2017: athbhreithniú measartha baiste ar an mbliain sa néareolaíocht

Tháinig muid, chonaic muid, rinneamar beagán siopadóireachta

Creidmheas: Pixabay

Cad é an ifreann. Tá brón orm, is é atá i gceist agam: Dia duit, agus fáilte roimh athbhreithniú 2017 na bliana The Spike ar néareolaíocht. Go raibh maith agat ag éisteacht le duine ar bith a rith-ní de sin-ní gá dom léirmheas na bliana a scríobh sa pholaitíocht. Is dócha go sceithfidh neamhinniúlacht chomhcheangailte Uachtarán na SA agus rialtas na RA gach sárú féideartha ar théarmaí mí-úsáide faoi Mheitheamh 2018; ina dhiaidh sin rithfidh a gcinntí agus a bhfuaimniú atá ag éirí níos measa gan freagra mar beidh na Focail Uile in úsáid againn. Gach aon cheann. Fiú na cinn Fraincise. Va te faire foutre Trump, mar shampla.

Brains. Sin an fáth a bhfuilimid anseo. Cosúil le zombies, ach le hoideachas. Tá go leor fuaime agus feirge sa néareolaíocht i mbliana. Tá foilseacháin Highbrow cosúil le Quanta agus MIT Technology Review pléasctha le scéalta néareolaíochta. D’fhoilsigh Neuron an oiread sin altanna tuairime go raibh orthu saincheist fhuilteach iomlán a thiomnú dóibh. Má tá aon chomhartha ann go bhfuil aer teo bainte amach ag réimse eolaíochta, foilsíonn ceann dá irisleabhair mionlach saincheist gan eolaíocht. Agus d’fhoilsigh Neuron dhá cheann sa spás 12 mhí (is eol dom an íoróin a bhaineann le gearán a dhéanamh faoi phíosaí tuairime ar bhlag, go raibh maith agat). Fuaim agus fearg; agus go leor iomaitheoir láidir don Duais Nobel i Stating the Bleedin ’Obvious.

Ach cad a chaill tú i measc na bhfear? Anseo le haghaidh do roghnaithe tá ceithre sheoladh a tháinig in 2017 ó na réimsí níos esotericacha de néareolaíocht. An cineál néareolaíochta a d’fhéadfadh a bheith epochal; nó díreach sean-spéisiúil simplí. Agus cad eile is féidir a iarraidh?

(1) Péist péiste beag, nach caoin tú; Tá Manuel chun amhránaíocht a chanadh duit

Is rud iontach spleodrach é codladh. Déanann sé athbheochan orainn, agus glanann sé ár gcuid brains. Dealraíonn sé go bhfuil sé riachtanach don fhoghlaim, agus don chruthaitheacht. Ba mhaith linn go léir níos mó de. Gan é, faigheann muid bás. Teastaíonn codladh chomh dona ó mhamaigh ionas go rachaidh giotaí dá n-inchinn a chodladh go neamhspleách ar an gcuid eile agus an t-ainmhí ag déanamh rudaí. Le hiarmhairtí awkward. Aithneoidh lucht freastail uafásach scaird-lagaithe ag comhdhálacha idirnáisiúnta é seo mar an giota le linn an tseisiúin póstaeir ina gcuirfidh tú an chéad cheann isteach sa chlár póstaeir agus tú fós ag caint, mar gheall go bhfuil giotaí de do cortex mótair imithe “dia tá sé seo dull, tá mé ag dul a chodladh ”.

Mar sin ba mhaith linn go léir níos mó a fháil amach faoin gcaoi a dtéann an inchinn a chodladh. Ach is ainmhithe móra mímhacánta iad brains - conas is féidir linn staidéar a dhéanamh ar an gcaoi a dtéann inchinn iomlán a chodladh? Bhuail Manuel Zimmer agus a fhoireann ar réiteach: déan staidéar ar chodladh sa péiste beag bídeach C Elegans. Sea, is cosúil go dtagann péisteanna le 302 néarón ina gcorp ar fad ina gcodladh. Go teicniúil, téann sé isteach i staid táimhe: téann an péiste as líne, ach níl mórán fianaise ann go ndéanann sé brionglóid (seachas an tromluí athfhillteach marbhánta sin a bheith gafa ag ithe baictéir lena bhéal oscailte).

