Misterele ştiinţeiPublicăm astăzi al treilea articol din seria dedicată întrebărilor esenţiale pentru care ştiinţa încă nu are un răspuns. Vom vorbi despre natura gravitaţiei, mecanismul de funcţionare a memoriei, de ce organismul uman nu poate recrea părţi nefuncţionale ale acestuia şi despre prognoza stării meteo.

 


 

CUPRINS

9.  Care este natura gravitaţiei?
10. Cum funcţionează memoria?
11. De ce organismul uman nu poate recrea părţi ale acestuia?
12. Vom putea prognoza starea meteo cu precizie?

 


 

9. CARE ESTE NATURA GRAVITAŢIEI?

Gravitaţia... nu tocmai un mister, nu? Cu toţi ştim că datorăm faptul că nu rătăcim aiurea prin spaţiu atracţiei pe care Pământul o exercită asupra corpurilor noastre. Isaac Newton este fizicianul care a avut revelaţia existenţei unei forţe, forţa gravitaţională, care face ca mărul să cadă spre sol, Luna să se rotească în jurul Pământului, planetele să graviteze în jurul Soarelui.

Înţelegem şi putem calcula efectele gravitaţiei, dar nu înţelegem încă ce generează această forţă. Gravitaţia nu este explicată nici de mecanica cuantică, nici de Modelul Standard al particulelor. Teoria stringurilor, un fel de teorie a totului, la modă cu câţiva ani în urmă, dar neconfirmată experimental încă, oferă explicaţii pentru cauzele gravitaţiei; această teorie nu este însă una general acceptată.

Mulţi fizicieni sprijină ideea conform căreia, aşa cum pentru celelalte trei forţe fundamentale - forţa electromagnetică, forţa tare şi forţa slabă - există particule purtătoare, aşa şi pentru forţa gravitaţională există o particulă corespondentă, gravitonul. Numai că gravitonul nu a fost descoperit încă, iar oamenii de ştiinţă sunt sceptici că va fi descoperit curând cu ajutorul tehnologiei existente, dacă gravitonul realmente există.



10. CUM FUNCŢIONEAZĂ MEMORIA?

Memoria, printre altele, este ceea ce ne face unici şi ceea ce dă continuitate vieţii noastre. Dar pe cât de importantă este aceasta pentru existenţa noastră, pe atât de puţin cunoscut este mecanismul cerebral ce îi dă naştere. Neurologii au făcut deja progrese remarcabile, identificând zone cheie ale creierului implicate în procesul memorării, precum şi parte din mecanismele moleculare ce completează acest proces, dar importante întrebări rămân deocamdată fără răspuns.


 

Un moment de cotitură în studiul memoriei l-a constituit anul 1957, când unui pacient epileptic i s-a înlăturat o parte din lobul temporal. Acesta, în urma operaţiei, nu a mai fost în stare să mai stocheze date noi, rămânând cu bagajul de informaţii pe care-l deţinea înainte de intervenţia chirurgicală. Dar deşi se consideră că lobii temporali sunt esenţiali în mecanismul memorării, modul în care componentele acestora colaborează, felul cum informaţiile ajung la cortex şi care este procesul prin care acestea devin reprezentări rămân mistere.


Progrese (relativ) recente

a. Memoria de scurtă durată este, sub aspectul formării ei, de natură diferită faţă de cea de lungă durată; prima implică modificări chimice ce întăresc conexiunile dintre sinapsele existente, pe când memoria de lungă durată presupune sinteza proteică şi, probabil, construcţia de noi sinapse.

b. S-a observat că activitatea neuronală ce se desfăşoară când un animal învaţă să facă ceva nou se repetă pe timpul somnului, ceea ce a condus la o concluzie interesantă, şi anume că unul dintre rolurile pe care le are somnul este acela de fixare a comportamentului exersat.

c. La sfârşitul anilor '90 s-a descoperit că dogma conform căreia apariţia de noi neuroni nu este posibilă era greşită.

d. Studii recente au arătat că memoria este susceptibilă de a fi manipulată, că apelarea la memorie nu garantează reproducerea realităţii chiar dacă buna-credinţă a subiectului nu poate fi pusă la îndoială.

Nichita Stănescu spunea că suntem ceea ce ne aducem aminte despre noi înşine. Ce ne aducem aminte despre noi, ştim fiecare. Cum ne aducem aminte - rămâne încă un mister.


