Éber agy, alvó testben – magyar kutatók új módszerrel vizsgálták a REM alvásszakaszt

Úgy fortyog a jég Grönland mélyén, mint a láva a Föld köpenyében. Norvég kutatók modellezése szerint a több kilométer vastag jég belsejében hőkonvekció zajlik: az alulról melegedő, lágyabb jég lassú, felfelé irányuló oszlopokat képez. Robert Law, a Bergeni Egyetem gleccserkutatója szerint ez olyan, „mint egy izgalmas természeti csoda”.

A grönlandi jégtakaró ugyanis a sziget 80 százalékát borítja, és bolygónk egyik legnagyobb fagyottvíz-készlete, amelynek olvadása alapvetően befolyásolja a világ partvidékeit.

A tudósok jégbe hatoló radarral vizsgálják a jégtakaró belső szerkezetét, amely kirajzolja az évezredek alatt lerakódott és jéggé tömörödött hórétegeket. Már 2014-ben észleltek különös, felfelé púposodó struktúrákat mélyen az észak-grönlandi jégben, amelyek nem követték az alattuk lévő alapkőzet domborzatát, ez pedig komoly fejtörést okozott a kutatóknak.

Egy 2,5 kilométer vastag jégszeleten tesztelték, hogy az alulról érkező hő okozhat-e olyan feláramlásokat, amelyek egyeznek a radarképeken látottakkal. „Annak felfedezése, hogy a hőkonvekció egy jégtakarón belül is megtörténhet, némileg ellentmond az intuíciónknak és a várakozásainknak” – mondta Law.

A modellben a jellegzetes, oszlopszerű feláramlások csak akkor jöttek létre, ha a jégtakaró alján lévő jég a korábban feltételezettnél melegebb és lényegesen lágyabb volt. A folyamathoz szükséges hőt a Föld belsejéből folyamatosan áramló geotermikus hő biztosítja. Ez a hő a kőzetekben lévő elemek radioaktív bomlásából és a bolygó kialakulásából visszamaradt hőből származik.

„A jégre jellemzően szilárd anyagként gondolunk, ezért az a felfedezés, hogy a grönlandi jégtakaró egyes részei ténylegesen hőkonvekción mennek keresztül, ami egy forrásban lévő tésztásfazékra emlékeztet, éppoly vad, mint amilyen lenyűgöző” – nyilatkozta Andreas Born, a Bergeni Egyetem klimatológusa.

A mostani felfedezés egy új, erős magyarázattal szolgál, de további vizsgálatok szükségesek ahhoz, hogy megértsük, a konvekció miként befolyásolja a jégtakaró egészének viselkedését. „Minél többet tudunk a jégben zajló rejtett folyamatokról, annál felkészültebbek leszünk a világ partvidékein bekövetkező változásokra” – tette hozzá Law.

A legtöbben azt gondolnánk, egy két hónapos csecsemő csak eszik, alszik és sír, de a valóság ennél sokkal összetettebb. Agyuk már ekkor elkezdi kategóriákba rendezni a világot, megkülönböztetve az állatokat, játékokat és a hétköznapi tárgyakat. A Trinity College Dublin kutatói funkcionális MRI-vizsgálatok és mesterséges intelligencia segítségével mutatták ki, hogy a vizuális észlelés alapvető építőkövei a vártnál sokkal korábban jelennek meg – írja az egyetem február 5-i közleménye.

A FOUNDCOG nevű kutatócsoport 130, két hónapos csecsemőt vont be a dublini Coombe és Rotunda kórházak közreműködésével. A babák egy puha babzsákon feküdtek zajcsillapító fejhallgatóban, miközben 15-20 percen keresztül élénk, színes képeket néztek 12 kategóriából, köztük macskákról, madarakról, gumikacsákról és bevásárlókocsikról. Az fMRI-vel rögzített agyi aktivitásmintákat ezután mesterségesintelligencia-modellekkel elemezték, hogy dekódolják, az agy hogyan képviseli az egyes vizuális kategóriákat. Korábbi, viselkedéses vizsgálatok 3-4 hónapos kort tartottak a kategorizáció kezdetének, az új eredmények ezt az időpontot hozták előrébb.

„Bár két hónaposan a csecsemők kommunikációját korlátozza a nyelv és a finommotoros kontroll hiánya, elméjük már nemcsak azt reprezentálta, hogyan néznek ki a dolgok, hanem azt is kitalálta, melyik kategóriába tartoznak. Ez azt mutatja, hogy a vizuális megismerés alapjai már nagyon korán és a vártnál sokkal hamarabb kialakulnak.”

A kutatás nemcsak elméleti szempontból jelentős. „Ez a tanulmány a legnagyobb longitudinális vizsgálat éber csecsemők funkcionális mágneses rezonancia képalkotásával (fMRI). Az agyi aktivitást rögzítő gazdag adathalmaz teljesen új módot nyit a csecsemők gondolkodásának mérésére nagyon korai életkorban. Rávilágít a neuroimaging és a számítógépes modellek diagnosztikai eszközként való felhasználásának lehetőségére is nagyon fiatal csecsemőknél” – mondta Rhodri Cusack professzor, a kutatás vezetője. A szakember hozzátette, a babák sokkal gyorsabban tanulnak a mai MI-modelleknél, és ennek tanulmányozása hatékonyabb mesterséges intelligenciák kifejlesztését inspirálhatja.

