Steroider för multiplikationstabellen…?

Ja, jag överdriver utan tvekan i titeln, men föremålet för dagens lilla betraktelse är icke desto mindre en i mitt tycke mycket spännande rapport, hittad i senaste utgåvan av Science:

Enhancement of Consolidated Long-Term Memory by Overexpression of Protein Kinase Mζ in the Neocortex, av

Reut Shema,
Sharon Haramati,
Shiri Ron, Shoshi Hazvi,
Alon Chen,
Todd Charlton Sacktor
Yadin Dudai;
vid Department of Neurobiology, Weizmann Institute of Science och Departments of Physiology, Pharmacology, and Neurology, The Robert F. Furchgott Center for Neural and Behavioral Science, SUNY Downstate Medical Center, Brooklyn.

Notera att för källor skriver jag här bara ut det för sådant som jag inte får direkt från rapporten ifråga, för att hålla nere längden en smula. Vill du ha referens på någon detalj är det bara att hojta till.

Vad det rör sig om är upptäckten att ett specifikt protein kallat Kinas Mζ, hädanefter benämnt PKMζ, har en klart märkbar effekt på vissa delar av däggdjurs långtidsminne. Först en kort utvikning i terminologi, är du bekant med biokemi är det bara att skippa nästa stycke:

ζ – Lilla grekiska z.
Kinas – En typ av protein, närmare bestämt ett enzym, även benämnt fosfortransferas (rätta mig gärna på svenskan), som överför fosfat-grupper från högenergetiska molekyler (det vill säga, din lunch) till specifika substrat. Ett substrat är helt enkelt benämningen på en molekyl som ett enzym verkar på.

Dudai et al inleder sin rapport med en aningen deprimerande, men ack så bekant observation – minnen störs lättare ut än de förstärks. Och medan det finns en ganska omfattande insikt i olika sätt som minneskodningen antingen kan störas i själva skapandeprocessen, eller rätt och slätt förstöras i efterhand, är vi tämligen begränsade i förmågan att uppnå det motsatta. Dudais et al framsteg är upptäckten att PKMζ tycks spela en central roll i båda riktningarna – överproduktion av enzymet resulterar i bättre långtidsminne medan underproduktion stör ut minnet. Vad jag finner särskilt intressant är att effekterna kan märkas även långt efter att minnet först formats. På det stora hela har nämligen läget hitintills varit att alla de minnesförbättrare, så att säga, som vi har tillgängliga tycks vara begränsade till att verka vid själva kodningen av minnet, medan ansikten från skoltiden förblir opåverkade.

Experimenten ifråga utfördes på råttor, djur vars hjärnfunktioner på många sätt är slående lika våra egna[1-3]. Specifikt testade man hur PKMζ är relaterat till en associativ minnestyp, i det här fallet betingad smakaversion. Det vill säga, först lär man råttan att något som ser ut eller luktar på ett visst sätt smakar vedervärdigt eller himmelskt. Därefter påverkar man förekomsten av PKMζ positivt eller negativt och ser hur råttan reagerar vid ett nytt möte med samma födoämne.

Resultaten är slående. I det närmaste verkar man kunna radera denna typ av minnen åtminstone tre månader efter att de först formades. Det hela blir inte mindre fantasieggande då man kan konstatera att detta inte tycks påverka vare sig förmågan att bilda nya minnen, eller igenkänningsminnet. Faktum är att själva träningen som sådan leder till en varaktig ökning av proteinet i hjärnan. Och så, det senaste – överproduktion av PKMζ ger en klart märkbar förbättring av minnen som formades långt innan ökningen skedde.

Varför har detta enda enzym en sådan effekt? Hur underproduktion av det stör minnet finns det åtminstone en fungerande förklaringsmodell för, men vad gäller den positiva aspekten vet vi faktiskt inte. Dudai et al föreslår själva tre olika möjligheter. Två av dessa relaterar direkt till faktiska minnesfunktioner – antingen förbättras den generella funktionen att komma åt minnen, eller så förstärks förmågan att associera specifika föremål med specifika minnen. Den tredje möjligheten man tar upp är att det i själva verket inte är minnet per sé som förbättras, utan snarare sinnesoperationerna och -motoriken. Den sista möjligheten har man dock i viss mån kunnat skjuta åt sidan genom delexperiment som testade just om de funktionerna uppvisade någon förbättring på andra sätt, vilket de inte gjorde.

