چهارشنبه ۲۸ خرداد ۱۳۸۲ - شماره ۳۰۸۰- June, 18, 2003
تعادل در جاذبه صفر
بر روي زمين مغز فضانوردان همواره در حال ساخت مدلي است كه به آنها مي گويد كه چگونه بدنشان را در جاذبه معمولي در وضعيت تعادل نگهدارند در فضا آنها مي بايست يك مدل بي وزني در جاذبه صفر ايجاد كنند
016005.jpg
كارن ميلر
ترجمه: زينب همتي
ايجاد تعادل برخلاف آنچه كه به نظر مي رسد چندان ساده نيست. اگر براي يك دقيقه تلاش كنيد كه بر روي يك پاي خود بايستيد خواهيد ديد كه تلاش مداومي لازم است تا تعادل برقرار شود.
ايجاد تعادل يكي از آن مهارت هاي پيچيده است كه پس از تمرينات فراوان كسب مي شود. در اينجا نيز همانند يادگيري هاي ديگر مثل خواندن و نوشتن ما نمي توانيم دريابيم كه فرآيند كسب مهارت تا چه اندازه سخت است. توانايي كسب تعادل مي تواند همانند ساير يادگيري ها نظير خواندن و نوشتن تحت شرايطي دچار فراموشي شود. يكي از تجاربي كه باعث اختلال در توانايي ايجاد تعادل مي شود، مسافرت به فضا است. محققان دريافته اند فضانورداني كه از ماموريت فضايي خود باز مي گردند قادرند بر روي زمين تعادل بدن خود را حفظ كنند اما اين كار برايشان چندان راحت نيست. بيل پالوسكي (B.Paloski) عصب شناس توضيح مي دهد كه مغز چنين افرادي در هنگام بازگشت قادر نيست اطلاعات دريافتي از اعضاي حسي را به درستي تفسير و تعبير كند.
هنگامي كه شما سعي مي كنيد تعادل خود را حفظ كنيد، معمولاً از سه منبع عمده، اطلاعاتي را دريافت مي كنيد: سنسورهاي Proprioceptive موجود در عضلات، كه اطلاعاتي در خصوص اينكه در چه ناحيه اي قسمت هاي مختلف بدن شما در ارتباط با يكديگر قرار مي گيرند را به مغز مخابره مي كند؛ سيستم دهليزي گوش داخلي شما، كه موقعيت و وضعيت سر شما را در فضا و همچنين چرخش چشم هاي شما در فضا را مشخص مي كند.
مغز انسان براي تفسير اطلاعاتي كه از اطراف خود دريافت مي كند يك «مدل» مي سازد. برنامه نويسان كامپيوتري چنين چيزي را در واقع يك «زير روال عقلاني» مي نامند. وليكن كاري كه مغز انسان انجام مي دهد چيزي بيشتر از يك الگوريتم است. چنين مدل هايي زمينه اي را فراهم مي كنند تا انسان بتواند اطلاعات حسي دريافتي را تفسير كند. مغز انسان هميشه در حال ايجاد چنين مدل هايي است. از همين طريق است كه انسان مي تواند نسبت به محيط سازگاري پيدا كند. در روي زمين ما از اين مدل ها براي يادگيري زبان و يا حتي هنگامي كه يك عينك جديد به چشم مي گذاريم استفاده مي كنيم. فضانوردان نيز چنين مي كنند. بر روي زمين مغز فضانوردان همواره در حال ساخت مدلي است كه به آنها مي گويد كه چگونه بدنشان را در جاذبه طبيعي،۱ در وضعيت تعادل نگهدارند. در فضا آنها مي بايست يك مدل بي وزني در جاذبه صفر ايجاد كنند. در هنگام بازگشت به زمين، آنها مي بايست مجدداً مدلي را براي جاذبه معمولي ايجاد كنند.
اين انتقال هميشه به آساني صورت نمي گيرد. هنگامي كه شما با زمينه كاملاً جديدي همانند فضا روبه رو مي شويد مغز شما مي بايست كارهايي را انجام دهد. او مي بايست تصميم بگيرد كه آيا اين زمينه اي پايدار است يا نه؟ آيا ارزش ايجاد مدل دارد؟ نهايتاً در صورتي كه متوجه پايداري زمينه شود مي بايست آن را توسعه دهد.
