Gdzie w mózgu mieszkają Bóg i świadomość, jak mrówki przedłużają sobie życie? – #050

Arkadiusz 00:00

Gdzie w mózgu znajduje się "miejsce Boga", a gdzie zamieszkuje świadomość? Jak mrówki przedłużają sobie życie o 500% i z czego składa się wysypisko śmieci na oceanie? Arkadiusz Polak, dzień dobry, to już pięćdziesiąty odcinek podkastu Naukowo i z tej okazji chciałbym Wam serdecznie podziękować, po prostu za to, że mnie słuchacie, stale rosnąca publiczność bardzo motywuje mnie do kontynuowania podkastu i zwiększania starań, aby był jeszcze lepszy i bardziej atrakcyjny. Szczególne podziękowania dla moich wiernych Patronek: Ewy i Ilony, jeśli chcecie do nich dołączyć wspierając mnie dobrowolną wpłatą to najłatwiej można to zrobić za pośrednictwem serwisu Patronite pod adresem patronite.pl/naukowo. Miło mi też poinformować, że podkast Naukowo otrzymał wyróżnienie na Międzynarodowym Festiwalu Cyfrowego Podcastingu "Play it by ear", organizowanym przez "Куншт", którego misją także jest szersze udostępnianie nauki. W festiwalu brali udział twórcy z Ukrainy, Węgier, Polski, Słowacji i Czech, a cykl wykładów, warsztatów i prelekcji zakończono konkursem, w którym podkast Naukowo zdobył jedno z trzech wyróżnień. Więcej informacji o tym wydarzeniu znajdziecie w linkach w opisie tego odcinka, a ja bardzo cieszę się, że profesjonalni twórcy i dziennikarze dostrzegli potencjał podkastu w popularyzacji nauki i docenili zarówno tematy jakie prezentuję w audycji, ale też strategię i budowaną markę podkastu. To naprawdę dało mi pozytywnego kopa, mobilizację do działania, a sam festiwal był źródłem wiedzy i inspiracji, które mam zamiar wykorzystać w kolejnych odcinkach podkastu - raz jeszcze dziękuje organizatorom i uczestnikom za to tak cenne dla początkującego podkastera doświadczenie. Ale dość już chwalenia się, zapraszam na pięćdziesiąty odcinek podkastu Naukowo!