Alldeles bortsett från den mer egocentrerade drömmen om att aldrig mer behöva glömma födelsedagar och bli en mästare på Trivial pursuit öppnar sådana här resultat för åtskilliga tilltalande applikationer. Förmågan att selektivt styra minnet kan vara till stor hjälp för personer som lider av post-traumatisk stress, eller motsatt, minnesförlust. I längden skulle jag kunna hoppas att dessa steg mot en djupare förståelse hur vårt eget minne fungerar kan vara till hjälp även i sammanhang som inte nödvändigtvis är direkt länkat till saker i minnet. Ponera att man på omvägar kan aktivera och så att säga friska upp minnet – hur mycket skulle inte en sådan symptomlindring kunna vara värd för de som drabbas av demens, hjärncancer och alzheimers? Framtiden får utvisa huruvida detta blir möjligt, men under tiden kan vi konstatera ännu en skåra i naturvetenskapens bälte.

—————————

[1] Functional and Comparative Genomics Fact Sheet, publicerad på hemsidan för Oak Ridge National laboratory, http://www.ornl.gov/

Artikeln återfinns (05-03-11) på http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/faq/compgen.shtml

[2] Lateralization of function in the rat brain: Basic mechanisms may be operative in humans, Stanley D. Glick and David Alan Ross,

http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6T0V-485Y8BS-45&_user=10&_coverDate=12%2F31%2F1981&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=gateway&_origin=gateway&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1665804564&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=c39a0ad4c69dbea1cfefc781f89ce2d9&searchtype=a

[3] The Organization of Networks within the Orbital and Medial Prefrontal Cortex of Rats, Monkeys and Human, D. Öngür och J.L. Price, Oxford Journals Volym 10 utg. 3

http://cercor.oxfordjournals.org/content/10/3/206.full

Orkaner – färre eller fler?

Läser man dagspressen och debattartiklar av politiker kan man lätt få uppfattningen att det finns en diskussion om huruvida klimatförändringarna orsakar orkaner, och huruvida dessas antal ökat på sistone. Vilket då skulle vara ett viktigt och relevant argument i diskussionen. Nu finns det förvisso en sådan, men att komma ut från det vetenskapliga samtalet och ge sig in i det som pågår bland journalister och politiker är som att kliva ut ur en igloo och mötas av en dromedar. Mycket av pratet har de facto sin upprinnelse i en riktig forskningsrapport [1], men den säger egentligen inte att klimatförändringar eller global uppvärmning (vilket inte är samma sak) utan tvivel ger upphov till fler orkaner. Desto viktigare, den förkrossande majoriteten av modern forskning säger med all önskvärd tydlighet inte det.

Orkaner och cykloner (geografisk distinktion) får sin kraft från havsyttemperaturen, så inom vissa gränser bildas de lättare allteftersom medeltemperaturen i haven stiger. Faktum är att om detta vore den enda styrande faktorn skulle vi mycket väl kunna vänta oss en oerhörd ökning av orkaner inom ganska kort tid – en halv grad högre medeltemperatur kan ge så mycket som en 40% ökning i antal orkaner[2]. Al Gore gick (självklart?) ut i An Inconvenient truth och insinuerade att global uppvärmning skulle vara orsaken till det ökade antalet orkaner i slutet av 90-talet och en bit in i förra decenniet. Så enkelt är det inte. Riktiga forskares resultat gör det desto mer troligt att vad vi upplevde var kulmen på en sedan länge existerande 60- 80-års cykel[3]. Eventuellt förstärkt av global uppvärmning, som vi ska se längre fram.

Men det slutar inte där. En av de andra dominerande faktorerna i bildningen av orkaner är temperaturskillnaden mellan havsytan och övre troposfären. En skillnad som sannolikt kommer minska allteftersom den globala uppvärmningen fortsätter under det kommande seklet. Utöver det medför en högre global temperatur ett fenomen kallat vindskjuvning (uttalas som skjuta-sköt-skjutit) vilket tenderar att kapa toppen av orkaner innan de ens hinner bildas[4]. Så, vi talar alltså om att global uppvärmning sammantaget antingen inte påverkar frekvensen av orkaner alls, eller att det möjligen kommer leda till färre av dem[5]. Sedan dess har vi också fått en avsevärd mängd bevis som indikerar att det de facto blir färre orkaner med global uppvärmning [4], [6],[7] ; forskning som sammanfattades helt nyligen av en expertpanel med just den slutsatsen[8]. Närmare bestämt kom de fram till att det totala antalet bildade tropiska cykloner kommer minska med ca 18%, samt att antalet som når land kommer minska med ca 30%, inom det närmaste seklet.

