''The BlogK''... Από τον Σεπτέμβριο του 2008 καθημερινά προσθέτουμε επιστημονικά νέα τεχνολογικά παράξενα και γενικά θέματα που ενδιαφέρουν κάθε άνθρωπο του 21ου αιώνα. Συλλέγουμε πληροφορίες από το ίντερνετ και άλλες πηγές και τα συγκεντρώνουμε στο blog μας!

Τελευταία ενημέρωση: Δευτέρα 27 Ιουλίου 2009, 2:55 μ.μ

Κυριακή, 15 Μαρτίου 2009

Η επιστήμη του χρόνου: τι είναι αυτό που κάνει το εσωτερικό μας ρολόι να χτυπάει


Στη μοντέρνα εποχή των υψηλών ταχυτήτων, ο χρόνος αποτελεί μία από τις πιο πολύτιμες πηγές ενέργειας. Τον χειριζόμαστε και τον ξοδεύουμε με προσοχή. Είναι λοιπόν ειρωνικό το γεγονός ότι μια πηγή τόσο πολύτιμη, όσο τα δευτερόλεπτα, τα λεπτά και οι ώρες, είναι τόσο λίγο εξηγήσιμη και τόσο συχνά παρεξηγημένη από τους σύγχρονους ανθρώπους. Κάθε άνθρωπος έχει τη δική του προσωπική αντίληψη για τον χρόνο και συχνά αυτές οι αντιλήψεις διαφέρουν σε σημαντικά ποσοστά που κυμαίνονται από 15-25% προς τη μια ή την άλλη κατεύθυνση (άλλος αντιλαμβάνεται ότι περνάει ο χρόνος πιο αργά και άλλος ότι περνάει πιο γρήγορα). Αλλά το να κατανοήσουμε την δυνατότητα που έχουμε στο να αντιλαμβανόμαστε τον χρόνο και το να τον χρησιμοποιούμε για να ερμηνεύσουμε τον κόσμο μας αποτελεί ένα από τα νεότερα και πιο αινιγματικά σύνορα που καλείται να εξερευνήσει η νευροεπιστήμη.

Αναφέρει ο νευροεπιστήμονας του UCLA (University of California, Los Angeles) Dean Buonomano: "Εάν σκοπεύουμε να κατανοήσουμε τη φύση του ανθρώπινου νου θα πρέπει να διαλευκάνουμε το μυστήριο του πως ο εγκέφαλος μετράει το χρόνο, τόσο σε φυσιολογικές όσο και σε παθολογικές καταστάσεις."

Η πρόκληση για την εξερεύνηση της χρονικότητας έχει γίνει λοιπόν σήμερα περισσότερο επιστημονικά σχετική όσο ποτέ άλλοτε. Οι νευροεπιστήμονες έχουνε αναγνωρίσει ότι ασθενείς με καταστρεπτικές εγκεφαλικές βλάβες όπως στη νόσο του Parkinson και του Huntington υποτιμούν σε μεγάλο βαθμό το πώς περνάει ο χρόνος. (Η νόσος του Parkinson είναι μια εκφυλιστική νόσος του κεντρικού νευρικού συστήματος που συχνά προκαλεί βλάβες στις κινητικές δεξιότητες, στην ομιλία και σε άλλες λειτουργίες. Η νόσος του Huntington είναι μια γενετικής φύσεως νευρολογική δυσλειτουργία που χαρακτηρίζεται από ασυντόνιστες και απότομες σωματικές κινήσεις και μείωση σε κάποιες νοητικές δεξιότητες).

Η κακή αντίληψη του χρόνου αποτελεί σήμα κατατεθέν για πολλές ψυχιατρικές καταστάσεις, όπως στη σχιζοφρένεια, στον αυτισμό και στη διαταραχή ελλειμματικής προσοχής. Πολλοί άνθρωποι, από περίπου πέντε χιλιάδες στρατιωτών που επέστρεψαν από το Ιράκ και το Αφγανιστάν με τραυματικές εγκεφαλικές βλάβες, ανακαλύπτουν ότι ένα από τα αόρατα τραύματα που τους έχουν ακολουθήσει στην επιστροφή τους στην καθημερινότητα είναι η λανθασμένη αντίληψη του χρόνου. Και ερευνητές έχουν διαπιστώσει πως καθώς προχωράμε προς τα γηρατειά, το εσωτερικό μας ρολόι γίνεται ολοένα και πιο αναξιόπιστο.

