Φίλοι του Τ.Μ.Θ.

  • Μεγαλύτερο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Προκαθορισμένο μέγεθος γραμματοσειράς
  • Μικρότερο μέγεθος γραμματοσειράς

ΑΡΧΗ | Αποθήκευση όλων των δημοσιευμένων άρθρων | Τα πολλά πρόσωπα του χρόνου (4)

Τα πολλά πρόσωπα του χρόνου (4)

E-mail Εκτύπωση PDF
Όλα όσα θα θέλατε να ξέρετε για τον χρόνο σε ένα μεγάλο αφιέρωμα

Μετάφραση κειμένων: Θεοδώρα Τσώλη, Λαλίνα Φαφούτη, RSS

Συνεχίζεται η τμηματική παρουσίαση των άρθρων από το μεγάλο αφιέρωμα που δημοσιεύθηκε στην εφημερίδα ΤΟ ΒΗΜΑ στις 31/12/2011.

ΠΩΣ ΓΕΝΝΗΘΗΚΕ Ο ΧΡΟΝΟΣ Του Stuart Clark
ΤΟ ΒΕΛΟΣ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ της Amanda Gefter
ΘΑ ΤΑΞΙΔΕΨΟΥΜΕ ΣΤΟΝ ΧΡΟΝΟ; του Μarcus Chown
ΤΟ ΑΚΡΙΒΕΣΤΕΡΟ ΡΟΛΟΪ ΣΤΟΝ ΚΟΣΜΟ του Richard Webb
Ο ΜΕΤΡΟΝΟΜΟΣ ΤΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ της Linda Geddes

ΧΡΟΝΟΥ ΑΙΣΘΗΣΗ της Linda Geddes
Η ΦΥΛΗ ΧΩΡΙΣ ΧΡΟΝΟ του Chris Sinha
ΖΩΗ ΣΤΑ ΟΡΙΑ ΤΟΥ ΧΘΕΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΣΗΜΕΡΑ της Sally Adee
ΑΝΑΚΑΛΥΠΤΟΝΤΑΣ ΤΗΝ ΗΛΙΚΙΑ ΤΩΝ ΠΑΝΤΩΝ του Richard Webb
ΠΟΤΕ ΓΕΡΝΑΜΕ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΟ;
ΘΑ ΤΕΛΕΙΩΣΕΙ Ο ΧΡΟΝΟΣ; Tου Stephen Battersby


 

ΤΟ ΑΚΡΙΒΕΣΤΕΡΟ ΡΟΛΟΪ ΣΤΟΝ ΚΟΣΜΟ
του Richard Webb


Από το 1955, όταν ο Λούις Εσεν και ο Τζακ Πάρι του Εθνικού Φυσικού Εργαστηρίου (NPL) της Βρετανίας στο Τέντινγκτον παρουσίασαν το πρώτο ατομικό ρολόι - το οποίο μετρούσε τον χρόνο με ακρίβεια 0,0001 δευτερολέπτων την ημέρα -, μεταγενέστερα ρολόγια, ακριβέστερα κατά ακόμη μικρότερα κλάσματα του δευτερολέπτου, έχουν φέρει τον κόσμο σε καλύτερο συγχρονισμό. Σήμερα το δευτερόλεπτο ορίζεται με έναν αριθμό - 9.192.631.770, για να είμαστε ακριβείς - ατομικών μεταπτώσεων στο καίσιο.

Το ρεκόρ του ακριβέστερου ρολογιού εναλλάσσεται από καιρού εις καιρόν ανάμεσα σε διάφορα εθνικά μετρολογικά εργαστήρια, από τον περασμένο Αύγουστο όμως έχει επανέλθει στο NPL. Το ρολόι του βρετανικού εργαστηρίου, το NPL-CsF2, λειτουργεί ωθώντας έναν πίδακα ατόμων καισίου προς τα επάνω και μετρώντας τις μεταπτώσεις τους καθώς ανεβοκατεβαίνουν για να αντισταθμίσουν την επίδραση της βαρύτητας. Αν «χτυπούσε» από την εποχή της εξαφάνισης των δεινοσαύρων, πριν από 65 εκατομμύρια χρόνια, θα «έχανε» μόλις περίπου μισό δευτερόλεπτο.

