα εμβολιαστικά προγράμματα για τη γρίπη μειώνουν τις λοιμώξεις και τις εισαγωγές στο νοσοκομείο κατά μόλις 4%-6%.

Για όλους αυτούς τους λόγους, νέα εμβόλια ενάντια στον… γριπικό εχθρό είναι απολύτως απαραίτητα. Και αν με έναν σμπάρο πιαστούν πολλά τρυγόνια (στην περίπτωσή μας στελέχη του ιού της γρίπης) και για μεγαλύτερο διάστημα, ακόμη καλύτερα.
Θ.ΤΣ.

…σύνδεσέ με στο ταχύτερο Internet

Βρισκόμαστε ήδη στη φάση της προετοιμασίας για τη μετάβαση στα δίκτυα 5G. Οι ειδικοί κάνουν λόγο για 100 φορές ταχύτερες και πιο «ποιοτικές» συνδέσεις. Αυτό μεταφράζεται στο ότι κάποιος θα μπορεί να «κατεβάσει» μια ταινία από το Internet στον σκληρό του δίσκο σε διάστημα μικρότερο των 60 δευτερολέπτων. Κάποιοι ειδικοί μάλιστα ισχυρίζονται ότι τα δίκτυα 5G θα επιτρέψουν το κατέβασμα μιας ταινίας, και μάλιστα ποιότητας 3D, σε μόλις ένα δευτερόλεπτο! Επίσης με τα δίκτυα 5G η αναπαραγωγή βίντεο από την πηγή της δεν θα «κολλάει» ποτέ.

Η τεχνολογία 5G, η οποία αρχικά αναμένεται να υλοποιηθεί σε πυκνοκατοικημένες αστικές περιοχές, θα καλύψει πάνω από το 20% του παγκόσμιου πληθυσμού ως το τέλος του 2023. Τα πρώτα εμπορικά δίκτυα που θα βασίζονται στην τεχνολογία 5G New Radio (NR) αναμένεται ότι θα τεθούν σε λειτουργία το 2019. Και ενώ προετοιμαζόμαστε για τα δίκτυα 5G, οι ερευνητές ήδη σχεδιάζουν ακόμα ταχύτερες συνδέσεις όχι μόνο γήινες αλλά και… εξωγήινες.

Με δεδομένο ότι το μέλλον των υπολογιστών και των τηλεπικοινωνιών ακούει στον όρο «κβαντικό», έτσι και το Διαδίκτυο θα περάσει και αυτό σε κβαντική κατάσταση. Και αν αυτή η εξέλιξη ακούγεται ολίγον μακρινή, μια Ελληνίδα της Διασποράς, κατ’ εξοχήν ειδικός στις κβαντικές επικοινωνίες, η Ελένη Διαμαντή, στέλεχος του Εθνικού Κέντρου Ερευνών της Γαλλίας (CNRS) και αντιπρόεδρος του Κέντρου Κβαντικής Υπολογιστικής του Παρισιού, ανέφερε πριν από λίγες εβδομάδες ότι μια αρχική μορφή κβαντικού Internet θα κάνει την εμφάνισή της σε λιγότερο από δέκα χρόνια. Το κβαντικό Internet δεν θα είναι μόνο ασύλληπτα γρήγορο αλλά και – θεωρητικώς τουλάχιστον – απόλυτα ασφαλές, αφού κανένας και τίποτε δεν θα μπορεί να αποκτήσει πρόσβαση σε υπολογιστές και κυρίως σε δεδομένα που μεταφέρονται μέσα στον κυβερνοχώρο, ενώ, ακόμα και αν το καταφέρει, τα δεδομένα θα είναι κρυπτογραφημένα με τρόπο τέτοιον που θα του είναι άχρηστα. Την ίδια στιγμή η NASA ασχολείται με την ανάπτυξη ενός μόντεμ το οποίο θα αξιοποιεί φωτονική τεχνολογία. Ενα τέτοιο μόντεμ θα επιτρέψει τη γρήγορη μεταφορά δεδομένων (βίντεο, αρχείων κ.λπ.) στο Διάστημα, ώστε να επικοινωνούν διαστημόπλοια, διαστημικοί σταθμοί, βάσεις σε πλανήτες και δορυφόρους είτε με κέντρα ελέγχου στη Γη είτε φυσικά και μεταξύ τους.