Thaispeáin Zimmer agus an fhoireann dúinn an ghníomhaíocht néaróg ag rothaíocht timpeall na hinchinne iomláine agus an péiste ag casadh (agus ag magadh), ansin ag stopadh go tobann agus an péiste ina codladh. Dúnann suas le 75 faoin gcéad dá néaróin go hiomlán; agus lean an chuid eile de bheith gníomhach, ach ar bhealach nach raibh baint acu lena ngníomhaíocht ag dúiseacht. Is é sin le rá, chuaigh siad isteach i stát domhanda difriúil - ceann a raibh cuma an-chosúil air le siúlóid randamach timpeall ar phointe seasta (má tá tú ar bís faoi rudaí den sórt sin. Cé mise. Ach ansin códaím samhlacha córais dhinimiciúla le haghaidh spraoi. Mar sin, tá a fhios agat, ná glac m'fhocal ar a shon). Is é an rud a fuaireamar anseo ná féachaint ar chodladh ní mar rud a chruthaigh roinnt “ciorcad” codlata scoite mionsonraithe, ach mar athrú i staid dhinimic iomlán na hinchinne.

Ach bhí an páipéar seo suntasach freisin mar gheall ar dhoimhneacht a ábhair. Is minic a bhíonn muid ag caoineadh go bhfuil páipéir sna hirisleabhair is mionlach san eolaíocht, na Natures and Sciences, ar fad ó bhéal agus gan bríste: tuairiscíonn siad torthaí iontacha ar an bhfianaise is fliche. Ach chaith an páipéar seo, san Eolaíocht, an chéad chúpla leathanach ar thréithriú domhain agus mionsonraithe ar an gcaoi a raibh cumais dhifriúla ag líneálacha fánacha difriúla de C Elegans (na speicis chéanna go léir, cuimhnigh) titim isteach sa stát táimheach, agus ar an gcaoi ar athraigh sé sin thar a gcuid Forbairt. Bhí sé cosúil le tine tine d’eolaíocht dhomhain: gan aon phictiúr mór, gan aon rud splancach, ach obair dhomhain chúramach chun an cineál beacht péisteanna is oiriúnaí don cheist a fháil faoi cad a tharlaíonn nuair a chodlaíonn péisteanna. San Eolaíocht. Cac craiceáilte. An bhfuil dóchas ann fós?

(2) Ar mhaith leat guthanna a chloisteáil?

Leithbhreitheanna cloisteála. Shílfeá gur fánach fánach iad seo chun taighde oibiachtúil a dhéanamh orthu, agus iad ag sainiú go praiticiúil an taithí suibiachtúil phearsanta. (Pretentious, moi?) Ach ós rud é gur sainmharc millteach scitsifréine agus neamhoird chognaíoch eile iad siabhránachtaí, bheadh ​​sé an-úsáideach eolas a bheith agat ar an gcaoi a gcruthaíonn an inchinn iad. I mbliana bhuail Phil Corlett agus a chomhchomhairle le smaoineamh néata: cén fáth nach gcruthófá siabhránachtaí cloisteála i measc daoine sláintiúla agus i ndaoine atá ag fulaingt go spontáineach uathu? Más rud é go ndéanaimid tomhas ansin ar an difríocht maidir le cé chomh furasta agus atá sé siabhránachtaí a chruthú sa dá ghrúpa, d’fhéadfaimis rud éigin a fhoghlaim faoin gcaoi a bhfuil brainsí siabhránachtaí ag feidhmiú ar bhealach difriúil.

Mar a tharlaíonn sé is féidir linn a dhéanamh go mbeidh siabhránachtaí cloisteála ag gnáthdhaoine. Ní dhéanfaidh aon ní scanrúil, ach rud éigin nach bhfuil ann a chloisteáil. Tá sé simplí disarmingly: péire an splanc solais le fuaim ghearr gur féidir leat a chloisteáil go díreach. Déan é sin go leor. Ansin ní gá ach an solas a splancadh as féin. Tuairiscíonn fiú gnáthdhaoine go gcloiseann siad an ton céatadán maith den am. Mar sin ba é croílár an staidéir nua seo: déanaimis é sin a dhéanamh freisin i ndaoine a chloiseann siabhránachtaí cloisteála cheana féin agus fiafraí díobh an gcloiseann siad níos mó toin sainchomhartha? Agus má tá, cén fáth?