Arkadiusz 01:48

Religia odgrywa ważną rolę w życiu wielu ludzi kształtując ich myśli, postrzeganie świata i zachowanie. Szacuje się, że 85% ludzi na świecie identyfikuje się z którąś z religii, choć są to tylko szacunki. Określenie tych liczb jest niezmiernie trudne, podobnie jak ilości religii funkcjonujących na świecie, popularne liczby mówiące o około 4000 są mocno dyskusyjne, bo liczą też religie wymarłe i biorą pod uwagę odłamy grup religijnych. Można się za to zgodzić z bardzo ogólnymi założeniami każdej religii - mówi ona o tym jak wyznawcy postępować powinni za życia i co się stanie z nimi po śmierci. Szacuje się, że najpopularniejszą religią na świecie jest chrześcijaństwo praktykowane przez ponad 2 miliardy 300 milionów ludzi na świecie, choć w 2050 roku ma zostać prześcignięte przez islam, wyznawany dziś przez niemal 2 miliardy ludzi. Trzecie miejsce na religijnym podium zajmuje hinduizm z nieco ponad miliardem wyznawców, kolejne są buddyzm i religie etniczne oraz rdzenne. Ale gdyby w rankingu najpopularniejszych religii uwzględniano ateistów lub ludzi po prostu bezwyznaniowych to ta grupa byłaby na trzeciej pozycji - jest ich ponad miliard nieco więcej niż hinduistów. Chiny, Estonia, Czechy i Japonia - w krajach tych ponad 3/4 ludzkości nie praktykuje żadnej religii. Poczucie religijności czy duchowości gdzieś jednak powstaje, do tej pory nauka nie potrafiła rozstrzygnąć, które miejsce w mózgu i czy w ogóle jakieś za to odpowiada. Nowe badanie grupy bostońskich naukowców pod przewodnictwem dr Michaela Fergusona wydaje się identyfikować rejon mózgu, który pośredniczy w tym aspekcie ludzkiej osobowości. W badaniu analizowano 88 pacjentów przed i po operacjach usunięcia guza mózgu, wcześniejsze badania wskazywały bowiem, że osoby z uszkodzeniami mózgu, epilepsją lub chorobami takimi jak schizofrenia wskazują na doświadczenia religijne lub duchowe na przykład halucynacje czy urojenia. Trzeba tu jednak wyraźnie zaznaczyć, że nie oznacza to, że religijność jest u zdrowych osób w jakikolwiek sposób nienormalna, badanie to tylko identyfikuje obwód w mózgu, który umożliwia nam doświadczenia religijne i duchowe. A jest nim istota szara okołowodociągowa znajdująca się w środkowej części mózgu i pełniąca bardzo ważne funkcje. Przede wszystkim odpowiada za tłumienie bólu poprzez wyzwalanie endogennych opioidów, czyli własnych środków przeciwbólowych mózgu. Ta cześć mózgu odpowiada też za zachowania związane z reakcja na strach oraz reguluje niektóre funkcje autonomiczne takie jak rytm serca. Jest to nieco zaskakujące, gdyż badacze spodziewali się raczej, że tak zwane "miejsce Boga" w mózgu będzie się znajdować raczej w tych częściach, które odpowiadają za myślenie abstrakcyjne czy funkcje poznawcze. Odkrycie, że obwód duchowości znajduje się w części mózgu znanych z pośredniczenia w hamowaniu bólu prowadzić może do ciekawych hipotez, że duchowość może pomagać w leczeniu bólu fizycznego czy psychicznego. A może to być zgodne z relacjami wielu wierzących osób, które wprost mówią, że to wiara, duchowość i poczucie religijności pomaga im w chorobie i obniża poziom stresu. Inne badania przeprowadzone wśród kobiet z rakiem piersi wskazują, że pozytywne przekonania duchowe są związane z bardziej prawidłowym poziomem kortyzolu, biomarkera powszechnie związanego ze stresem. A przewlekły stres u kobiet, które przeżyły raka piersi, był powiązany ze zwiększonym stanem zapalnym i ryzykiem ponownego wystąpienia raka. Badania nad religijnością i jej wpływem na organizm człowieka są trudne i delikatne, dotykając bardzo osobistych aspektów ludzkiego życia. Niemniej warto je prowadzić, nie powinno się wzbraniać przed badaniem duchowości przy użyciu nowoczesnych technologii i metod naukowych. A potencjalne korzyści kliniczne wpływu duchowości choćby na psychoterapię, choć na razie mgliste i odległe, na pewno są ciekawym obiektem przyszłych badań.