Ηδη έχουν κατασκευαστεί κάποια πρώτα πειραματικά τέτοια συστήματα, τα οποία στις δοκιμές που έχουν γίνει δείχνουν ότι η δημιουργία ενός «διαστημικού Internet» είναι απλώς θέμα χρόνου. Μάλιστα ο αμερικανός μεγιστάνας και οραματιστής Ελον Μασκ, ο οποίος με τη διαστημική του υπηρεσία σχεδιάζει τη δημιουργία μιας μεγάλης αποικίας στον Αρη ως τα μέσα του αιώνα, αναφέρει ότι οι κάτοικοι του Κόκκινου Πλανήτη θα έχουν επαφή με τη Γη, με τους συγγενείς και τους φίλους τους, μέσω των social media που θα λειτουργούν κανονικά μέσω του διαστημικού Internet.
Θ.Λ.

…φέρε περισσότερους πάγους και κοραλλί κοράλλια

Το λευκό κάλυμμα της «κορυφής» της Γης οδεύει ανεπιστρεπτί προς το να γίνει μια ωραία ανάμνηση. Η ετήσια έκθεση της αμερικανικής Εθνικής Υπηρεσίας Ωκεανών και Ατμόσφαιρας (NOAA) για την κατάσταση της Αρκτικής, η οποία ανακοινώθηκε πριν από μερικές ημέρες, ήταν πιο ζοφερή από ποτέ. Σύμφωνα με τα πορίσματά της, οι βόρειες πολικές περιοχές θερμαίνονται με διπλάσιο ρυθμό από ό,τι ο υπόλοιπος πλανήτης και οι αλλαγές που αυτό συνεπάγεται είναι πλέον μη αναστρέψιμες. Το 2017, σημειώνει η NOAA, ήταν η δεύτερη θερμότερη χρονιά που έχει καταγραφεί ποτέ στην Αρκτική, μετά το 2016. Η θαλάσσια παγοκάλυψη ήταν μικρότερη από ποτέ, καταγράφοντας αρνητικό ρεκόρ, και το μόνιμα παγωμένο έδαφος θερμάνθηκε με ταχύ ρυθμό. Η ταχύτητα των φαινομένων είναι άλλωστε και αυτό που ανησυχεί περισσότερο τους επιστήμονες: «Ο ρυθμός της ελάττωσης του θαλάσσιου πάγου και της ανόδου της θερμοκρασίας είναι μεγαλύτερος από οποιαδήποτε άλλη περίοδο τα τελευταία 1.500 χρόνια, ίσως και περισσότερο» σημειώνει η έκθεση. Οι μεταβολές αυτές, οι οποίες έχουν ήδη ορατές επιπτώσεις στη χλωρίδα και στην πανίδα της περιοχής, θα επηρεάσουν όλον τον πλανήτη, οδηγώντας σε αύξηση των έντονων καιρικών φαινομένων και άνοδο της στάθμης της θάλασσας.