Ba é an freagra: sea, sea. A lán níos mó. Agus fuaimeanna i bhfad níos ciúine freisin. Ach ba é an príomhléargas anseo gur úsáid na húdair na sonraí seo chun samhail “cén fáth” a dhéanamh. Agus ba é an freagra, go intuartha - tuar. Bunaíonn na péireálacha solais agus fuaime sin an inchinn chun tuar a dhéanamh. Tá sé á thuar go gciallaíonn an solas go bhfuil fuaim i láthair freisin. Mar sin nuair a thagann an splanc éadrom ina haonar, téann an inchinn chun tosaigh agus tuar fuaim nuair nach bhfuil aon cheann i láthair. I ngnáthdhaoine, uaireanta buaileann an tuar seo amach i gcoinne na fianaise céadfacha nach raibh aon fhuaim ann, agus cloistear fuaim nach bhfuil a leithéid le fáil. Ach i sainchreidmheoirí bhí an tuar seo chun tosaigh, agus mar sin chuala siad go leor fuaimeanna ficseanúla eile.

Rud a luíonn go léir le teoiric spéisiúil siabhránachtaí, go dtarlaíonn siad nuair a thosaíonn an inchinn ag cur an iomarca creidiúna leis na tuartha a dhéanann sí, seachas an fhaisnéis a thagann ón domhan lasmuigh a úsáid. Cosúil le pundits peile. Go bunúsach, is é an teoiric cad-an-ifreann-is-Alan-Shearer-talk-about-now-did-he-even-watch-that-match a bhaineann le siabhránachtaí.

(3) Foilsíonn mór-iris toradh null Is botún clóghrafaíochta é teideal an ghiotáin seo. D’fhoilsigh eLife páipéar a bhí beagnach go hiomlán faoi easpa éifeacht.

Ar ais i 2004, mhol páipéar a raibh an-tionchar aige in Eolaíocht gur chosúil go bhfoghlaimíonn othair le galar Parkinson ar a gcógas dopamine agus uaidh rudaí difriúla faoin tasc céanna. D’fhoghlaim na daoine sin ar chógas roghanna a roghnú ar dócha go dtabharfaí luach saothair dóibh, ag tabhairt le tuiscint gur fhoghlaim siad is fearr ó aiseolas dearfach. D’fhoghlaim na daoine sin nach raibh aon chógas acu roghanna ar lú an seans go dtabharfaí luach saothair dóibh a sheachaint, ag tabhairt le tuiscint gur fhoghlaim siad is fearr ó aiseolas diúltach (ie ar luach saothair a chailleadh). Spreag an toradh seo bealach iomlán chun smaoineamh ar an gcaoi a rialaíonn dopamine foghlaim trína éifeachtaí ar chnapáin néaróin a dtugaimid an ganglia basal orthu.

Thug páipéar in 2012 le fios go raibh rud éigin amiss. Thuairiscigh Shiner and co go bhféadfadh othair ar chógas agus lasmuigh de chógas an tasc a fhoghlaim mar an gcéanna, agus é a fhoghlaim chomh maith le grúpa rialaithe. Ach an rud nach raibh na hothair in ann a dhéanamh ná an méid a bhí foghlamtha acu a ghinearálú agus iad ag tabhairt aghaidh ar theaglaim nua roghanna - ní raibh siad in ann an méid a bhí foghlamtha acu a thógáil agus é a úsáid ar bhealaí nua. Cé mar a bhí? An athraíonn cógais dopamine stíl na foghlama, nó an cumas faisnéis fhoghlama a oiriúnú do roghanna nua?

Ba é aidhm an staidéir eLife i mbliana ó Liz Coulthard, arna údarú ag John Grogan, bun an rúndiamhair a fháil tríd an staidéar iomlán a athdhéanamh arís, agus i ngach teaglaim fhéideartha an raibh na hothair ar chógas nó as cógais le linn ag foghlaim nó le linn tástála. Agus ní bhfuair siad tada, nada, niente, ní ispíní. Bugger go léir. Ní bhfuair siad aon difríocht idir othair agus ní raibh aon difríocht idir othair agus rialuithe ar rud ar bith. Agus fuair sé trí huaire é. Toradh null an-diongbháilte, a dúradh go léir.