Tyvärr är det ändå inte så mycket skäl, skulle jag säga, att se en varmare tid an med tillförsikt. Därför att även om normala orkaner skulle få svårare att bildas kan vi vänta oss att de som ändå kommer igång blir avsevärt värre. Och sambandet mellan ökad vindstyrka och grad av naturlig förstörelselusta är inte linjär – 10% högre vindstyrka kan innebära så mycket som en 60% ökning i gjord skada[9]. Med andra ord får vi något som brukar vara väldigt svårt för många journalister och politiker – samma forskningsresultat visar att färre orkaner kommer bildas, men de som ändå spinner igång kommer bli exceptionellt starka.

Så har detta redan satt igång? Kan vi redan nu se att global uppvärmning driver en utveckling mot färre men mer destruktiva orkaner? Det finns indicier på det, i alla fall. Sedan 1970 förefaller det som om både antalet och andelen klass 4 och 5-orkaner (skalan går bara upp till 5) ökat[10],[11]. Till detta kom för fyra år sen en studie som indikerade att global uppvärmning tagit en viktigare roll i havsytans temperatur, och därmed också som katalysator för orkaner[12]. Sägas ska dock att det ännu inte går att med säkerhet skilja ut vad som är global uppvärmning och vad som är naturliga variationer som förekommit sedan tidigare; är det något som forskarna är överrens om så vågar jag säga att det är att dataserierna är för korta. Vi har helt enkelt inte varit medvetna om problematiken och frågeställningarna tillräckligt länge.

Så om jag skulle våga mig på en sammanfattning om var vårt kunskapsläge ligger just nu, ser det ut som följande:

1 – Global uppvärmning kommer leda till färre orkaner.

2 – Orkaner som når land kommer bli kraftigare jämfört med föregående sekler.

3 – Oavsett vad som är den dominerande faktorn så befinner vi oss just nu i en fas av förhöjd orkanbildning, i en cykel som sträcker sig över 60 till 80 år.

4 – Det finns bevis för att det senaste decenniets orkaner blivit kraftigare på grund av global uppvärmning, men det går inte att säga säkert just nu. Men vänligen notera, och notera mycket väl, att det också innebär att man inte kan avfärda möjligheten. Det korrekta svaret är “Jag vet inte, men det finns anledning att luta åt att global uppvärmning spelar en roll”.

Jag finner det också värt att påpeka, att ingenstans i detta finns frågan “Är det någon global uppvärmning på gång?” med. Det är nämligen väl etablerat att så högst sannolikt är fallet. Inte heller är det särskilt spännande att i sammanhanget direkt länka en ökning av koldioxid i atmosfären till effekterna jag skrivit om ovan. Hur koldioxid påverkar värmeutstrålning har nämligen sedan länge lämnat forskningsrapporterna för att ta plats i läroböckerna. Nästa fråga som gastar efter uppmärksamhet i förmodligen varenda läsares hjärna just nu är klart intressant, och en som jag kanske återkommer till. Men märkte du hur lätt det gick att sakligt och systematiskt göra en kort genomgång av en mycket viktig aspekt av global uppvärmning, utan att ens nämna just den där frågan…?

————————————————–

[1] Changes in Tropical Cyclone Number, Duration, and Intensity in a Warming Environment
Webster et al, Science 2005

http://www.sciencemag.org/content/309/5742/1844.full?sid=95bfed36-14a7-496b-91c7-c52c78d9ccd3

[2] Large contribution of sea surface warming to recent increase in Atlantic hurricane activity
Saunders and Lea, Nature 2008

http://www.nature.com/nature/journal/v451/n7178/abs/nature06422.html

[3] The Recent Increase in Atlantic Hurricane Activity: Causes and Implications
Goldenberg et al, Science 2001

http://www.sciencemag.org/content/293/5529/474.full?sid=1ef900c1-9faa-41bd-a34e-4e15d584b35d

[4] Increased tropical Atlantic wind shear in model projections of global warming