مدت زماني طول مي كشد تا مغز ياد بگيرد كه چگونه اطلاعات جديد را تفسير و تعبير كند، مدل جديدي را بسازد و از مدل قبلي به مدل جديد انتقال پيدا مي كند. در طول اين انتقال، زماني كه مغز شما در مورد مدل جديد به كار گرفته شده دچار سردرگمي مي شود، به يك باره شروع به تفسير و تعبير اطلاعات حسي به شيوه اي عجيب و غريب مي كند. در اين هنگام شما دچار اوهام مي شوند. براي نمونه مي بينيد كه دنيا در اطراف شما در حال چرخش است در حالي كه واقعاً اين سر شماست كه در حال چرخيدن است. سردرد و همچنين ساير بيماري ها نشانه هايي از اين انتقال عدم تعادل است. پالوسكي مي گويد: «اوهام ذهني كه فضانوردان با آن مواجه هستند بسيار حيرت انگيز است.» پالوسكي كه با فضانوردان در مركز فضايي جانسون كار مي كند در حال تلاش است كه ببيند دقيقاً فضانوردان با توجه به چه سرنخ هايي اقدام به تغيير مدل ذهني مي كنند. او از طريق ارسال پيام هاي گيج كننده به مغز اين فضانوردان آنها را مجبور مي كند كه از يك وضعيت ذهني به وضعيت ذهني ديگر منتقل شوند. حدود ۱۰ سال پيش او متوجه شد طي آزمون هاي عصبي پس از پرواز، كه متضمن به دوران آوردن صندلي فضانوردان بود، يكي از فضانوردان كه آموخته بود تعادل خود را حفظ كند اين قابليت را از دست داد. در تلاش هاي مجدد اين فضانورد بار ديگر تعادل خود را از دست داد درست مانند زماني كه از فضا به زمين بازگشته است. در مغز چنين فضانوردي اتفاقاتي افتاده است كه به زعم عصب شناسان باعث انتقال از سازگاري زميني به سازگاري فضايي شده است. احتمالاً اين فضانورد هنگامي كه بر روي صندلي نشسته است اطلاعاتي را دريافت مي كند كه باعث اين انتقال ذهني مي شود و به دنبال چنين تصوري مدل ذهني خود را تغيير مي دهد. در حال حاضر پالوسكي در تلاش است كه آن تأثيرات را بازسازي كند. او مي گويد: «ما مي دانيم كه فضانوردان طي ۲ يا ۴ روز پس از سفر كوتاهشان به فضا در حال سازگاري نسبت به زمين هستند. بنابراين ما فكر كرديم كه ببينيم در روز سوم چه اتفاقي مي افتد تا از آن طريق مكانيسم انتقال زير روال ذهني شكل گيرد. »
براي اين منظور، پالوسكي فضانوردان را در يك سانتريفيوژ قرار داد. در حالي كه آنها به راحتي به پهلوهاي خود دراز كشيده اند (فضانوردان در هر مرحله فقط يك بار تست مي شوند) دستگاه با سرعت هاي مختلفي شروع به دوران به جلو و عقب مي كند. پس از اين حركت دوراني كه تقريباً به مدت ۱۰ دقيقه به طول مي انجامد فضانوردان مورد آزمايش قرار مي گيرند. در اين مرحله آنها مي بايست بر روي سكويي كه در داخل اتاقكي قرار دارد بايستند. آنها مجبور هستند كه اين عمل را تا آنجا كه امكان آن است ادامه دهند. وليكن هم سكو و هم اتاقك به گونه اي طراحي شده اند كه قادرند انواع مختلفي از اطلاعات حسي به كار گرفته شده در تعادل را به نمايش بگذارند ـ اطلاعات حسي بينايي، دهليزي و Proprioceptive. براي نمونه، غالب سنسورهاي Proprioceptive اصلي مورد نياز براي كنترل تعادل در گيرنده هاي كششي موجود در قوزك پا بوده و بنابراين سكو مي تواند از دريافت اين اطلاعات حسي توسط بدن جلوگيري كند. پالوسكي مي گويد: «اگر شما بدن خود را به جلو پاندول كنيد ما سكو را به همان اندازه زاويه خواهيم داد به ترتيبي كه زانو دچار تغيير و خمش نشود. »