Μια νέα γενιά συσκευών, όπως το ρολόι ιόντων στροντίου του NPL, θεωρείται ακόμη ακριβέστερη. Εν τω μεταξύ ένα ρολόι ιόντων αλουμινίου στο Εθνικό Ινστιτούτο Μέτρων και Τεχνολογίας των Ηνωμένων Πολιτειών στο Μπόλντερ του Κολοράντο θα ήταν εκτός συγχρονισμού μόνο κατά 4 δευτερόλεπτα αν λειτουργούσε από την εποχή της Μεγάλης Έκρηξης.


Ο ΜΕΤΡΟΝΟΜΟΣ ΤΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ

της Linda Geddes


Στο Λύκειο Monkseaton στο Τάινσαϊντ της Βρετανίας έχει καταγραφεί πολύ μεγάλη πρόοδος το τελευταίο έτος. Οι απουσίες έχουν μειωθεί, η προσέλευση των μαθητών γίνεται στην ώρα της και τα αποτελέσματα στις εξετάσεις έχουν φθάσει στο ζενίθ. Ο διευθυντής του σχολείου Πολ Κέλεϊ δεν μπορεί να αποδώσει αυτές τις επιτυχίες στον καλύτερο τρόπο διδασκαλίας ή στην επιβολή αυστηρότερης πειθαρχίας. Απλώς αποφάσισε να ανοίγει το σχολείο στις 10 π.μ. αντί για τις 9 π.μ.

Εφηβοι-κουκουβάγιες

Η αλλαγή αυτή έγινε προκειμένου να συγχρονιστεί η σχολική ημέρα με το βιολογικό ρολόι των μαθητών. Οι έφηβοι είναι γνωστό ότι μοιάζουν με «κουκουβάγιες», προτιμώντας να μένουν ξύπνιοι ως τις πρώτες πρωινές ώρες και να κοιμούνται ως το μεσημέρι. Αυτό δεν αποτελεί αποκλειστικώς δικό τους σφάλμα: η φυσική καθυστέρηση στην έκκριση της ορμόνης μελατονίνης μεταφέρει τους «δείκτες» του βιολογικού τους ρολογιού αρκετές ώρες πίσω. Το σχολείο Monkseaton ευθυγραμμίζοντας τη σχολική ημέρα με αυτούς τους βιολογικούς ρυθμούς αποφεύγει το να διδάσκονται οι έφηβοι τα μαθήματά τους όταν ο εγκέφαλός τους μισοκοιμάται.

Στον σύγχρονο κόσμο οι ζωές μας υπαγορεύονται σε μεγάλο βαθμό από τον χρόνο. Ακόμη όμως και χωρίς ρολόγια, προγράμματα και ημερολόγια, το σώμα μας ακολουθεί τον χτύπο του εσωτερικού ρολογιού μας, που δεν είναι άλλο από τους κιρκαδικούς ρυθμούς. Κατά τη διάρκεια του 24ωρου βιώνουμε κύκλους φυσικών και νοητικών αλλαγών, οι οποίες πιστεύεται ότι προετοιμάζουν τον εγκέφαλο και το σώμα μας ώστε να αντεπεξέρχονται στα διαφορετικά καθήκοντα που έχουμε να φέρουμε εις πέρας σε διαφορετικές ώρες μέσα στην ημέρα.

Δεν είμαστε ίδιοι πρωί και βράδυ...

Ο πιο εμφανής από αυτούς τους κύκλους είναι εκείνος του ύπνου και του ξύπνου, υπάρχουν όμως και πολλοί άλλοι. Οι κιρκαδικοί ρυθμοί επηρεάζουν τα πάντα· από το πώς αποδίδουμε σε φυσικά και πνευματικά καθήκοντα ως το σε ποιες ώρες της ημέρας είναι πιο αποτελεσματικά τα φάρμακα. «Δεν είμαστε ο ίδιος οργανισμός το μεσημέρι και τα μεσάνυχτα» λέει ο Ράσελ Φόστερ, που μελετά τους κιρκαδικούς ρυθμούς στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.

Ο κύριος «διακόπτης» των κιρκαδικών ρυθμών είναι ένα μικροσκοπικό τμήμα εγκεφαλικού ιστού που ονομάζεται υπερχιασματικός πυρήνας (SCN) και βρίσκεται λίγο επάνω από τα οπτικά νεύρα. Αυτό το βιολογικό ρολόι συλλέγει πληροφορίες σχετικά με το φως από τον αμφιβληστροειδή χιτώνα του ματιού και τις αναμεταδίδει στο υπόλοιπο σώμα μέσω νευρικών παλμών και ορμονών.