Αλλά οι ερευνητές λένε, πως για να αντιμετωπίσουμε αυτές τις δυσλειτουργίες και να κατανοήσουμε πως αντιλαμβανόμαστε το πέρασμα του χρόνου, θα πρέπει να δούμε τον εγκέφαλο ως ένα περίπλοκο δίκτυο κυκλωμάτων, κάποια από τα οποία είναι αλληλοσυνδεόμενα και κάποια λειτουργούν ανεξάρτητα από τα άλλα. Η 'δικτυακή' αυτή προσέγγιση της επιστήμης του εγκεφάλου "είναι ένα πολύ πιο περίπλοκο πρόβλημα" από το να αναρωτηθούμε για το ποιες δραστηριότητες επιτελούνται από ξεχωριστές εγκεφαλικές περιοχές, λέει ο Δρ. Catalin Buhusi, επιστήμονας της Πληροφορικής που ασχολήθηκε με τις Νευροεπιστήμες και τώρα ερευνά την αντίληψη του χρόνου στο Ιατρικό Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνια. 

Αποφάσεις για αύριο και για τώρα

Χρησιμοποιούμε τα μεγάλα χρονικά περιθώρια που διαθέτουμε, από ώρες μέχρι και βδομάδες, για να καταμερίσουμε τις ενέργειές μας: έχω τη δυνατότητα να σερφάρω άσκοπα στο Διαδίκτυο ή θα πρέπει να σταματήσω για να ολοκληρώσω την αναφορά που πρέπει να παραδώσω αύριο;

Ποντίκια που επιβραβεύονται όταν επιτελούν κάποιο χρονικά προγραμματισμένο έργο γίνονται πιο προσεκτικά και αναπτύσσουν περισσότερα κίνητρα για να μάθουν, σημειώνει ο Buhusi. Παρατηρεί επίσης, ότι οι φοιτητές παρουσιάζουν το ίδιο μοτίβο, τόσο σε ωριαίες πειραματικές καταστάσεις αλλά και στην προσέγγισή τους στον ακαδημαϊκό χρόνο: τείνουν να κάνουν παρέες, να συμμετέχουν σε πάρτι και να κοινωνικοποιούνται τις πρώτες βδομάδες ενός εξαμήνου, ενώ στις εβδομάδες που προηγούνται των εξετάσεων γίνονται όλο και πιο προσεκτικοί σε αυτά που έχουν να μελετήσουν για τις σπουδές τους.

Αυτή η αίσθηση του χρόνου προκύπτει πιθανότατα από την εξέλιξη, λέει ο Buhusi, ώστε να σιγουρευτούμε ότι διανέμουμε ικανοποιητικά την προσοχή και την ενέργειά μας και όχι να την ξοδεύουμε αλόγιστα χωρίς να μας μένουν περιθώρια στο τέλος. Και αυτό εξηγεί το γεγονός, γιατί οι ανοιχτές σε λήξη προκλήσεις, όπως το να επισκεφτούμε κάποια στιγμή την πεθερά μας, ή το να γράψουμε ένα ερευνητικό άρθρο χωρίς συγκεκριμένη προθεσμία υποβολής ή την απειλή ότι αν δεν το γράψουμε θα μας φυλακίσουν στο Guantanamo, μπορεί να μας αποπροσανατολίσει σημαντικά.

Στην άλλη πλευρά του φάσματος του χρόνου είναι το απατηλό και πολύ μικροσκοπικό διάστημα του χρόνου που αποκαλούμε 'τώρα'.