پالوسكي اميدوار است كه با به دوران آوردن فضانوردان و آزمايش آنها در اتاقك تعادل ياد بگيرد كه چگونه مي توان انتقال از يك وضعيت ذهني به وضعيت ذهني ديگر را تسهيل كرد. پروژه او در مورد اعضاي شاتل STS-107 كه در تاريخ شانزدهم ژانويه به فضا پرتاب شد به اجرا درآمد. او مي گويد: «ما اين فضانوردان را قبل و بعد از ماموريت تحت آزمايش قرار داده و قرار خواهيم داد. »
يافته هاي پالوسكي مي تواند به فضانوردان كمك كند تا احساس تعادل خود را سريع تر كسب كنند. ولي اين مطالعات چيزي بيشتر از اين به دست مي دهد. براي نمونه، از عوارض جانبي انتقال بين مدل ها مي توان به بيماري جنبشي اشاره كرد. تحقيقات پالوسكي مي تواند به درك پزشكان از چنين اختلالات و بيماري هايي كمك شاياني بكند. علاوه بر اين يافته هاي او مي تواند در آموزش فضانوردان در توسعه مدل هاي ذهني قبل از نياز به آنها مثمرثمر واقع شود. به عنوان مثال، اكسپلوررهاي مريخ ممكن است قبل از رسيدن به سياره سرخ بتوانند مدلي با جاذبه ۳/۱ جاذبه طبيعي را در خود ايجاد كنند. براي مردم عادي نيز يافته هاي پالوسكي مفيد است. يافته هاي پالوسكي در مورد تسهيل يادگيري است و اين، آن چيزي است كه ما هر روزه در زندگي خود انجام مي دهيم.
First Science

يادداشت علمي
خاستگاه دوگانه ايدز
016010.jpg
ترجمه: حسين يوسفي
بررسي هاي ژنتيكي ويروس SIV (ويروسي مشابه ويروس ايدز كه ميمون ها را مبتلا مي سازد) نشان داده كه ويروس HIV (ويروس عامل ايدز در انسان) از ادغام دو ويروس مختلف در شمپانزه ها ايجاد شده است. از مدت ها پيش از اين دانشمندان پي به اين نكته برده بودند كه ويروس ايدز از جنگل هاي آفريقاي غربي منشا يافته است. انسان هايي كه شمپانزه را به عنوان غذا مصرف مي كرده اند يا در مراسم آييني خود در معرض خون اين حيوان بوده اند، اين ويروس را از آنها گرفته اند. اكنون دانشمندان يافته هاي جديدي را در مورد منشاء ويروس ايدز به دست آورده اند. بررسي هاي ژنتيكي جديد نشان داده كه به طور قطعي ويروس HIV، واريته اي از ويروس دفاع ايمني SIV است كه در ميمون ها و انسانريخت هاي آفريقايي ديده شده است. در گذشته اي نه چندان دور ويروس SIV به بدن انسان وارد شده و به ويروس HIV جهش يافته، ويروسي كه در نتيجه اپيدمي آن در ميان انسان ها تاكنون بيست ميليون نفر كشته شده و پانزده ميليون نفر آلوده شده اند. مكاني كه اين انتقال و تبديل ويروس براي اولين بار در آن روي داد منطقه اي در غرب آفريقا است. اكثر دانشمندان اعتقاد دارند كه اين انتقال بيش از يك بار انجام شده چرا كه سويه هاي مختلفي از ويروس ايدز در جمعيت انساني شناخته شده است. زمان اين تبديلات ويروسي بحث هاي زيادي را دامن زده و در مورد آن در ميان دانشمندان اختلاف نظر وجود دارد. هيچ يك از ميليون ها آفريقايي كه در قرن نوزدهم آفريقا را ترك كرده اند حامل اين ويروس نبوده اند پس به احتمال زياد منشاء ويروس ايدز به بيش از سال ۱۸۶۰ باز مي گردد. اولين گزارش ابتلا به ايدز در آمريكا و در سال ۱۹۸۱ بوده و پيش از آن در سال ۱۹۶۹ كه نوجوان آفريقايي ـ آمريكايي در سنت لوئيس در اثر ابتلا به ويروس از بين رفته است. هر چند قديمي ترين نمونه ويروس از پلاسماي يك مرد در سال ۱۹۵۹ و در كنگو گزارش شده است. بررسي ميزان واگرايي هاي ژنتيكي بين دو سويه عمده ويروس ايدز، HIV-1 و HIV-2 حاكي از آن است كه انتقال اين ويروس به انسان در حدود سال ۱۹۴۰ انجام شده و سابقه زيادي ندارد. بررسي ها روي ويروس SIV و به دست آوردن يافته هاي جديد حاكي از منشاء دوگانه آن و سپس تبديل اين ويروس به HIV، پنجره جديدي را در تحقيقات روي ويروس مهلك ايدز براي دانشمندان گشوده است.