An-chuid oibre, gan toradh “dearfach”, agus foilsithe fós in iris mionlach. Is é an míbhuntáiste beag ná go bhfuil an tuiscint atá againn ar dopamine níos cosúla anois le panda agus a theanga gafa i gCiúb Rubik: baffled pianmhar.

(4) Córas néaróg amháin a iompú ina chóras eile.

Ní féidir go leor ceisteanna faoin gcaoi a n-oibríonn brains a fhreagairt in ainmhithe casta. Rudaí mar: an féidir an t-iompar céanna a eascairt as ciorcaid éagsúla neural?

Ach tá a fhios ag Paul Katz conas dul timpeall ar na fadhbanna seo: bain úsáid as inveirteabraigh mhara balbh-mar-a-charraig. I bpíosa oibre iontach nach féidir le néareolaí mamaigh ach brionglóid a dhéanamh ina leith, ghlac Sakurai agus Katz dhá speiceas dlúthghaolmhara ag snámh seilidí mara agus léirigh siad, in ainneoin an ghluaiseacht snámha chéanna a bheith acu, agus néaróin an-chosúil, go raibh an sreangú idir na néaróin sin difriúil . An t-iompar céanna, na néaróin chéanna, ach ciorcaid éagsúla.

Déantar gluaiseachtaí rithimeacha cosúil le snámh a tháirgeadh ag ciorcaid a dhéanann féin-ascalaithe, a mbíonn néaróin ag pléascadh le gníomhaíocht go tráthrialta, gach pléasctha ag cruthú conartha do muscle. Mar sin dúirt S&K: ceart, mar sin caithfidh an dá chiorcad seo an pléascadh céanna a tháirgeadh ach ar bhealaí éagsúla. Chun é seo a chruthú, chuir siad bac ar synapses an péire néaróin céanna sa dá speiceas. I speiceas amháin, lig sé seo do na néaróin eile titim isteach i bpatrúin pléasctha mall nach raibh ceart go leor. Sa cheann eile, scrios an t-imshuí seo pléasctha go hiomlán. Néaróin chéanna, éifeachtaí difriúla.

Tá sinsear coitianta ag an dá seilide mara seo. Mar sin tugann an dá chiorcad éagsúla seo le tuiscint gur spreag éabhlóid sreangú éagsúil an chiorcaid seo, ach choinnigh siad an t-iompar céanna. Bhí éabhlóid anseo ag gníomhú ar na sreanga idir néaróin, ní na cineálacha néaróin ná na cineálacha tarchuradóirí a d'úsáid siad. Más fíor, ba cheart go gciallódh sé seo go bhféadfaimis ciorcad amháin a thógáil agus é a athfhriotal chun an ceann eile a mheaitseáil, agus na patrúin lámhaigh chéanna a bheith againn sa dá cheann. Roinnt gubbins ficsean eolaíochta ceart ann. Ciallaíonn mé, samhlaigh an bhféadfaimis é sin a dhéanamh.

Is féidir linn. Seo go díreach a rinne S&K.

Chun tús a chur leis, shimpligh siad a dtasc tríd an péire céanna néaróin a bhacadh arís, agus an ciorcad a thabhairt síos go dtí ceithre néarón sa dá speiceas. Arís, fuair siad pléasctha mall, mícheart i gceann amháin; agus sod go léir sa cheann eile. Ní raibh difriúil ach dhá nasc sa chiorcad pléasctha mall a bhí in easnamh sa chiorcad sod-all. Mar sin rinne siad na naisc sin iad féin - rinne siad synapses saorga. Thaifead siad ón bhfoinse néaróin, chlaochlaigh siad aschur néaróin isteach sa tsraith luaineachtaí beaga tuartha ba cheart dó a chur faoi deara i néarón ag an gceann eile; agus instealladh an comhartha a bhí mar thoradh air mar ionchur leictreach sa sprioc-néarón. Voila, synapse saorga. Sruthlaigh agus déan arís don dá nasc atá in easnamh.