Για τους περισσότερους ανθρώπους, οι ερευνητές έχουν καταλήξει να προσδιορίζουν τη διάρκεια του 'τώρα' σε περίπου δυόμισι δευτερόλεπτα, βασικά όσο είναι το τυπικό διάστημα μη συνειδητής προσοχής. Αυτοί των οποίων τα διαλείμματα του 'τώρα' είναι μικρότερα από το χρονικό αυτό διάστημα, μπορούν εύκολα να αποσπαστούν και έτσι δεν είναι συχνά δυνατόν να προσηλωθούν σε έναν στόχο αρκετή ώρα ώστε να αντιληφθούν πλήρως το περιβάλλον τους και να αντιδράσουν κατάλληλα. Εάν το 'τώρα' είναι μεγαλύτερο από το διάστημα αυτό, οι δυνάμεις του ανθρώπου για προσοχή μπορεί να είναι αλύγιστες για να αλλάξουν όταν υπάρξει ανάγκη ώστε να ακολουθήσουν τις μεταβολές του περιβάλλοντος του παρατηρητή.

Το διάστημα του 'τώρα' μπορεί να βοηθήσει στην ερμηνεία του γιατί η προσοχή μπορεί να είναι το πιο σημαντικό και το πιο εύθραυστο τμήμα του εσωτερικού μας ρολογιού.

Βλέπουμε, κινούμαστε και αντιδρούμε σε μικροσκοπικές διαδοχές αυτού του μη συνειδητού 'τώρα'. Οι μοτοσικλετιστές κάνουν διαρκείς υπολογισμούς για να αποφύγουν τις συγκρούσεις. Οι αθλητές χρησιμοποιούν εκτιμήσεις του χρόνου που αφορούν σε κλάσματα του δευτερολέπτου ώστε να πετύχουν μια μπάλα που έρχεται προς το μέρος τους. Ακόμα και το να δώσει κανείς ένα φιλί στο σωστό σημείο απαιτεί τον ακριβή συντονισμό της κίνησης και της εκτίμησης του χρόνου. Ένας άνθρωπος με διαταραγμένη την αίσθηση του 'τώρα' θα αντιμετωπίζει προβλήματα χρονισμού. 

Χρόνος, διακομμένος

Οι ερευνητές πιστεύουν πως σε έναν υγιή ανθρώπινο εγκέφαλο κάθε δευτερόλεπτο που είμαστε συνειδητοί, ένα κύκλωμα που περιλαμβάνει τρεις διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου (την παρεγκεφαλίδα, τα βασικά γάγγλια και τον προμετωπιαίο φλοιό) ελέγχει και διασταυρώνει τις εισερχόμενες πληροφορίες και το χρονικό τους αποτύπωμα. Σε πραγματικό χρόνο, αυτό το κύκλωμα δημιουργεί μια λογική ακολουθία με γεγονότα που προέρχονται από εισερχόμενες πληροφορίες τις οποίες λαμβάνουμε από διαφορετικές πηγές και σε διαφορετικές ταχύτητες.

Από τις πρώτες μας μέρες, το κύκλωμα αυτό μας βοηθάει να εξάγουμε συσχετισμούς που αφορούν αιτίες και αποτελέσματα, να κατανοήσουμε τον κόσμο και να μάθουμε. Ένα μωρό εντυπωσιάζεται από ένα κρεμαστό παιχνίδι με κουδουνάκια, νιώθει την επαφή του καθώς χτυπάει επάνω του το χέρι του και σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο μετά ακούει το κουδούνισμα. Με τη σωστή πρόσληψη της σειράς αυτών των γεγονότων και τον ελάχιστο χρόνο που μεσολαβεί μεταξύ των ερεθισμάτων, το μωρό μαθαίνει πως η δράση του έκανε το παιχνίδι να κουνηθεί και να κουδουνίσει. Και κάνοντάς του, μαθαίνει πως μπορεί να το ξανακάνει με το ίδιο αποτέλεσμα.

Αν αυτή η αίσθηση του χρόνου διαταραχθεί, όπως σε σοβαρές ασθένειες που βρίσκονται υπό μελέτη, ο κόσμος μπορεί να γίνει ένας χαοτικός κυκεώνας από γεγονότα των οποίων ο συσχετισμός δεν είναι προφανής ή από αποτελέσματα που ανάγονται σε λανθασμένες αιτίες. Εάν η αντίληψη αυτή του χρόνου μπορεί να οδηγήσει σε έναν παράλογο κόσμο, ένας ασθενής με χρονική δυσλειτουργία θα απαντούσε με παράλογο θυμό ή φόβο. Ή θα αισθανόταν αβοήθητος να καταλάβει πως οι δράσεις του επηρεάζουν τα πράγματα και τους ανθρώπους που τον περιβάλλουν, καταλήγοντας έτσι σε απάθεια.

