Επιστήμη

Τετράποδα κοσμοναύτες

Τον δρόμο για την έξοδο του ανθρώπου στο Διάστημα άνοιξαν τα ζώα. Πίθηκοι, σκυλιά, ποντίκια, χελώνες, ακόμη και ψάρια, άρχισαν να στέλνονται από τα τέλη της δεκαετίας του 1940 στο Διάστημα για να διαπιστωθούν η αντοχή και οι αντιδράσεις τους σε συνθήκες μηδενικής βαρύτητας, μακριά από τη Γη. Ακόμη και σήμερα, εκπρόσωποι του ζωικού βασιλείου μετατρέπονται σε διαστημικά πειραματόζωα για χάρη της επιστημονικής γνώσης.
O καθένας από εμάς, ανεξαρτήτως ηλικίας, θα έχει ακούσει για τη Λάικα. Υπήρξε άλλωστε το πιο διάσημο σκυλάκι του κόσμου. Το όνομά της γράφτηκε με πηχυαίους τίτλους στα πρωτοσέλιδα των εφημερίδων τον Ιούνιο του 1957, όταν Ρώσοι επιστήμονες την επιβίβασαν στο διαστημόπλοιο Σπούτνικ 2 για να κάνει τον γύρο της Γης. Η δόξα της όμως κράτησε λίγες μόλις ώρες γιατί το διαστημόπλοιο παρουσίασε βλάβες και το σκυλάκι, όπως υποστηρίχθηκε πολλές δεκαετίες αργότερα, είχε ήδη πεθάνει μέσα στο σκάφος προτού αυτό καταφέρει να περάσει τα σύνορα της Γης.

Η Λάικα 143η! Σε αντίθεση όμως με την ευρέως διαδεδομένη αντίληψη, η Λάικα δεν ήταν το πρώτο ζώο που «επιτάχθηκε» για να σταλεί στο Διάστημα ως πειραματόζωο. Σύμφωνα με την επιστημονική επιθεώρηση «Νew Scientist», οι συγγραφείς Colin Βurgess και Chris Dubbs, στο βιβλίο που εξέδωσαν πρόσφατα με τίτλο «Αnimals in Space» («Ζώα στο Διάστημα») τοποθετούν τη Λάικα στο νούμερο 143 της λίστας με τα ζώα που μετείχαν σε διαστημικές πτήσεις.

Η αρχή είχε γίνει αρκετά νωρίτερα, και μάλιστα το 1946, όταν φρουτόμυγες εστάλησαν στα ανώτατα στρώματα της ατμόσφαιρας με τη βοήθεια απαρχαιωμένων ιπτάμενων πυραύλων τύπου V2, τους οποίους κατασκεύαζαν οι Γερμανοί στη διάρκεια του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου. Οι πτήσεις αυτές γίνονταν από την Αμερική. Όσον αφορά τις φρουτόμυγες, οι επιστήμονες ήθελαν να εξακριβώσουν την επίδραση της ακτινοβολίας στους ζωντανούς οργανισμούς σε μεγάλο υψόμετρο.

Ο πρώτος πίθηκος. Στις 14 Ιουνίου του 1949, ο Αlbert ΙΙ έγινε ο πρώτος πίθηκος που εστάλη στο Διάστημα, με πύραυλο τύπου V2. Ο πίθηκος σκοτώθηκε καθώς την ώρα της προσεδάφισης το αλεξίπτωτό του δεν άνοιξε. Στις δεκαετίες του 1950 και του 1960, αμέτρητοι πίθηκοι διαφόρων ειδών εστάλησαν από τους Αμερικανούς στο Διάστημα. Τα θηλαστικά είχαν εμφυτευμένους αισθητήρες για να καταγράφονται πληροφορίες σχετικά με τις ζωτικές λειτουργίες του οργανισμού τους. Κάποιοι δε εξ αυτών είχαν αναισθητοποιηθεί στη διάρκεια της εκτόξευσης.

Τον Αύγουστο του 1951, οι Αμερικανοί έστειλαν ξανά με τον ίδιο πύραυλο στο Διάστημα (σε απόσταση 137 χιλιομέτρων από τη Γη) ένα ποντίκι το οποίο σε αντίθεση με τα άλλα που ακολούθησαν, ήταν το μοναδικό που επέζησε. Την ίδια μάλιστα χρονιά οι Σοβιετικοί έστειλαν δύο σκυλιά τα οποία επιβίωσαν.