Εξίσου ανησυχητικά ήταν όμως τα νέα της χρονιάς που πέρασε και για τις νότιες πολικές περιοχές της Γης, και συγκεκριμένα για τον Μεγάλο Κοραλλιογενή Υφαλο στα ανοιχτά της Αυστραλίας. Εξαιτίας της ανόδου της θερμοκρασίας των υδάτων τα κοράλλια του Μεγάλου Υφάλου έχουν αρχίσει το τελευταίο διάστημα να «ξεβάφουν». Ο αποχρωματισμός τους οφείλεται στο γεγονός ότι αποβάλλουν τα φύκη τα οποία ζουν ενδοσυμβιοτικά μέσα στους ιστούς τους και τους παρέχουν ως και το 90% της ενέργειας που χρειάζονται. Το 2016 καταγράφηκε η πρώτη μεγάλη καταστροφή: το 90% των κοραλλιών του Μεγάλου Κοραλλιογενούς Υφάλου αποχρωματίστηκε, με αποτέλεσμα 26%-50% να νεκρωθούν. Το 2017 η ζημιά επεκτάθηκε ακόμα περισσότερο, πλήττοντας και περιοχές του Υφάλου που μέχρι πρότινος ήταν ανέπαφες, κυρίως στο ανατολικό τμήμα του. Ας ελπίσουμε ότι η προειδοποίηση των χιλιάδων ειδικών του πεδίου που συνυπέγραψαν τη νέα ανακοίνωση της Ενωσης Ανησυχούντων Επιστημόνων, καλώντας τους πολίτες να αναλάβουν δράση για την προστασία του περιβάλλοντος, θα πιάσει τόπο. Για να συνεχίσουμε να βλέπουμε τους λευκούς πάγους και τα κοραλλί κοράλλια που αποτελούν ρυθμιστές της ισορροπίας της Γης και των οικοσυστημάτων της.
Λ.Φ.

…κάνε να μη χαθεί το χαρτί

Οταν ρώτησα έναν φίλο, που τώρα άρχισε να μαθαίνει γαλλικά, αν θα χρειαστεί να του βρω κάποιο καλό λεξικό, μου απάντησε ότι δεν θα χρειαστεί διότι υπάρχει πλέον το Google. Προφανώς είχε δοκιμάσει και τον καινούργιο μεταφραστή της εταιρείας αυτής (https://translate.google.gr/?hl=el) και έτσι ήταν σίγουρος ότι δεν θα χρειαζόταν κάτι άλλο. Σίγουρα, επίσης, δεν ήθελε να ακούσει και τη συμβουλή μου να αγοράσει, παρ’ όλα αυτά, και ένα λεξικό με χάρτινες σελίδες. Να το παίρνει στα χέρια του, να ψάχνει και από εκεί κάποιες λέξεις και φράσεις. Διότι, κάθε φορά που ανοίγουμε ένα λεξικό, το μάτι – έστω και άθελά μας – πέφτει και σε άλλα λήμματα και αυτό μόνον καλό κάνει.

Η αλήθεια είναι ότι η Google με το «Project Brain», που το ξεκίνησε το 2011 και το παρουσίασε πριν από έναν χρόνο, τον Δεκέμβριο του 2016, άλλαξε εντελώς τις απόψεις για τη λεγόμενη «μηχανική μετάφραση» – τη μετάφραση που γίνεται με τη βοήθεια μιας συσκευής. Εδωσε μεγάλους τίτλους και αναρίθμητες σελίδες, ηλεκτρονικές και χάρτινες, υποστηρίζοντας ότι με τη βοήθεια αυτού του πακέτου μπορείς να μεταφράσεις ακόμη και γνωστούς συγγραφείς (σίγουρα όχι – ακόμη– Παπαδιαμάντη) σε περισσότερες από 100 γλώσσες. Μουρακάμι, Χέμινγουεϊ δοκιμάστηκαν ήδη με επιτυχία. Και να μην καταλαβαίνεις σχεδόν αν το έκανε άνθρωπος ή μηχανή. Βέβαια η εφημερίδα «Le Monde», σε αφιέρωμά της στο φύλλο της 29ης Νοεμβρίου για αυτό το θέμα, όχι μόνο θρηνεί για το ότι πολλοί που βγάζουν το ψωμί τους από τις μεταφράσεις θα το χάσουν, αλλά και για τις αποτυχίες των αντίστοιχων πακέτων κάποιων γαλλικών εταιρειών.