G. Vecchi, B. Soden, Geophysical Research Letters, 2007

http://www.agu.org/journals/ABS/2007/2006GL028905.shtml

[5] Tropical Cyclones and Global Climate Change: A Post-IPCC Assessment
Henderson-Sellers et al, Bulletin of the American Meteorological Society 1998

http://www.aoml.noaa.gov/hrd/Landsea/IPCC/

[6] Simulated reduction in Atlantic hurricane frequency under 21st century warming conditions
Tom Knutson, Nature Geoscience 2008

http://www.nature.com/ngeo/journal/v1/n6/abs/ngeo202.html

[7] Warmer Ocean Could Reduce Number Of Atlantic Hurricane Landfalls
Wang et al, Geophysical Research Letters 2008

http://www.sciencedaily.com/releases/2008/01/080124115808.htm

[8] Tropical Cyclones and Climate Change
Knutson et al, Nature Geoscience 2010

[9] Climate and Tropical Cyclone Activity: A New Model

Kerry Emanuel

http://www.google.se/search?hl=sv&source=hp&biw=1210&bih=662&q=Climate+and+tropical+cyclone+activity%3A+A+new+model&aq=f&aqi=&aql=&oq=&gs_rfai=

[10] Changes in Tropical Cyclone Number, Duration, and Intensity in a Warming Environment
Webster, Science 2005

http://www.sciencemag.org/content/309/5742/1844.full?sid=1e3b6f32-5b13-423b-a7f2-698bf3672d15

[11] Increasing destructiveness of tropical cyclones over the past 30 years
K. Emanuel, Nature 2005

http://www.nature.com/nature/journal/v436/n7051/abs/nature03906.html

[12] Global Warming Surpassed Natural Cycles In Fueling 2005 Hurricane
Trenberth and Shea, Geophysical Research Letters 2006

http://www.ucar.edu/news/releases/2006/hurricanes.shtml

Vägfinnare i skyn

För ungefär fyrahundra år sedan pekade Galileo Galilei ut vägen mot människans största äventyr någonsin, så nog är det ett passande namn ESA, European Space Agency, valt åt sin sprillans nya utmaning till GPS. Galileo-systemet har, såklart, dock ambitionen att vara strået vassare i allting. Tillförlitlig med marginaler mindre än en meter, inte mer än några sekunders fördröjning i att meddela om en satellit skulle råka ut för något fel. Poängen med detta är att systemet ska kunna användas även i till exempel katastrofsituationer, där man verkligen inte är intresserad av att få veta någon timme senare att en av satelliterna fått kortslutning.

De båda testsatelliterna, GIOVE-A och -B har nu båda kretsat runt jorden väl mycket längre än vad man från början räknat med att de skulle klara av. En kombination av låg solaktivitet och bra design. Det färdiga systemet kommer bestå av 30 satelliter – 27 aktiva och 3 i reserv – placerade i tre olika MEO, Medium Earth Orbits, drygt 23 mil ovanför oss.

Som en extra bonus kommer Galileo-systemet dessutom innehålla mottagare för COSPAS-SARSAT, ett internationellt system för att ta emot och sända vidare särskilda nödsignaler, från till exempel skepp och flygplan.

Och som nu 2010 slutade på ett sådant rungande durackord – testsatelliterna har presterat långt bättre än planerat och nu under det kommande året kommer den första fullt fungerande konstellationen om fyra satelliter att skjutas upp – så tänkte jag, bara för att det är kul, skriva lite framöver om hur man egentligen gör för att använda satelliter för att ta reda på var på jordytan man befinner sig. Och varför det då är viktigt att komma ihåg att den som kör bil åldras långsammare än den som står på trottoaren.

Det var en gång en professor

Det var en gång en professor i astronomi. Redan i unga år uttryckte han ständigt ett intresse för stjärnor, solar och galaxer, ja allt som finns i det vi kallar himlen. Så när tiden kom, tog han in på Lunds universitet och utbildade sig till astronom. Många långa nätter ägnade han sedan åt att titta i teleskop på ting lång borta och många dagar ägnade han åt att bringa ordning i det han sett under nätterna. Med åren blev det en stor samling och många bokstäver och siffror blev placerade på himlen av honom. Asteroid XM-47, pulsar ZZ-1, supernova 08A.

Men, tiden gick och man blir inte yngre. Bilderna i teleskopen tycktes honom allt mer suddiga och de var inte längre lika fulla av nya fantastiska ting att upptäcka. Så till slut skakade han hand med sina yngre kollegor, för vilka himlarna ännu var klara och teleskopens bilder ännu fyllda av nya platser att utforska, och lämnade sin observatorievärld där han levt så länge. Han styrde då stegen åter till sin ungdoms lärosäte, Lunds universitet, för att se om kunskapen han insamlat fortfarande kunde vara någon till glädje.