Agus féach, thosaigh an ciorcad sod-all mall, pléasctha mícheart ar na bealaí céanna sna néaróin chéanna go léir. D'iompaigh siad néarchóras ainmhí amháin ina néarchóras ainmhí difriúil.

Is é an fhuaim whining ard-claonta sin a chloiseann tú ná néareolaí mamaigh go ciúin ag éad le éad. Carraig na seilide mara (© cosaint PhD Angela Bruno):

Agus bhí an oiread sin níos mó ag 2017. Faoi dheireadh d’éirigh le Rafael Yuste GACH CEANN a thaifeadadh (bhuel, thaifead Christopher Dupre na néaróin go léir). Foilsíodh an probe Neuropixels atá ag athrú cluiche, a rianaíodh in athbhreithniú na bliana seo caite. Chuir Elsayed agus Cunningham an cheist awkward: tá a fhios agat na rudaí spreagúla sin go léir a choinnímid ag teacht orthu i ndaonraí móra néaróin - tá a fhios agat, na páipéir Dúlra sin - cad a tharlaíonn mura bhfuil iontu ach déantáin de go leor néaróin aonair a chur le tiúnadh an-dull agus níl baint ar bith aige le anlann speisialta an “daonra” ar chor ar bith? Thug siad dornán bealaí dúinn le tástáil; agus fuair sé amach go raibh roinnt anlann speisialta ann tar éis an tsaoil. Phew. Rinneamar ceiliúradh ar chomóradh 200 bliain ar “Aiste ar an bPairilis Shaking”, an conradh le James Parkinson a sheol an staidéar córasach ar neamhoird néareolaíocha. Agus bhí an nochtadh againn go bhfuil “laghdú tagtha ar inléiteacht na bpáipéar eolaíochta le cúpla scór bliain anuas” - na húdair in easnamh íoróin na habairte seo. Sea, tá na focail a úsáidtear i bpáipéir eolaíochta níos casta le himeacht ama. Agus an ciontóir is measa? Géineolaíocht. Ach bhí a fhios againn é sin cheana.

Rud amháin nach dtuigimid eolaithe b’fhéidir ná - má tá aird á tabhairt agat - go gcloiseann tú dea-scéal an t-am ar fad. Dul chun cinn inár dtuiscint ar an domhan nádúrtha; de mhiondealuithe teicneolaíochta; de iontais leighis. Agus, sna hamanna idiotacha seo den náisiúnachas briste, cloisimid faoi thíortha ag obair le chéile, faoi chomhoibriú a sháraíonn na difríochtaí go léir.

Shroich ITER an marc leath bealaigh. Le comhleá núicléach b’fhéidir gurb é an t-aon réiteach buan inmharthana ar ár ngéarchéimeanna comhuaineacha carbóin agus fuinnimh, agus ITER an t-aon iarracht ar an mbord é a chur ag obair ar bhonn tráchtála go luath amach anseo, ní féidir ach a bheith iontach ar ais. Agus mar chomhoibriú idir 35 tír nach n-éiríonn go maith leo go stairiúil (lena n-áirítear na SA, an Rúis, an tSín ar thaobh amháin, agus an tSín, an tSeapáin, agus an Chóiré ar an taobh eile), tugtar le fios freisin gur féidir linn fós tarraingt le chéile.

Níos fearr fós, osclaíodh synchrotron nua i mbliana. Go hiontach, tá tú ag smaoineamh, foinse eile solais ard-déine chun breathnú ar chriostail. Whoop-de-doop. Ah, ach is é an ceann seo an t-aon synchrontron sa Mheánoirthear. Bunaithe san Iordáin, ach tógtha le comhoibriú idir an Iaráin, an Iordáin, an Éigipt, Iosrael, agus an Phalaistín. Ligfidh mé duit dul ar ais agus an liosta tíortha sin a léamh arís. Eolaíocht arís ag dul thar choimhlint agus polaitíocht.

Ó, agus thug siad air: Synchrotron-light for Experimental Science and Applications sa Mheánoirthear. Sea, is é an t-acrainm oifigiúil: SESAME. Agus an tionscadal maoinithe oifigiúil? SESAME Oscailte. Le gáire. Táimid ag dul a bheith ceart go leor.

Ag iarraidh níos mó? Lean muid ag The Spike

Twitter: @markdhumphries