Μεταξύ αυτών είναι η ορμόνη του ύπνου μελατονίνη και το «αντίπαλον» δέος της, η ορεξίνη. Ο SCN επιβάλλει επίσης τους ρυθμούς του στη λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος, στην πέψη, στην κυτταρική διαίρεση, στη θερμοκρασία του σώματος κ.ά. Το μοτίβο της δραστηριότητάς του επαναπροσδιορίζεται κάθε ημέρα από το φως, γεγονός που επηρεάζει την έκφραση «γονιδίων-ρολογιών» των οποίων η δραστηριότητα ακολουθεί έναν 24ωρο κύκλο.

Ο SCN δεν είναι όμως η αρχή και το τέλος του βιολογικού μας ρολογιού. Πολλά από τα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος περιέχουν δικά τους εσωτερικά ρολόγια τα οποία φθάνουν στο ζενίθ και στο ναδίρ της λειτουργίας τους μέσα στην ημέρα. Για παράδειγμα, κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος που προκαλούν φλεγμονές και ονομάζονται σιτευτικά είναι πιο δραστήρια νωρίς το πρωί, γεγονός που ίσως εξηγεί για ποιον λόγο διαταραχές του ανοσοποιητικού συστήματος όπως το άσθμα εκδηλώνονται με εντονότερα συμπτώματα κατά τις πρωινές ώρες. Και τα δερματικά κύτταρα φαίνεται να έχουν κιρκαδικούς ρυθμούς καθώς πολλαπλασιάζονται τη νύχτα και παράγουν περισσότερα έλαια κατά τη διάρκεια της ημέρας, ενώ το ίδιο φαίνεται να συμβαίνει και με τα κύτταρα του στομάχου που εκκρίνουν την ορμόνη της πείνας γκρελίνη.

Ο μαέστρος του οργανισμού

Αυτά τα επί μέρους εσωτερικά ρολόγια δεν είναι πλήρως ανεξάρτητα από το «μεγάλο ρολόι» του οργανισμού. Ο SCN μοιάζει σαν τον διευθυντή μιας ορχήστρας, παράγοντας ένα σήμα το οποίο καθοδηγεί το... παίξιμο των μουσικών. «Εάν κάποιος πυροβολήσει τον μαέστρο, τα μέλη της ορχήστρας θα συνεχίσουν να παίζουν, ωστόσο το καθένα με τον δικό του ρυθμό με αποτέλεσμα να χαθεί η αρμονία του συνόλου» αναφέρει ο Φόστερ. Άτομα των οποίων ο SCN σταματά να λειτουργεί εξαιτίας τραυματισμού ή ασθένειας χάνουν τον τακτικό 24ωρο κύκλο τους.

Δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι τόσο η φυσική όσο και η νοητική μας κατάσταση εμφανίζουν μεγάλες διακυμάνσεις ανάλογα με την ώρα της ημέρας. Για παράδειγμα, η θερμοκρασία του πυρήνα του σώματος είναι στο χαμηλότερο σημείο της γύρω στις 4.30 π.μ., αυξάνεται κατά τη διάρκεια της ημέρας και φθάνει στο ανώτατο σημείο της γύρω στις 7 μ.μ. Και τα επίπεδα της αδρεναλίνης αυξομειώνονται κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Οι αλλαγές αυτές επιδρούν στο πώς αποδίδουμε σε διαφορετικά καθημερινά καθήκοντα. «Υπάρχουν αρκετά στοιχεία που μαρτυρούν ότι οι κιρκαδικοί ρυθμοί ορίζουν πολλές πτυχές των ανθρώπινων επιδόσεων, συμπεριλαμβανομένων των αθλητικών» αναφέρει ο Τζιμ Γουότερχαους από το Πανεπιστήμιο Liverpool John Moores στη Βρετανία. Καθώς η θερμοκρασία του σώματος και τα επίπεδα της αδρεναλίνης ανεβαίνουν το απόγευμα, οι φυσικές επιδόσεις τείνουν να βελτιώνονται. Την ίδια στιγμή όμως η ικανότητα να φέρνουμε εις πέρας πολύπλοκες πνευματικές «αποστολές», όπως η λήψη δύσκολων αποφάσεων, μειώνεται όσο περνούν οι ώρες της ημέρας.