På universitetet blev man glad över hans förfrågan, ty astronomens namn var välkänt och uppskattat och alla var hedrade över att han ville spendera tid i salarna där han själv en gång skrivit tentor. Snart var han installerad framför svarta tavlan och hans första klass av ivriga förstaårsstudenter kom introppande. Som han var en pedagogiskt lagd man inledde han sin första lektion med en fråga:

”Roterar solen kring Jorden eller Jorden kring solen?”

Alla studenterna skrattade gott och man konstaterade, att det visste ju alla. Och undervisningen fortsatte i samma glada anda och den gamle astronomen njöt av att på sin ålders höst få bidra till någon annans vår.

Och tiden gick som tiden gör, nya studenter blev äldre studenter, äldre studenter tog examen och nya studenter trädde in i universitetets korridorer och salar, alltmedan den gamle astronomen fick rykte om sig om att vara en klok och underfundig föreläsare som alla ville lyssna till. Varje första lektion inledde han dock på samma sätt, med samma fråga:

”Roterar solen kring Jorden eller Jorden kring solen?”

Och skratten var lika goda i varje årskull.

Men då några år gått och det var tid för ännu en ny grupp kände astronomen att han ville driva sitt välkända skämt en liten aning längre. Så då han frågat om det grundläggande förhållandet i solsystemet, och eleverna skrattat gott, så ställde han frågan en gång till och sa, att nu ville han ha ett ordentligt svar. Då ingen svarade så framhärdade han på nytt genom fnisset att nog kunde väl någon svara på hans fråga. Men ännu svarade ingen. Han såg ut över sin klass och den såg tillbaka på honom. Sedan började den alltmer se åt andra håll. Till slut sa han:

”Jorden roterar kring solen” och höll därefter sin planerade föreläsning.

Sedan gick han hem. På kvällen skrev han ett brev till chefen för Lunds universitet och förklarade att han ville pensionera sig. Sedan levde han några år till och sedan dog han.

Det finns någon sorts sensmoral i den här historien, men den har jag glömt.

Now you see it

Three-Dimensional Invisibility Cloak at Optical Wavelengths. Kanske ska jag tillägga följande – publicerad i Science, av

  • Tolga Erin (Institut für Angewandte Physik, Karlsruhe Institute of Technology samt DFG–Center for Functional Nanostructures)
  • Nicolas Stenger (Dito)
  • Patrice Brenner (DFG–Center for Functional Nanostructures)
  • John B. Pendry (Blackett Laboratory, Imperial College London)
  • …och slutligen Martin Wegener (Institut für Angewandte Physik, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), DFG–Center for Functional Nanostructures, KIT samt Institut für Nanotechnologie, KIT).

Denna lilla pärla publicerades i våras, som något av en kröning på ungefär ett decenniums glatt vandaliserande av väl etablerade, vetenskapligt belagda gränser. Bland annat har det resulterat i prototypen till en helt platt lins, som inte bara är bättre än den traditionella böjda linsen, utan dessutom trotsar upplösningsgränsen man tidigare trodde var den även teoretiskt okorsbara. Och, det har lett fram till att det nu är möjligt att, på sätt och vis, lägga en matta över ett mindre föremål och göra det osynligt.

Det hela kommer sig av en blandning av en listig idé och något som kallas metamateria – en konstruktion i nanoskala*, bestående av små stavar, ringar och band, med en uppsättning rent ut sagt bisarra optiska egenskaper.I grunden är det de gör att styra elektromagentiska vågor, som till exempel synligt ljus, på ett bestämt sätt. Det sägs ofta att ljus har en enda bestämd hastighet, men det är inte riktigt sant. Einsteins postulat rör sig specifikt om ljus i vakuum. Men ljus som förflyttar sig genom ett medium, som vatten eller glas, gör som – om ni ursäktar mitt grisande – inte alldeles få damer på en välförsedd affärsgata i just dessa dagar. Interagerandet med molekylerna i mediet får ljuset att, sett utifrån, förflytta sig långsammare, samt böjas av. De här effekterna är mycket väl bestämda för en given typ av material, vilket är vad som ger olika så kallade refraktiva index för olika material. Det är till exempel därför som ett rakt sugrör verkar böja sig när det passerar vattenytan och förefaller luta brantare än ovanför ytan – signumet för ett material med refraktivt index större än 1.