Ο David Eagleman, νευροεπιστήμονας στο ιατρικό κολέγιο Baylor του Τέξας, προτείνει πως τέτοιες δυσλειτουργίες της αίσθησης του χρόνου μπορούν να κρύβονται πίσω από αυτό που αποκαλεί ως 'τμηματική νόηση στην σχιζοφρένεια' (fragmented cognition of schizophrenia). Οι ασθενείς με σχιζοφρένεια, όπως αναφέρει ο Eagleman, αναγνωρίζεται ότι έχουν ανομοιόμορφες δυνατότητες στην εκτίμηση του χρόνου, κάποιες φορές πολύ γρήγορες και κάποιες φορές πολύ αργές. Ασθενείς με τραυματικές παθήσεις του εγκεφάλου, συμπεριλαμβανόμενων χιλιάδων στρατιωτών που υπέστησαν διάσειση από εκρήξεις βομβών στο Ιράκ και στο Αφγανιστάν, μπορούν επίσης να βοηθήσουν στο να βρεθούν σημαντικά στοιχεία για τους μηχανισμούς χρονισμού του εγκεφάλου και του τι συμβαίνει όταν αυτοί διαταράσσονται.

"Αυτοί οι ασθενείς μπορούν να βλέπουν, να κινούνται και να ακούνε. Όλα τα αισθητηριακά τους συστήματα είναι ανέπαφα, αλλά δεν μπορούν να αλληλεπιδράσουν με αναμενόμενους τρόπους, λέει ο Δρ. Jamshid Ghajar, νευροχειρούργος του Πανεπιστημίου Cornell και ερευνητής της αντίληψης του χρόνου, που διευθύνει το Ίδρυμα Εγκεφαλικών Τραυματισμών (Brain Trauma Foundation). "Συνήθως σου λένε, 'νιώθω εκτός συγχρονισμού'. Σου λένε πως δεν μπορούν να συγχρονιστούν όταν προσπαθούν να αλληλεπιδράσουν." Συνοπτικά, ο χρονισμός τους δεν λειτουργεί, πιθανότατα επειδή το τραύμα τους έχει επηρεάσει τη χρονική δεσμίδα που ασυνείδητα προσδιορίζουν ως 'τώρα'.

Ο Ghajar λέει ότι η σωστή αντίληψη του χρόνου επιτρέπει στον υγιή εγκέφαλο να προβληθεί μερικά βήματα μπροστά από τα γεγονότα που συμβαίνουν γύρω μας και να ξεκινήσει να προετοιμάζεται ώστε να αντιδράσει, ακόμα και πριν αυτό καταστεί αναγκαίο. Είτε αποκρούοντας ένα μπαλάκι του τένις, απαντώντας σε μια ερώτηση ή αντιδρώντας σε μια χειρονομία χαιρετισμού, αυτή η πρόβλεψη μας επιτρέπει να αντιδρούμε ομαλά σε ότι συμβαίνει στον κόσμο μας. Για πολλούς ασθενείς με εγκεφαλικούς τραυματισμούς μια τέτοια άκοπη αλληλεπίδραση είναι οδυνηρά απούσα. Αυτοί που είναι θύματα εγκεφαλικών τραυματισμών μπορεί να φαίνονται αδέξιοι, τεμπέληδες, επιθετικοί ή πολύ αργοί. Αλλά σύμφωνα με την άποψη του Ghajar, πολλοί από αυτούς τους ασθενείς πάσχουν από καταστροφή σε κάποια από τα κυκλώματα χρονισμού που διαθέτει ο εγκέφαλος. 