Η προσέγγιση της Google είναι αλήθεια πως ήταν αντίστοιχη των κυβικών της. Δημιούργησε μια ομάδα από τους καλύτερους που μπορούσε να βρει στο θέμα. Με εθνικότητες από το Βιετνάμ έως τον Καναδά και έβαλε επικεφαλής τους τον καλύτερο «υπάλληλο» που διέθετε σε θέματα υπολογιστών. Πέταξαν από το παράθυρο μια παλιά μέθοδο και έβαλαν πάλι με άκρα μυστικότητα μιαν άλλη παλιά μέθοδο.

Εξω η παλιά νοοτροπία: περνώ στο υπολογιστικό μηχάνημα το λεξικό και τη γραμματική – συντακτικό μιας γλώσσας, το λεξικό και τη γραμματική – συντακτικό μιας άλλης και κάποιους ακόμη κανόνες και περιμένω να βγει η μετάφραση στην οθόνη. Μέσα τα νευρωνικά δίκτυα: κάποιες ηλεκτρονικές διατάξεις, δηλαδή, που μιμούνται τον τρόπο λειτουργίας ενός απλού εγκεφαλικού νεύρου και έχουν την ικανότητα να μαθαίνουν από τα λάθη τους στην έξοδο και να προσπαθούν ξανά για καλύτερα αποτελέσματα. Υπολογίζεται ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος διαθέτει 100 δισεκατομμύρια τέτοια νεύρα και το καθένα συνδέεται με περίπου 10.000 άλλα. Δεν έφτιαξαν ανθρώπινο εγκέφαλο, αλλά κάτι κοντά στον εγκέφαλο ενός ποντικού. Και πάλι έκαναν ρεκόρ. Και τροφοδότησαν αυτό το δημιούργημα με έναν ποταμό από λέξεις, φράσεις, εκφράσεις και το οδήγησαν στο πώς να μαθαίνει το πιθανότερα σωστό, όχι να απομνημονεύει.

Στον «Monde» αναφέρεται και το παράδειγμα του Facebook, που η δική του ομάδα κατάφερε να φτιάξει ένα δίγλωσσο λεξικό χωρίς να περάσει λέξη προς λέξη το περιεχόμενό του. Εδωσαν μόνο τα αντίστοιχα μαθηματικά στοιχεία της κάθε γλώσσας και… έτοιμο. Ανθρωποι που βρίσκονται σε ανάγκη, όπως οι μετανάστες, εθελοντές σε μακρινές χώρες, γιατροί, οδηγοί φορτηγών, θα βρουν χρησιμότητα σε αυτά τα πακέτα.

Η αλήθεια είναι βέβαια πως στις ιδιαίτερες εκφράσεις μιας γλώσσας ακόμη οι μηχανές είναι πίσω. Εβαλα και εγώ μια γνωστή φράση στα γαλλικά που είχε δοκιμάσει και ο (πληγωμένος;) «Monde»: «Je pedale en choucroute», που σημαίνει «έχω μείνει πίσω σε μια προσπάθεια», και στα ελληνικά μού έβγαλε: «Πεδιάζω σε ξινολάχανο!».
Επειδή αυτόν τον καιρό προσπαθώ να μάθω ισπανικά, επιμένω να ζητώ από τον Αγιο Βασίλη ένα καλό λεξικό με χάρτινες μαλακές σελίδες και την ωραία εκείνη μυρωδιά του καινούργιου εντύπου.
Α.Γ.

…δείξε μου τι υπάρχει μέσα σε μια μαύρη τρύπα

Τα βαρυτικά κύματα ήρθαν για να μείνουν και να αλλάξουν για πάντα τον τρόπο με τον οποίο βλέπουμε το Σύμπαν, αποκαλύπτοντάς μας φαινόμενα που μέχρι πρότινος δεν μπορούσαμε να παρατηρήσουμε. Η πρώτη εμφάνισή τους, το 2016, ως αποτέλεσμα της σύγκρουσης δύο μελανών οπών, αποτέλεσε την πρώτη «απτή» απόδειξη ότι υπάρχουν μαύρες τρύπες και οδήγησε στην απονομή του βραβείου Νομπέλ Φυσικής για το 2017 στους επιστήμονες που ανέπτυξαν τα όργανα τα οποία μπόρεσαν να τα «συλλάβουν» 100 χρόνια μετά την πρόβλεψή τους από τη θεωρία της σχετικότητας του Αλμπερτ Αϊνστάιν.