BBC

حاشيه علم
• آلرژي به فلزات
گروهي از پژوهشگران دانماركي دريافته اند كه استعمال دخانيات خطر بروز حساسيت به انواع فلزات از جمله فلزات به كار رفته در گوشواره و دكمه لباس را افزايش مي دهد. بررسي بيش از ۱۰۰۰ زن و مرد ۱۵ تا ۶۹ ساله نشان داد اين نوع حساسيت ها در كساني كه سيگاري هستند شايع تر است. آلرژي هاي موسوم به آلرژي هاي تماسي واكنش هايي مثل خارش پوست است كه در واكنش به تماس با يك ماده خاص بروز مي كند. دكتر آلن لينبرگ از بيمارستان دانشگاهي گلاستروپ در كپنهاك دريافت بروز آلرژي تماسي به فلز نيكل كه در گوشواره و دكمه شلوار جين به كار مي رود در بين سيگاري ها شايع تر است. هر چند حساسيت به نيكل گاهي در كساني كه گوشواره به گوش آويزان مي كنند بروز مي كند اما سيگاري ها در معرض افزايش خطر حساسيت به نيكل هستند. اين تحقيق بيانگر آن است كه ترك سيگار مي تواند از بروز برخي انواع حساسيت ها پيشگيري كند.
016015.jpg

• نخستين نسل انسان هاي امروزي
پژوهشگران ژاپني دانشگاه توكيو به همراه پژوهشگران دانشگاه كاليفرنياي آمريكا براي نخستين بار در جهان موفق به كشف سه جمجمه از نخستين نسل انسان هاي امروزي (Homo Sapiens) شدند. اين جمجمه ها كه در اتيوپي آفريقا كشف شده اند متعلق به ۲ فرد بالغ و يك كودك است كه در حدود ۱۶۰ هزار سال قبل مي زيسته اند. اين كشف مي تواند به استدلال اين نظريه كه نخستين نسل انسان هاي امروزي در قاره آفريقا زندگي مي كرده و از آنجا در سراسر جهان پخش شده اند كمك كند. تاكنون كهن ترين اسكلت هاي كشف شده مربوط به نسل انسان هاي امروزي، اسكلت انسان هايي بوده كه در حدود ۱۰۰ هزار سال پيش در آفريقاي جنوبي و خاورميانه مي زيسته اند. اما نتيجه پژوهش هاي ژني حاكي از آن است كه تولد انسان هاي امروزي به بيش از ۱۰۰ هزار سال پيش باز مي گردد. هر چند در جمجمه هاي كشف شده و ويژگي هاي مربوط به انسان هاي اوليه نيز ديده مي شود اما پژوهشگران معتقدند اندازه پيشاني و حجم مغز آنها نزديك به انسان هاي امروزي است. حجم مغز اين جمجمه ها ۱۴۵۰ سي سي برآورد شده كه تنها كمي بزرگتر از ميانگين حجم مغز آدم هاي امروزي است. پژوهشگران معتقدند كشف اين جمجمه ها مي تواند در آگاهي يافتن از روند رشد انسان امروزي نقش مهمي ايفا كند.

علم
ادبيات
اقتصاد
ايران
جهان
ورزش
هنر
|  ادبيات  |  اقتصاد  |  ايران  |  جهان  |  علم  |  ورزش  |  هنر  |
|   صفحه اول   |   آرشيو   |   چاپ صفحه   |