„Az első év a gyors és bonyolult agyfejlődés időszaka. Ez a tanulmány új alapvető ismereteket nyújt, amelyek segítenek a koragyermekkori nevelés irányításában, tájékoztatást adnak a neurofejlődési rendellenességek klinikai támogatásához, és biológiailag megalapozottabb megközelítéseket inspirálnak a mesterséges intelligenciában” – hangsúlyozta Dr. Anna Truzzi, a tanulmány társszerzője. Ezt erősítette meg Eleanor Molloy professzor, neonatológus is: „Sürgető szükség van a neurofejlődési rendellenességek korai agyfejlődésre gyakorolt hatásának jobb megértésére, és az éber fMRI-nek jelentős potenciálja van ennek kezelésére.”

Egy friss amerikai kutatás alapjaiban rengeti meg a gyerekek gondolkodásáról alkotott, évtizedek óta kőbe vésett elméletet. A pszichológia ugyanis sokáig úgy tartotta, hogy a gyerekek nagyjából hétéves korukig nem képesek szisztematikus stratégiákat alkalmazni a problémamegoldásban, helyette inkább véletlenszerűen próbálkoznak. Ezt a nézetet a 20. század egyik legmeghatározóbb fejlődéspszichológusának, Jean Piaget-nek az 1960-as évekbeli megfigyeléseire alapozták.

Ezt az alapvetést cáfolták meg a Kaliforniai Egyetem, Berkeley kutatói a Nature Human Behaviour című tudományos folyóiratban közölt kísérletükkel.

A véletlenszerű próbálgatás ebben a helyzetben nem vezetett eredményre, a gyerekeknek logikai következtetéseket kellett levonniuk a sikeres és sikertelen cserékből. A kutatók legnagyobb meglepetésére a gyerekek több mint fele már négyévesen képes volt a strukturált, algoritmikus gondolkodásra. Önállóan, mindenféle külső segítség nélkül fedezték fel a számítástudományban is használt hatékony válogatási algoritmusokhoz hasonló megoldási stratégiákat - írta a hvg.hu.

A friss kutatás, amelyre a HVG is felhívta a figyelmet, éppen ezért nem azt sugallja, hogy minden kisgyerek zsenipalánta, hanem sokkal inkább azt, hogy a korábbi tesztek feladatai nem adtak lehetőséget ezen képességeik megmutatására. A kísérlet egyértelműen bizonyította, hogy az algoritmikus gondolkodás már óvodáskorban is megjelenhet, ha a feladat világos és egyértelmű szabályrendszeren alapul.

Az amerikai kutatók éppen ezért azt javasolják, hogy a gyerekek minél korábban kapjanak olyan játékokat és feladatokat, amelyek ösztönzik a logikát, a tervezést és a következtetést. Ha a gyerekek már korán esélyt kapnak az elvont gondolkodás gyakorlására, az nemcsak a későbbi természettudományos, matematikai vagy informatikai képességeiket fejlesztheti, de a mindennapi élethelyzetekben felmerülő összetett problémák megoldásában is segítheti őket.

Szombaton este egyetlen rövid időablakban fél tucat bolygó feszül végig az égen: a Merkúr, a Vénusz és a Szaturnusz alacsonyan nyugaton, a Jupiter pedig magasan délkelet felé ragyog, miközben az Uránusz és a Neptunusz optikai eszközökkel vadászható.

A nyugati horizont felé nézve a Merkúr, a Vénusz és a Szaturnusz hármasa bukkan fel.

Velük egy vonalban, de jóval magasabban, a délkeleti égen ragyog a Jupiter, amelyhez feltűnően közel lesz a majdnem telihold. A halványabb Uránusz délnyugaton, a Plejádok csillaghalmaz közelében található, a Neptunusz pedig a Szaturnusz mellett, tőle mindössze egyfoknyi távolságra helyezkedik el. A szakértők szerint nem érdemes mind a hat bolygót hajszolni.

A sikeres észleléshez tiszta, fák vagy épületek által nem takart nyugati horizontra van szükség. A megfigyelést érdemes azonnal szürkületkor elkezdeni, mivel a bolygók közül a Merkúr és a Vénusz nyugszik le a leggyorsabban.

„A Merkúr a »pislogsz‑és‑elszalasztod« bolygó: nagyon alacsonyan van, és gyorsan lebukik napnyugta után” – figyelmeztetnek a csillagászok.

A jelenséget gyakran bolygóparádénak nevezik, ami valójában egy látóirányból adódó hatás: a bolygók a Földről nézve látszanak egy vonalban az ekliptika mentén, nem pedig a világűrben állnak egyenes sorba.

Az esemény különlegességét az adja, hogy több fényes, szabad szemmel is látható bolygó egyszerre figyelhető meg egy kényelmes, esti időpontban. Az este előrehaladtával a Merkúr és a Vénusz tűnik el elsőként, őket a Szaturnusz és a Neptunusz követi, míg a Jupiter látható a legtovább.

Forrás