Man kan även ha refraktivt index mindre än 1, med, såklart, motsatt effekt. Men varför vara nöjd med det? 1968 föreslog den ryske fysikern Victor Veselago att det borde vara möjligt att skapa material med negativt RI. Det vill säga, få det att se ut som om sugröret böjer sig in under sig självt. En helt hypotetisk idé som, om den fungerade, till exempel skulle ge ett material med superlinsegenskaper. En helt plan lins kapabel att fokusera ljus bättre än någon vanlig dito. Tanken låg och slumrade i några decennier och sen gjorde John Pendry (se ovan) verklighet av den.

Egenfrekvenser är du kanske bekant med. Det där fenomenet som kan göra det vanskligt att marschera med ett helt kompani över en bro – för påtvingade svängningar har alla objekt en uppsättning frekvenser som så att säga är självuppfyllande. Istället för att mattas ut förstärks de och kan mycket väl resultera i alltifrån ett kristallglas krossat av en soprans höga C till en bros kollaps under Napoleons framfart. Och bara för att ge dig lite extra bekymmer du inte behöver. Nästa gång du befinner dig på en fotbollsmatch eller liknande, och folk stampar i takt för att uppmuntra spelarna, finns det alltid en risk att de kommer åt läktarens egenfrekvens, vilket prompt kommer sluta i att hela bygget kollapsar. Saken är den att det finns en slags motsvarighet på nivån av elektromagnetiska svängningar. Till exempel så får koppar ett slags resonans för elektriska och magnetiska fält med vissa speciella frekvenser. Pendry lyckades med utgång från detta finjustera egenskaperna hos metamateria för att uppnå det negativa RI.

Därefter gick det som det gärna gör när forskare får fatt i en ny rolig idé. Det hela rusar iväg och blir fullkomligt ohanterligt. Under 2000-talets första år ledde en hagelstorm av experiment runt hela världen till våra allra första hyperlinser, med upplösnings- och fokuseringskapacitet långt bortom allt vi tidigare haft tillgång till.

Sen kom 2006 och det blev konstigt på riktigt. Rapporter kom från två håll, dels från Pendry med kollegor och dels från Ulf Leonhardt vid University of St. Andrews i England om att man lyckats justera metamateria på så sätt att man i praktiken fick mikrovågar i ett visst, tunt plan att bete sig som vatten runt en sten. De bara flödade runt föremålet, utan att studsa. Kanske inte förefaller så dramatiskt, men ta en sekund och fundera på vad konceptet bakom innebär. Vi är vana vid att även om vi kan bygga lampor och radioantenner så gör elektromagnetisk strålning lite som den vill när vi väl släppt loss den. Studsar mot väggar och speglar, böjer sig lite i vatten, går rätt igenom väggar för att leta upp din mobil och så vidare. Nu införde man helt plötsligt ett mått av kontroll, där vi uttryckligen säger åt strålningen att den får ta en omväg. Föremålet blev, från en viss vinkel, osynligt för mikrovågor.

I grunden är det en tillämpning av en konsekvens av allmänna relativitetsteorin. Rummet och tiden vi bebor är elastiska och påminner inte så lite om en uppsättning mjuka och eftergivliga gummidukar. Massiva stjärnor, till exempel, kan med sin gravitation orsaka fördjupningar i rumtiden och därmed tvinga ljus att böja av. Detta har observerats direkt vid solförmörkelser, då man de facto kan se stjärnor som ligger bakom solen. Vår sol griper tag i ljuset från dem på ett sätt inte helt olikt hur en kula hanteras i roulette och skickar det mot oss. Och här kommer det skojiga – vi kan härma den effekten, böja rumtiden, med hjälp av elektromagnetiska fält. Det är det som får strålningen att ta en omväg.

2008 fick vi så från Xiang Zhang med kollegor vid UC Berkely vår första tredimensionella version av metamateria osynligt för mikrovågor. Och så slutligen, i våras, föremålet för rapporten som inledde den här lilla utläggningen. En förvisso liten, dyr och opraktisk sak men faktum kvarstår – det är en osynlighetsapparat. Förresten, jag ser att jag begick ett misstag i föregående mening. Jag skrev slutligen. Om jag får lov att sticka ut hakan och göra en förutsägelse, så säger jag, med lätt resignerad insikt om forskarens natur, att vi inte kommit i närheten av någon sorts slutligen i den här utvecklingen.

* Bara som en liten utvikning, för den som inte är så van vid storleksordningarnas prefix:

Nano innebär en storleksordning av 10^-9. Som jämförelse, en millimeter är 10^-3 meter; det vill säga 0.001 meter. En nanometer är 0.000000001 meter.

Lapandets konst

I senaste utgåvan av Science nämns en publikation av en typ som jag misstänker inte helt ligger i linje med alla människors uppfattning om vetenskap. Titel: How cats lap: Water uptake by Felis catus.