Μία εβδομάδα αργότερα τα μέχρι πρότινος άπιαστα κύματα μας έδειξαν τη συγχώνευση δύο αστέρων νετρονίων: παρακολουθώντας για πρώτη φορά «ζωντανά» ένα τέτοιο φαινόμενο, κυριολεκτικά με όλα τα επίγεια και διαστημικά τηλεσκόπια που διαθέτουν, οι επιστήμονες μπόρεσαν να επιβεβαιώσουν την πηγή από την οποία προέρχονται οι μυστηριώδεις εκρήξεις ακτινοβολίας γ, να επαληθεύσουν τη σταθερά του Χαμπλ που «μετράει» τον ρυθμό διαστολής του Σύμπαντος και να δουν για πρώτη φορά πώς γεννιούνται τα πιο βαριά (και πολύτιμα) στοιχεία του περιοδικού πίνακα, όπως ο χρυσός, η πλατίνα, το ουράνιο και πολλές σπάνιες γαίες. Προς το παρόν οι ανιχνεύσεις βαρυτικών κυμάτων μετρώνται στα δάχτυλα των δύο χεριών, οι επιστήμονες όμως είναι βέβαιοι ότι γρήγορα θα πολλαπλασιαστούν, οδηγώντας μας μέσα στα αμέσως επόμενα χρόνια σε μια «νέα αστρονομία» η οποία θα μας επιτρέψει επιτέλους να δούμε τι συμβαίνει στο εσωτερικό του πιο παράξενου αντικειμένου στο Σύμπαν, μιας μαύρης τρύπας.
Λ.Φ.

…μοίρασε περισσότερες «έξυπνες» αλλά και προσβάσιμες σε όλους θεραπείες

Μέσα στο 2017 το γλυκό πρόσωπο ενός δεκάχρονου κοριτσιού έγινε γνωστό παγκοσμίως – τόσο γνωστό ώστε πριν από λίγες ημέρες η έγκριτη επιστημονική επιθεώρηση «Nature» περιέλαβε αυτό το κοριτσάκι που ονομάζεται Εμιλι Γουάιτχεντ στη λίστα με τα 10 σημαντικότερα πρόσωπα της χρονιάς που μας αποχαιρετά. Για ποιον λόγο; Το παιδί αυτό ήταν το πρώτο παγκοσμίως που έλαβε μια πρωτοποριακή «έξυπνη» θεραπεία εναντίον της Β οξείας λεμφοβλαστικής λευχαιμίας που απειλούσε τη ζωή του, μια θεραπεία η οποία αποτελούσε συνδυασμό γονιδιακής και ανοσοθεραπείας και αφορούσε τη χρήση γενετικώς τροποποιημένων Τ-κυττάρων της ίδιας της ασθενούς. Και μπορεί η Εμιλι να έλαβε τη θεραπεία που ονομάζεται tisagenlecleucel πειραματικά, όμως στα τέλη του περασμένου Αυγούστου το «ζωντανό» κυτταρικό αυτό φάρμακο έλαβε έγκριση κυκλοφορίας στις ΗΠΑ (αντίστοιχη αίτηση για έγκριση έχει πλέον γίνει και στην Ευρώπη). Λίγο αργότερα, και συγκεκριμένα τον Οκτώβριο, μια άλλη ανοσοθεραπεία της ίδιας «οικογένειας» των CAR-T θεραπειών, όπως ονομάζονται, έλαβε αμερικανική έγκριση για το μη Hodgkin λέμφωμα (μια άλλη μορφή αιματολογικού καρκίνου) των ενηλίκων.