Arkadiusz 05:48

Szacuje się, że każdego roku do oceanów trafia od miliona do niemal 2,5 miliona ton plastiku z czego ponad połowa nigdy nie zatonie, a będzie się unosić na powierzchni wody, podążając wraz z prądami morskimi, które zbiegają się w wirach i są cegiełkami budującymi wielkie pacyficzne plamy śmieci. Tworzywa sztuczne, które tam trafiają nie płyną dalej, zostają tam do czasu, aż słońce i fale nie rozłożą ich na mikroplastik, o którego szkodliwości opowiadałem już w podkaście niejednokrotnie na przykład w odcinku czwartym zapraszam do odsłuchania. I zapewne będę poruszać jeszcze ten temat niejeden raz, gdyż coraz więcej tworzyw sztucznych jest produkowanych i wyrzucanych, budując takie oceaniczne plamy śmieci. Które są olbrzymie, ta nazwana Wielką Pacyficzną Plamą Śmieci ma powierzchnię 1,6 miliona kilometrów kwadratowych, to obszar trzykrotnie większy od Francji. Do tego to morskie wysypisko plastiku ciągle jest w ruchu wykazując sezonowe przesunięcia czy zmiany wielkości. W momencie, gdy badacze określali jej wielkość masę plastiku budującego tę plamę oszacowano na 80000 ton, to tyle ile waży 500 samolotów pasażerskich, a ilość kawałków plastiku szacuje się na 1,8 biliona, to tak jakby każdy człowiek na świecie wrzucił tam 250 kawałków plastiku. A trzeba brać pod uwagę, że są to uśrednione szacunki, które mówią też, że większość z plastikowych śmieci to kawałki większe niż pół centymetra. Opakowania, skrzynki po napojach, tubki, sieci, masa niezidentyfikowanych plastikowych odpadów, wymieniać by można jeszcze długo, a te wszystkie odpadu zgromadzone w oceanicznej plamie to zaledwie ułamek tego co trafia na całym świecie do oceanów. Skąd pochodzą te wszystkie śmieci? Badając takie skupiska często brakuje informacji na temat źródeł i pochodzenia śmieci, ponieważ większość odpadów zgłaszanych przez ekspedycje badawcze to małe fragmenty i włókna zebrane za pomocą sieci z powierzchni. Jednakże twarde tworzywa sztuczne o wymiarach powyżej 5 cm mogą czasami zawierać wskazówki, które pozwalają określić ich wiek, a także źródło i pochodzenie geograficzne. W nowym badaniu postanowiono przyjrzeć się bliżej śmieciom, które zostały wyłowione w 2019 roku przez holenderską organizację The Ocean Cleanup z wielkiej plamy na Pacyfiku podczas testów technologii odzyskiwania pływających plastikowych śmieci. 547 kilogramów twardych tworzyw zostało poddane analizie, która skupiała się na kraju pochodzenia odpadków, a wyniki poddano odpowiednim modelom komputerowym uwzględniającym czynniki dzięki którym śmieci się przemieszczają. Pochodzenie przypisywano na podstawie napisów na odpadkach, ale tylko wtedy, gdy językiem tym posługiwano się w jednym kraju - angielski i hiszpański zostały wykluczone jako języki uniwersalne. Pochodzenie plastiku można było również ustalić na podstawie logo lub nazwy firmy. Najczęściej występującymi obiektami z tworzyw sztucznych były te niezidentyfikowane. 26% wszystkich przedmiotów to narzędzia połowowe i akwakultury, takie jak skrzynki na ryby, rozpórki na ostrygi i pułapki na węgorze. Przedmioty z tworzyw sztucznych powiązane z żywnością i napojami stanowiły 13% wszystkich obiektów i składały się głównie z nakrętek i pokrywek od butelek. 14% ilości śmieci to artykuły gospodarstwa domowego: beczki, kosze i pojemniki. Na 201 przedmiotach rozpoznano języki, najczęściej były to chiński, japoński, angielski i koreański. Z kolei na 232 plastikowych kawałkach możliwe było zidentyfikowanie pochodzenia na podstawie dowodów takich jak język, tekst, nazwa firmy lub marka. Zdołano także częściowo ustalić także daty produkcji przedmiotów, niemal połowa z odczytanych dat określała produkt wytworzony w XX wieku, natomiast najstarszym zidentyfikowanym obiektem była boja datowana na 1966 rok. Wyniki tej analizy wskazują, że do powstania Wielkiej Pacyficznej Plamy Śmieci przyczyniło się głównie pięć krajów, przy czym większość zidentyfikowanych odpadków pochodziła z Japonii, Chin, Korei Południowej, USA i Tajwanu. Te pięć krajów nie zostało jednak uznane za głównych sprawców lądowych emisji tworzyw sztucznych do oceanu, ale zamiast tego zostały one zidentyfikowane jako główne kraje prowadzące połowy na Północnym Pacyfiku. Stało się tak, ponieważ do wirów podzwrotnikowych częściej docierają plastiki emitowane przez rybołówstwo w porównaniu do pływających szczątków plastikowych pochodzących ze źródeł lądowych. Tworzywa sztuczne pochodzące z lądu są głównie zatrzymywane w obszarach przybrzeżnych, a do plamy śmieci są transportowane później, gdy rozpadną się na kawałki mniejsze niż 5 cm, co uniemożliwia ich identyfikację. Badanie pokazuje złożoność problemu oceanicznych wysypisk plastiku, wskazuje rybołówstwo jako ważne źródło takich śmieci. Gdyby zintensyfikowano działania i współpracę między krajami korzystając z wyników takich badań, byłaby większa szansa na zatrzymanie potoku plastiku trafiającego co roku do oceanów. Niestety, póki co produkcja plastiku i ilość odpadów stale rosną podobnie jak Wielka Pacyficzna Plama Śmieci.