Jag ska nu genast klargöra och säga att för den som på grund av ovan nämnda titel tror att rapporten handlar om hur katter lapar mjölk, så har du fullkomligt rätt. Reis med flera, vid MIT, har under en tid genomfört ett flertal experiment kring hur katter gör för att föra vätska till munnen. En fascinerande och intrikat process, som det visar sig.

Två av deras experiment bestod dels i att fotografera en lapande katt med en höghastighetskamera och dels i att skapa en maskinmodell av en lapande katt, som jämförelse för de empiriska resultaten från fotosessesionen.

Katter, liksom väldigt många rovdjur, har ett stort problem i livet. Det mesta av allt tillgängligt vatten är platt och deras kinder är inte anpassade för att suga. Kattens evolutionära lösning på detta är en klart imponerande tillämpning av intramolekylära bindningar och tröghet i en vätska. Det vill säga, vätska har en viss tendens att hänga ihop som en kropp, och detta drar en katt nytta av när den lapar. Genom att föra ner tungspetsen, delvis rundad, till ytan – dock utan att faktiskt bryta ytan, såsom till exempel hundar gör – och sedan hastigt dra upp tungan till munnen skapar katten en pelare av vätska. Vid en viss punkt övervinner gravitationen vätskans tröghet och pelaren bryts, vilket är det ögonblick då katten slår igen käftarna om vätskan. Man kunde dra flera slutsatser om vilka variabler som var viktiga i processen – graviation och tröghet främst bland dem – och vilka som mer eller mindre kunde ignoreras. Särskilt intressant tyckte jag det var hur de relaterade de fynden till katten som faktiskt gjorde lapandet. Vad man fann i undersökningarna var att lapningsfrekvensen – hur hastigt katten lapar räknat i lap per sekund – är ytterst väl definerad för en given storlek på katt. Med andra ord, om du säger mig vad din katt väger kan jag med hyfsat låg felmarginal berätta hur hastigt han eller hon lapar. Och än mer, med hjälp Reis och hans kollegors arbete kan jag ge en rätt bra förklaring på varför den har just den hastigheten.

Jag ska vara ärlig och säga att jag älskar vad den här typen av vetenskapsprojekt verkar vara. En omfattande, seriös och stringent undersökning, enbart för att tillfredsställa nyfikenhet om en liten del av detta oerhörda kosmos vi lever i. Men som det visar sig kommer vi inte ens här undan vetenskapens ständiga förmåga att förgrena sig, vara till nytta och få positiva följdeffekter. Till exempel stämmer de här resultaten för alltifrån skånska bonnkatter till afrikanska lejon. Detta blir därmed ytterligare ett i raden av bevis för att evolutionsteorin stämmer – det faktum att samtliga kattdjur använder sig av samma grundläggande teknik implicerar ett gemensamt ursprung. Dessutom blir detta kanske ytterligare en tillämpning av naturen som vår guide i ingenjörskonsten. Kattens tunga saknar ben, men kan likväl genomföra denna ytterst komplexa manöver – en tänkbar inspiration för framtida robotkonstruktörer.

Apor och skor

Apor som tar av sig skorna lever längre
Många människor kan ännu i dessa dagar känna ett lätt obehag när man talar om mänsklig evolution. Ämnet har i det allmänna medvetandet fått en viss bister bismak, av missförstånd och missbruk av begreppet; social darwinism och nazism. Det är lätt att få en känsla av att de värderingar vi har idag, om jämnlikhet och allas lika värde och att vi som samhäller hjälper varandra bara ligger som en tunn fernissa på vår utvecklings princip om att döda eller dödas.

Många evolutionsbiologer har dock länge varit inne på ett helt annat spår – att människans stora framgång inte i första hand är en följd av vår aggression och mördarinstinkt, utan vår förmåga till sammanhållning, samarbete och, faktiskt, vänskap. Nyligen publicerades en rapport av Joan Silk vid University of California tillsammans med kollegor från flera universitet i USA samt Institutet för primatforskning vid Nationalmuseum i Kenya. De har under sexton år följt en grupp vilda babianer i nationalparken Moremi i Botswana och då särskilt undersökt hur de sociala banden mellan honor påverkar till exempel livslängd och dödligheten bland ungar. Alltifrån hur mycket tid en viss babiandam spenderar tillsammans med bästa kompisen, till att hjälpa till med pälsputs och hur mycket man delar med sig av mat. För att ytterligare förtydliga resultaten delade man i analysen in gruppen i tre undergrupper beroende på hur sociala de var. Och korrelationen är uppenbar. Vänskapliga babianer lever generellt avsevärt längre, håller sig friskare och har en statistiskt signifkant högre överlevnadsratio bland sina ungar.