Οι εγκρίσεις αυτές έχουν θεωρηθεί ορόσημα μιας νέας εποχής εξατομικευμένης θεραπείας εναντίον του καρκίνου και πιθανώς μελλοντικά και άλλων νόσων. Μιας εποχής που η επιστήμη θα «τρυπώνει» μέσω διαφορετικών οδών στο γονιδίωμα που ασθενεί και θα του αλλάζει τη… μοίρα σώζοντας ζωές.

Μια άλλη τέτοια οδός που έλαβε δημοσιότητα στη χρονιά που εκπνέει είναι αυτή του μοριακού «ψαλιδιού» CRISPR/Cas9 το οποίο κόβει το γονιδίωμα στα επιθυμητά σημεία αντικαθιστώντας ελαττωματικά γονίδια με υγιή αντίγραφά τους. Μέσα στο 2017 «ψαλιδίστηκαν» ποντίκια με HIV, με αποτέλεσμα να απαλλαγούν από τον ιό του AIDS, αλλά και χοίροι, από το γονιδίωμα των οποίων η τεχνική αφαίρεσε ρετροϊούς. Κάποια άλλα γουρουνάκια υπεβλήθησαν στη… γονιδιακή δίαιτα CRISPR – μέσω της τεχνικής εισήχθη στο γονιδίωμά τους ένα γονίδιο που καίει λίπος, με αποτέλεσμα να γίνουν… συλφίδες. Η μέθοδος αυτή μελετάται επίσης για πλήθος νόσων, από τις λευχαιμίες ως τον διαβήτη και τη μυϊκή δυστροφία. Η εντυπωσιακότερη όμως εφετινή μελέτη του πεδίου αφορούσε την επεξεργασία του γονιδιώματος ανθρώπινων εμβρύων με CRISPR. Ερευνητές στις ΗΠΑ τροποποίησαν ένα γονίδιο υπεύθυνο για την πάχυνση του καρδιακού μυός με χρήση του «ψαλιδιού». Παρότι τα έμβρυα αυτά δεν εμφυτεύθηκαν ποτέ στη μήτρα γυναικών, το επίτευγμα θεωρήθηκε μεγάλο άλμα στις μελέτες για τη γονιδιακή θεραπεία.
Οπως όλα δείχνουν λοιπόν, πρόκειται για ένα πεδίο που αναμένεται να είναι όχι μόνο δόξης λαμπρόν αλλά… υπέρλαμπρον και στα χρόνια που έρχονται. Είναι σημαντικό όμως ακόμα και αν τέτοιες μέθοδοι φθάσουν στον άνθρωπο, να μπορούν να φθάσουν σε… όλους τους ανθρώπους που τις έχουν ανάγκη. Διότι μπορεί η τεχνική CRISPR να μη θεωρείται ιδιαιτέρως ακριβή, ωστόσο οι νέες ανοσογονιδιακές θεραπείες έχουν κόστος πολλών εκατοντάδων χιλιάδων ευρώ και είναι σημαντικό να τεθεί το ζήτημα του πόσα συστήματα υγείας μπορούν να τις αντέξουν. Το μόνο σίγουρο είναι πάντως ότι αυτό το ύψιστο για πολλούς ασθενείς θέμα δεν μπορεί να το λύσει ο… Αγιος Βασίλης.
Θ.ΤΣ.

…μετάφρασε τη γάτα μου!

«Πώς ξέρει αυτός (δηλαδή ο άνθρωπος), με βάση τη νοημοσύνη του, τα εσωτερικά και απόκρυφα αισθήματα των ζώων; Κάνοντας ποιες συγκρίσεις βγάζει ως συμπέρασμα την “κτηνώδη” συμπεριφορά που τους αποδίδει;» αναρωτιόταν ο γάλλος σκεπτικιστής Μισέλ ντε Μονταίνι προς το τέλος του 16ου αιώνα, στο δοκίμιό του «Απολογία προς τον Ραϊμόν Σεμπόν». Για να αντικρούσει αυτή την άποψη ο συμπατριώτης του Ντεκάρτ, λίγο αργότερα, υποστηρίζοντας πως: «Αν (τα ζώα) σκέπτονταν, όπως εμείς, τότε θα διέθεταν και αθάνατη ψυχή, όπως εμείς» (Γράμματα από το 1646 ως το 1649).