Δεν ακολουθούν όμως όλοι οι άνθρωποι το ίδιο μοτίβο. Ορισμένοι είναι πρωινοί τύποι, που σημαίνει ότι προτιμούν να ξυπνούν νωρίς και να κοιμούνται επίσης νωρίς το βράδυ, ενώ άλλοι είναι βραδινοί τύποι, δυσκολεύονται δηλαδή να λειτουργήσουν το πρωί, αλλά «μεγαλουργούν» τη νύχτα. Αυτοί οι «χρονότυποι» προσδιορίζονται σε μεγάλο βαθμό από τα γονίδια, ενώ το μεγαλύτερο μέρος του πληθυσμού βρίσκεται κάπου ανάμεσα στις δύο κατηγορίες.

Στο απώτατο άκρο αυτού του φάσματος υπάρχουν κάποια άτομα με μια σπάνια αλλά θεραπεύσιμη διαταραχή που ονομάζεται οικογενές σύνδρομο προηγμένης φάσης ύπνου (familial advanced sleep-phase syndrome, FASPS). Τα συγκεκριμένα άτομα ξυπνούν τις πρώτες πρωινές ώρες και κοιμούνται πολύ νωρίς το βράδυ. Γνωρίζουμε πλέον ότι το σύνδρομο FASPS προκαλείται από μία και μόνο μετάλλαξη σε ένα γονίδιο που ονομάζεται ΡΕR2 και το οποίο είναι ένα από τα «χρονογονίδια» που είναι υπεύθυνα για το «κούρδισμα» του SCN.

Μπορούμε να κουρδιστούμε;

Μπορεί επίσης κάποιος να... βάλει μπροστά το ρολόι τού οργανισμού του μέσω της έκθεσης σε έντονο φως νωρίς το πρωί, αν και πρώιμα ερευνητικά στοιχεία μαρτυρούν ότι το βιολογικό ρολόι κάποιων ανθρώπων αντιστέκεται περισσότερο στο «κούρδισμα» σε σύγκριση με άλλους, αναφέρει ο Στίβεν Μπράουν του Πανεπιστημίου της Ζυρίχης στην Ελβετία. Αυτό μπορεί να εξηγήσει γιατί κάποιοι άνθρωποι είναι πιο επιρρεπείς στο τζετ λαγκ και τους είναι πιο δύσκολο να προσαρμοστούν στην εργασία σε βάρδιες σε σύγκριση με άλλους.

Και η ηλικία μπορεί να προκαλέσει βαθιές αλλαγές στο βιολογικό ρολόι. Τα πιο ηλικιωμένα άτομα συνηθίζουν να κοιμούνται λιγότερο και να ξυπνούν νωρίτερα. Ο Μπράουν και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν μάλιστα πρόσφατα έναν παράγοντα στο αίμα ηλικιωμένων ατόμων ο οποίος παρεμβαίνει στους κιρκαδικούς ρυθμούς των δερματικών κυττάρων κάνοντας τα κύτταρα να «ξυπνούν» νωρίτερα, όπως αναφέρουν σε δημοσίευσή τους που έγινε στην επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences».

Αυτή η ανακάλυψη μαρτυρεί ότι είναι ίσως πιθανόν να αναπτύξουμε φάρμακα που θα μετατρέπουν τις «κουκουβάγιες» σε «πετεινούς» και το αντίστροφο. «Κάτι τέτοιο θα ήταν χρήσιμο όχι μόνο για τα γηραιότερα άτομα, αλλά και για εκείνους που εργάζονται σε βάρδιες καθώς και για όσους πάσχουν από σύνδρομα ύπνου» σημειώνει ο Μπράουν. Ακόμη και αν αυτό συμβεί μην ελπίζετε πάντως ότι οι νυσταγμένοι έφηβοι θα αποκτήσουν κάποια ημέρα μάτι-«γαρίδα» στις 9 το πρωί.

ΠΗΓΗ:New Scientist, ΕΦΗΜΕΡΙΔΑ ΤΟ ΒΗΜΑ - ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΗ: 31/12/2011

Τελευταία Ενημέρωση στις Κυριακή, 04 Μάρτιος 2012 18:22  

ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ

ΜΕΓΑΛΕΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΕΙΣ

1900

Κατασκευάζεται το πρώτο πηδαλιουχούμενο αερόστατο γνωστό και ως ζέππελιν.

Μαθητικο Συνεδριο Πληροφορικης

ΑΦΙΕΡΩΜΑ ΕΡΤ Συνεδρίο

This page require Adobe Flash 9.0 (or higher) plug in.

SPOT Τεχνικού Μουσείου

This page require Adobe Flash 9.0 (or higher) plug in.