Men kan fundera över anledningarna och implikationerna till och av detta samband. Men det kanske viktigaste, för att inte säga roligaste, är som Silk med kollegor säger: Sådana fynd bland icke-mänskliga primater “antyder att den mänskliga motivationen för att forma starka och varaktiga sociala band har en lång evolutionär historia”. En tanke är att känslan av vänskap har en direkt fysiologisk inverkan. Faktum är att det redan påvisats i tidigare studier att socialt isolerade människor oftare lider av högt blodtryck och sömnsvårigheter än mer utåtriktade dito.

Men oavsett biologisk bakgrund. Sammanfattningsvis är det bara att konstatera att Povel Ramel nog hade fullkomligt rätt, om än med en liten modifikation – människan är ju redan en form av apa. Och av allt att döma är att ta av sig skorna ibland det bästa en apa kan göra.

Frågor om artikeln eller referenser? Lämna gärna en kommentar nedan.

Vad vi äger

“Jag vet vad de själva trodde att de sökte. Men jag vet att de kommer att dö, liksom Sopli dog. Liksom jag kommer att dö, och du.

Och jag sätter ett värde på den vetskapen. Det är en stor gåva. Det är en gåva som ger mottagaren hans egenvärde. För vi äger bara det vi är villiga att mista. Våra jag som vi plågas av och ståtar med, det som gör oss till människor, är ingenting som varar. Det förändras och det försvinner som en våg på havet. Skulle du vilja att havet låg orörligt och tidvattent stelnade bara för att en enda våg skulle räddas – för att ditt jag skulle räddas? Skulle du offra dina händers skicklighet, ditt hjärtas lidelse, din hjärnas hunger bara för att köpa trygghet?”

Kanske är den högsta höjd en författare kan nå den där deras alster förblir läsvärda i sin egen rätt från barnsben till vuxen ålder. Ursula Le Guins böcker om Ged och Övärlden håller en särskild plats i mitt hjärta då de utgjorde något av en tröskel, eller kanske snarare en sakta öpppnande port, till litteraturens fria vidder. Historien fångade mig från första sidan, men texten krävde något. Den ställde krav på mig, mitt engagemang och min läsförmåga, som i ärlighetens namn i långa stycken låg bortanför mina gränser. Så, jag korsade de gränserna och tog med mig något ovärdeligt från resan. Att komma igenom alla tre böckerna tog en smärre evighet och var ofta en törn i stoltheten för en pojk som ofta fick höra från lärare och andra att han var osedvanligt duktig och långt före jämnåriga i läskunnigheten. Episoder som denna är ursprunget till mitt äcklade ansiktsuttryck varje gång någon talar om att vi inte får ställa för höga krav på barn. Aldrig att jag skulle låta någon ta ifrån mig de där högröda stunderna av allt uppslukande frustration, och det som kommer sen.

Jag läste nyligen om berättelserna om Ged. Det är en sak man inte ger sig in i helt utan bävan. Man löper alltid risken att barndomens fantastiska äventyr faller till marken, tunna och intetsägande. Men vad jag fann denna gång var något helt annat, något som jag i rättvisans namn kanske borde ha varit förberedd på. För medan berättelsen i högsta grad var samma mörka, skrämmande äventyr jag upplevde en gång för länge sedan, så var det också en helt ny bok; jag fann något vars pärmar jag aldrig öppnat förrut. Och någonstans kan jag inte hjälpa att jag, en smula egocentriskt kanske, för mitt inre öga kan se Le Guins allvarsamma anlete helt kort spricka upp i ett gillande småleende och en kort nick; liksom Ged mot Arren därute i Västra farledens yttersta vatten, då ett litet men viktigt steg togs från barndom till mandom. Att växa upp innebär mycket, men för egen del har frågan “Skulle du vilja vara ett barn igen” ett kort svar givet utan tvekan. Nej. Och vem vet. Kanske stycket citerat i början fastnade i ett barnahuvud redan för många år sen, öppnade porten till det svaret en liten smula.

Aldrig att jag skulle låta någon ta ifrån mig mina motgångar, svårigheter; eller vad lilla förståelse för verkligheten på verklighetens villkor jag lyckats samla på mig.