Arkadiusz 11:01

A co powiecie na wzrost długości życia o 500%? Oczywiście, że nie jest to możliwe w przypadku ludzi, ale są zwierzęta, u których zachodzą takie mechanizmy, a co jeszcze ciekawsze są to mechanizmy odwracalne i mogące działać tymczasowo. Harpegnathos saltator, piękna łacińska nazwa określa gatunek czerwonych mrówek występujący w Indiach i Sri Lance, które charakteryzują się specyficznymi stosunkami społecznymi. Podobnie jak u innych gatunków na czele kolonii stoi królowa, ale nawet ona musi kiedyś umrzeć. I wówczas w kolonii zaczynają się brutalne walki między robotnicami o królewskie miejsce. Nagrodą jest nie tylko możliwość składania jaj, ale także wydłużenie życia o około 500%, a naukowcy ustalili, w jaki sposób te zastępcze królowe spowalniają swoje starzenie. Aby produkować jaja pseudo-królowe muszą pochłaniać ogromne ilości jedzenia, a przez to muszą mieć bardzo dużo insuliny w organizmie, która pomaga kierować cukier z układu krążenia do komórek, gdzie wykorzystywany jest jako paliwo. I tu pojawia się haczyk, ponieważ insulina uruchamia kilka molekularnych reakcji łańcuchowych, z których niektóre powiązane są ze starzeniem się i chorobami związanymi z wiekiem. Ale skoro tak, to mrówka obejmująca posadę królowej, produkując więcej insuliny na potrzeby swojego obżarstwa powinna starzeć się szybciej niż robotnice. A w rzeczywistości średnia długości życia typowej mrówki robotnicy wynosi prawie osiem miesięcy, podczas gdy pseudo-królowe mogą żyć przez około trzy lata i trzy miesiące. Mało tego, gdy taką pseudo-królową wyciągnie się z jej kolonii i przeniesie do kolonii z ustaloną władczynią to powróci do bycia normalną robotnicą ze standardową długością życia. Zespół badawczy pobrał mrówcze tkanki skupiając się na tych zaangażowanych w metabolizm i reprodukcję, czyli mózg, jajniki, tłuszcz i organ, którego ludzkim odpowiednikiem jest wątroba. Dzięki technice sekwencjonowania RNA odkryto, że pseudo-królowa produkuje nie tylko więcej insuliny, ale także tłuszczu i prekursora żółtka jaj. Część z tych zasobów kierowana była do jajników, a część na wytwarzanie feromonu, który wydzielają tylko królowe i pseudo-królowe. Gdy zaczynają one wytwarzać więcej insuliny ich mózgi zmniejszają się, ale powiększają się jajniki - logiczne, gdy trzeba produkować potomków całej kolonii. W tym samym czasie jajniki wytwarzają Imp-L2, białko, które przeciwdziała niektórym, pogłębiającym starzenie się, efektom insuliny, blokując ścieżki związane ze starzeniem się całego organizmu. Kolejne badania przeniosą się z mrówek na muszki owocowe, a w przyszłości także na ssaki, ale ciężko przewidzieć czy ten mechanizm będzie miał zastosowanie u innych zwierząt czy też pozostanie specyficzną cechą długowiecznych królowych mrówek.