11. DE CE ORGANISMUL UMAN NU POATE RECREA PĂRŢI ALE ACESTUIA?

Practic avem instrumentele necesare recreării unui organ bolnav (plămânii, de pildă), îmbătrânit ori pierdut în urma unui accident (o mână, un picior etc.). "Programul" necesar se află în ADN-ul nostru. Unele animale chiar pot recrea organe pierdute. Salamandrele sunt un exemplu. Atunci când un exemplar din această specie este rănit, pielea, osul, muşchii şi vasele de sânge din zona rănită revin la o stare de nediferenţiere, numită blastemă.  Practic celulele par a merge înapoi în timp în momentul iniţial al creării organului pierdut, gata pentru o nouă generare a acestuia.

Şi noi, oamenii, avem posibilitatea, limitată, de regenerare. Astfel, este dovedit rolul celulelor Schwann în regenerarea nervilor, precum şi capacitatea unor celule ale ficatului de a regenera ţesutul acestui organ. Dar de aici până la a recrea o mână, un picior ori întregul ficat este cale lungă. Se pare că "programul regenerator" este blocat după săvârşirea primei creaţii. Dar de ce?

Un răspuns al specialiştilor pentru blocarea regenerării organelor este următorul: diviziunea celulară masivă care ar fi necesară pentru crearea unui organ pierdut ar fi tratată de către organism ca o creştere celulară necontrolată, similară dezvoltării cancerului. Pare a fi parte a evoluţiei noastre inventarea unui mecanism de control şi blocare a divizării celulelor necontrolate. Că el nu este perfect, iar cancerul este una dintre bolile cele mai de temut pentru specia umană, în special pentru bătrâni, nu este un secret pentru nimeni... De ce evoluţia nu a găsit totuşi o cale ingenioasă de a împăca mecanismul de blocare a divizării celulare necontrolate specifice cancerului cu o capacitate funcţională de a recrea organe bolnave ori pierdute, rămâne un dureros mister. Cercetări asidue se fac în acest domeniu şi nu sunt speranţe ca în viitor oamenii de ştiinţă să găsească modalităţi de a permite regenerarea organelor şi la oameni.

12. VOM PUTEA PROGNOZA STAREA METEO CU PRECIZIE?

"Ăştia care anunţă vremea sunt nişte mincinoşi", spunea bunicul meu. În fapt, meteorologii nu sunt de blamat cu atâta fermitate. Să prezici cum va fi vremea mâine (ca să nu mai vorbim de vremea de peste o săptămână ori un an) nu este chiar un lucru la îndemâna oricui, nici măcar la îndemâna unui meteorolog. De ce? Pentru că sistemul climatic al Pământului este prea complex pentru a fi înţeles în detaliu de experţii în domeniu. Acest sistem complex, ale cărui variabile sunt multiple şi imposibil de cunoscut în totalitate,  este numit şi sistem haotic, iar teoria care-l descrie - teoria haosului. Vestea bună pentru cei neîncrezători în prognoza meteo este că în ultimii ani mijloacele disponibile pentru a determina starea vremii s-au îmbunătăţit foarte mult. Aşadar, meteorologii nu mai sunt atât de "mincinoşi" precum erau odată...

Citiţi aici o Scurtă introducere în teoria haosului

În anii '60 matematicianul  Edward Lorenz a folosit computerul pentru a crea modele ale stării meteo. Lorenz a observat cum mici ajustări ale valorilor de intrare (rotunjirea unor valori presupune înlocuirea unei valori precum 0,345676 cu, de pildă, 0,345) au generat scenarii ale vremii radical diferite faţă de situaţia în care s-au păstrat valorile iniţiale.

Studiile lui Lorenz au stârnit o serie de eforturi ale cercetătorilor în a asigura date cât mai precise în modelele lor matematice, în încercarea de a prezice starea vremii cu o acurateţe cât mai mare şi, mai ales, de a face prognoze corecte pe o perioadă cât mai lungă.  Pentru a furniza date cât mai corecte şi complete, cercetătorii trebuie să înţeleagă aşa-numitele condiţii de graniţă, cum sunt, de exemplu, interacţiunile dintre atmosferă şi oceane. Când vom fi în stare să înţelegem mai bine întreg sistemul climatic, în toată complexitatea sa, atunci vom putea face predicţii mai bune despre cum va fi vremea în viitorul mai apropiat ori mai îndepărtat. Când se va întâmpla asta? Nimeni nu ştie încă...

 

 



Această serie de articole a fost inspirată de articole pe aceeaşi temă apărute în revistele Science şi Wired.
wired.com/wired/archive/15.02/bigquestions.html
sciencemag.org/sciext/125th/


Dacă găsiţi scientia.ro util, sprijiniţi-ne cu o donaţie.


PayPal ()
CoinGate Payment ButtonCriptomonedă
Susţine-ne pe Patreon!