Ο αδύναμος κρίκος 

Σύμφωνα με τον Ghajar, "μπορείς να εξηγήσεις πολλές παθολογίες, συμπεριλαμβανόμενης της σχιζοφρένειας, του αυτισμού και της διαταραχής ελλειμματικής προσοχής (ADHD) ως προβλήματα της αντίληψης του χρόνου." Συνεχίζει, ότι αυτοί οι ασθενείς μπορεί να ξεκινούν με λανθασμένη αντίληψη σε επίπεδο μερικών δευτερολέπτων ή και λιγότερο. "Αλλά εάν τα πράγματα αρχίσουν να εκτροχιάζονται μέσα σ' αυτό το χρονικό πλαίσιο, θα συνεχίσουν να εκτροχιάζονται για μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα."

Αυτό μπορεί να αποτελεί μια εξήγηση γι' αυτό που συμβαίνει σε ασθενείς που πάσχουν από τις νόσους του Parkinson και του Huntington. Αυτοί οι ασθενείς, που οι νευρολογικές τους δυσλειτουργίες σταδιακά διασπούν τον έλεγχο των κινήσεων, συνήθως εκτιμούν λανθασμένα το πέρασμα του χρόνου, τόσο σε πολύ σύντομα διαστήματα όσο και σε διαστήματα που διαρκούν αρκετά δευτερόλεπτα.

Και στις δύο αυτές ασθένειες, ο εγκεφαλικός νευροδιαβιβαστής ντοπαμίνη (νευροδιαβιβαστής είναι μια χημική ουσία που χρησιμοποιείται από τα νευρικά κύτταρα για τη χημική μετάδοση των σημάτων μεταξύ διάφορων νευρώνων) γίνεται σταδιακά όλο και λιγότερο διαθέσιμος, ή δραστικός και αυτό συμβαίνει στην περιοχή των βασικών γαγγλίων και του μεσεγκεφάλου.  Αλλά εάν δοθεί σε έναν ασθενή που πάσχει από τη νόσο του Parkinson το φάρμακό του, που μιμείται τα αποτελέσματα της ντοπαμίνης, "η αίσθησή του για τον χρόνο επανέρχεται δραματικά μέσα σε δευτερόλεπτα" παρατηρεί με θαυμασμό ο Δρ. Catalin Buhusi.

Τέτοια ψήγματα φαρμακευτικής 'μαγείας' υποδηλώνουν για κάποιους ερευνητές ότι τα βασικά γάγγλια μπορεί να είναι ο αδύναμος κρίκος στο εσωτερικό ρολόι τέτοιων ασθενών. Αλλά ο αδύναμος κρίκος θα μπορούσε εύκολα να είναι η αδύναμη προσοχή, σύμφωνα με άλλους ερευνητές. Το φάρμακο για το Parkinson L-Dopa έχει επίσης το αποτέλεσμα να αναζωογονεί τη δραστηριότητα στον προμετωπιαίο φλοιό αυτών των ασθενών, οξύνοντας την προσοχή τους. "Έχουμε μάθει πολλά από τους ασθενείς που πάσχουν από τη νόσο του Parkinson. Αλλά σίγουρα δεν τα έχουμε μάθει όλα," λέει ο Buhusi.

Καθώς το σύνορο μεταξύ της αντίληψης του χρόνου και της υγείας έχει γίνει πιο ορατό, η μελέτη του χρόνου δεν είναι πλέον στην αποκλειστική δικαιοδοσία των φιλοσόφων, των φυσικών και των ποιητών.

"Δεν υπάρχει κάποιο 'Εθνικό Ινστιτούτο Χρόνου'", λέει ο Richard Ivry, σημαντικός ερευνητής για την αντίληψη του χρόνου στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Berkeley. Αλλά καθώς φιλανθρωπικές οργανώσεις και χρηματοδότες όπως το Εθνικό Ινστιτούτο Νοητικής Υγείας (National Institute of Mental Health) και το Τμήμα Υποθέσεων Βετεράνων (Department of Veterans Affairs) εκδηλώνουν ενδιαφέρον, η αντίληψη του χρόνου μπορεί να πάψει να είναι αυτό που ο Ivry ονομάζει 'το αποπαίδι του αισθητηριακού συστήματος', κάτι που σύμφωνα με τον Ivry, αποτελεί την παραδοσιακή αντιμετώπιση του ζητήματος στους κύκλους των νευροεπιστημόνων.

Ο χρόνος για τον χρόνο, μπορεί πολύ σύντομα να είναι το τώρα.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Google Hot Trends News