Arkadiusz 13:53

Jedną z największych zagadek nauki jest to, gdzie w naszych, ludzkich mózgach znajduje się świadomość. Odkrycie tego byłoby niewątpliwie ogromnym przełomem wpływającym na wiele dziedzin nauki, podobnie jak jednoznaczne ustalenie czym w ogóle jest świadomość. Próba takiego jednoznacznego zdefiniowania świadomości jest w zasadzie niemożliwa, termin ten używa się w wielu znaczeniach, różni się w zależności od języka czy kultury. Ale nauka stara się nieustannie poszukiwać mechanizmy, które są niezbędne do zaistnienia świadomego doświadczenia, nazywane są one neuronowymi korelatami świadomości. W nowym badaniu postanowiono skupić się na identyfikacji tych połączeń w mózgu, które wspierają świadome doświadczenie, nazywając je umownie "miejscami świadomości". Wcześniejsze badania wykluczyły z tej puli „miejsc świadomości” na przykład móżdżek, uszkodzenia tej części mózgu nie mają większego wpływu na świadome doświadczenia, mimo że ma on znacznie więcej neuronów niż kora mózgowa i jest gęsto połączony z resztą mózgu. Podobnie jak siatkówka, osoby niewidome nadal mogą przecież doznawać bogatych wizualnie snów. Postanowiono zatem zwrócić szczególną uwagę na te obszary mózgu, które mają pewną charakterystyczną cechę: dwukierunkowe ścieżki. Kiedy coś widzimy, słyszymy lub czujemy, nasze mózgi otrzymują informacje w postaci sygnałów zwrotnych, ale muszą również wysyłać informację w druga stronę w postaci sprzężenia zwrotnego. Nie każdy obszar mózgu potrafi to robić, a autorzy pracy postawili hipotezę, że to właśnie dwukierunkowe połączenia są cechą rozpoznawczą tych części mózgu, które za świadomość są odpowiedzialne. Sprzężenie zwrotne zanika bowiem w takich sytuacjach jak sen czy znieczulenie ogólne, wyłączając też świadome odbieranie bodźców. Badacze wyszli zatem z założenia, że jeśli zrozumiemy, które części mózgu są silnie połączone dwukierunkowo, a które słabo, to wówczas możemy dyskutować nad powiązaniami między tymi obszarami mózgu, a świadomością. Ponieważ mechanizm przetwarzania dwukierunkowego jest kluczowy nie ma znaczenia na jaki mózg patrzymy, a zatem badacze użyli myszy, aby sprawdzić swój pomysł. Posłużono się w tym celu konektomem, czyli mapą sieci połączeń w mózgu badanych myszy, aby znaleźć części z najsilniejszymi dwukierunkowymi połączeniami. I odnaleziono je, skoncentrowane głównie w korze mózgu i wzgórzu. Pokrywa się to z wcześniejszymi ustaleniami funkcji tych części mózgu, kora przetwarza między innymi informacje zmysłowe, kontroluje ruch czy funkcje językowe. Wzgórze natomiast odpowiada za wstępną ocenę bodźców zmysłowych i przesyłanie ich do kory mózgowej. Badacze sugerują, że pętla wzgórzowo-korowa, czyli obwód złożony właśnie ze wzgórza i regionów korowych jest ważna dla świadomości. Ale sprawdzili także inne regiony mózgu: śródmózgowie, rdzeń i most, czyli główne regiony tworzące pień mózgu, są słabo połączone dwukierunkowo. Mimo że pień mózgu jest bardzo ważny dla umożliwienia istnienia świadomości, nie uważa się, że przyczynia się bezpośrednio do świadomego doświadczenia. Praca ta jest kolejnym malutkim krokiem do znalezienia bardziej konkretnego powiązania mózgu i świadomości. Jest to bardzo trudne także dlatego, że to nie same połączenia anatomiczne są bezpośrednio odpowiedzialne za świadome doświadczenia, ale raczej interakcje między regionami mózgu, które wynikają z jego aktywności. Także lokalizacja dwukierunkowych interakcji zmienia się od czasu do czasu, a regiony mózgu, które pośredniczą w świadomości, również mogą się zmieniać. Odpowiedzi na ważne i niezmiernie skomplikowane pytania rzadko kiedy są wynikiem jednorazowej pracy czy eksperymentu. Częściej stanowią efekt mozolnej, długotrwałej pracy wielu badaczy i raczej ciężko spodziewać się, aby nauka szybko znalazła miejsce zamieszkania naszej świadomości w mózgu.

Arkadiusz 17:44

A dziś na koniec ciekawostka, grafika na okładce dzisiejszego odcinka została wygenerowana przez algorytmy sztucznej inteligencji Midjourney, na podstawie frazy "religijność w mózgu". W opisie odcinka znajdziecie link do strony, grafiki generować można w serwisie Discord, a niektóre z nich są naprawdę przepiękne. I to ostatni news jaki dziś dla Was przygotowałem, kolejną podkastową pięćdziesiątkę zaczynamy w najbliższą środę. Dzięki za uwagę, do usłyszenia!