Σήμερα ξέρουμε ότι οι θεωρίες του Ντεκάρτ, γνωστού και ως Καρτέσιου, και για τους ανθρώπους και για τα ζώα δεν άντεξαν στα όσα έχουν βρει οι επιστήμονες στο διάστημα που μεσολάβησε. Υπάρχει όμως ακόμη η αμφισβήτηση για το κατά πόσον ο τρόπος που (προσπαθούν να) συνεννοούνται τα ζώα μεταξύ τους και με εμάς μπορεί να θεωρηθεί γλώσσα. Και ακόμα έχει συζητηθεί αρκετά το αν πρέπει να προσπαθούμε να τους μαθαίνουμε τον δικό μας τρόπο συνεννόησης ή μήπως είναι ορθότερο να μάθουμε εμείς από εκείνα.

Ο Κονσταντίν Σλομπόντσικοφ, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Βόρειας Αριζόνας, ο οποίος ασχολήθηκε επί 30 χρόνια με τα θέματα αυτά, είχε πει το 2013: «Η γλώσσα είναι ένα από αυτά που μας κάνει να νομίζουμε πως είμαστε κάτι ιδιαίτερο. Οταν ακόμη ήμουν φοιτητής, μιλούσαν για τον άνθρωπο που ξεχωρίζει από τις άλλες ζωντανές υπάρξεις διότι ξέρει (μόνος αυτός) να χρησιμοποιεί εργαλεία. Και μετά βρήκαμε ότι πολλά ζώα κάνουν το ίδιο. Ετσι οι απόψεις μετακινήθηκαν στο ότι ο άνθρωπος είναι ο μόνος στη Γη που έχει κουλτούρα. Για να διαψευστούμε και σε αυτό. Και μας έμενε μόνο το “έχουμε (το χάρισμα για τη) γλώσσα”. Και τώρα διαπιστώνουμε ότι ένα σωρό ζώα έχουν το ίδιο χάρισμα».

Ο Σλομπόντσικοφ όταν τα έλεγε αυτά είχε ήδη κάνει πολύχρονες μελέτες για το πώς συνεννοούνται μεταξύ τους οι κυνόμυες (prairie dogs), ένα είδος μικρών τρωκτικών της ερήμου. Οπου είχε διαπιστώσει ότι μπορούσαν να δημιουργούν νέες λέξεις για καινούργια αντικείμενα και να περιγράψουν, μεταξύ πολλών άλλων, το πώς ήταν ο εχθρός όταν εμφανιζόταν. Εφθαναν μάλιστα να περιγράφουν διαφορετικά ένα ζώο και διαφορετικά έναν άνθρωπο, δίνοντας επιπλέον και την πληροφορία αν αυτός ήταν οπλισμένος ή όχι!

Ο ερευνητής αυτός προέβλεψε τότε ότι μέσα σε δέκα χρόνια θα μπορούσαν να έχουν κατασκευαστεί συσκευές στο μέγεθος ενός κινητού τηλεφώνου που θα μπορούν να μεταφράζουν τους ήχους των διαφόρων ζώων σε δικές μας λέξεις και αντίστροφα. Μια τέτοια συσκευή θα ήθελα να ζητήσω από τον Αγιο Βασίλη. Που όχι μόνο θα διευκόλυνε την επικοινωνία με τις γάτες μου αλλά θα μπορούσε να μεταφέρει στη γλώσσα μας και το βέλασμα των αρνιών λίγο πριν από το Πάσχα ή των κοτόπουλων λίγο προτού ζεματιστούν ζωντανά στο εργοστάσιο για να γίνουν κοτομπουκιές.
Α. Γ.