Σοβιετικές αποστολές. Η ιστορική πτήση της Λάικας έγινε έξι χρόνια αργότερα, στις 3 Νοεμβρίου 1957. Το παράδειγμα της Λάικας ακολούθησαν τουλάχιστον άλλα 10 σκυλιά που «προετοίμασαν» το έδαφος για την αποστολή του πρώτου κοσμοναύτη Γιούρι Γκαγκάριν, στις 12 Απριλίου 1961.

Την ίδια περίοδο οι Σοβιετικοί έστειλαν στο Διάστημα ποντίκια, γουρούνια Γουινέας και βατράχους. Τον ίδιο δρόμο ακολούθησε και η Γαλλία που έστειλε τρία ποντίκια και τον Οκτώβριο του 1963 πρωτοτύπησε στέλνοντας τη γάτα Felix. Η γάτα είχε τοποθετημένα στο σώμα της ηλεκτρόδια για να καταγράφονται τα νευρικά ερεθίσματα. Το 1966, ο σοβιετικός πύραυλος Voskhod 3 μετέφερε δύο σκύλους σε τροχιά γύρω από τη Γη και για χρονικό διάστημα 22 ημερών. Ήταν ένα πολυήμερο ταξίδι και ο άνθρωπος κατόρθωσε να ξεπεράσει τη διάρκειά του το 1974 με το Skylab 2. Πάντως υπολογίζεται ότι στις δεκαετίες του 1950 και του 1960, οι Σοβιετικοί έστειλαν τουλάχιστον 57 σκύλους για τη διενέργεια πειραμάτων στο Διάστημα.

Στη διετία 1966- 1967, αμερικανικοί πύραυλοι μετέφεραν στο Διάστημα φρουτόμυγες, σφήκες, σκαθάρια, αυγά βατράχων, βακτήρια, αμοιβάδες, φυτά και μύκητες. Οι Σοβιετικοί ήταν εκείνοι που πρώτοι έστειλαν σε διαστημική πτήση μια χελώνα το 1968, ενώ στο πλαίσιο των αποστολών του Αpollo, εστάλησαν νηματόζωα και μικρά ποντίκια. Το διαστημόπλοιο Skylab 3 μετέφερε στο Διάστημα το πρώτο ψάρι και τις πρώτες αράχνες.


Διαστημικό αραχνοΰφαντο

ΟΙ ΑΡΑΧΝΕΣ μόλις βρέθηκαν στο Διάστημα, σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας, έκαναν κάποιες σπασμωδικές κινήσεις για να βρουν την ισορροπία τους. Ο ιστός που επιχείρησαν να φτιάξουν αρχικά ήταν πολύ μικρός και περιοριζόταν ανάμεσα σε μικροσκοπικά κενά όπου η αράχνη μπορούσε να κρατηθεί σταθερή. Στη συνέχεια κατάφεραν να φτιάξουν μεγαλύτερους ιστούς, όχι με ιδιαίτερη μαεστρία. Ύστερα όμως από τρεις εβδομάδες παραμονής στο Διάστημα το δίχτυ που ύφαναν ήταν απολύτως φυσιολογικό. Υπήρχε όμως μια διαφορά στο μετάξι που χρησιμοποιούσαν για τον ιστό τους. Στο Διάστημα το μετάξι ήταν αρκετά λεπτότερο από αυτό που έφτιαχναν στη Γη. Αυτό οφείλεται είτε στο γεγονός ότι οι αράχνες «έκριναν» πως δεν χρειαζόταν να φτιάξουν ισχυρότερο ιστό ή ότι δεν ήταν ικανές να πετύχουν το επιθυμητό πάχος.


Βάτραχοι, γουρούνια, αρουραίοι και φίδια

ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ με ζώα γίνονταν και στον ρωσικό διαστημικό σταθμό Μιρ. Τον Δεκέμβριο του 1990, ο Ιάπωνας δημοσιογράφος Τογιοχίρο Ακιγιάμα επισκέφθηκε τον Μιρ έχοντας μαζί του τρεις βατράχους. Την ίδια χρονιά οι Κινέζοι έστειλαν στο Διάστημα γουρούνια Γουινέας ενώ οι Ιάπωνες τον Μάρτιο του 1995 ένα φίδι. Τη δεκαετία εκείνη, σε διάφορες αποστολές που πραγματοποιούσε το διαστημικό λεωφορείο Columbia, μετέφερε σε τροχιά γύρω από τη Γη και για τις ανάγκες διαφόρων πειραμάτων γρύλλους, ποντίκια, αρουραίους, βατράχους, φίδια, φρουτόμυγες, σαλιγκάρια, κυπρίνους, αχινούς, σκόρους, αυγά εντόμων κ.λπ. Ακόμα και στο τελευταίο του ταξίδι το 2003, το Columbia μετέφερε πειραματόζωα όπως μεταξοσκώληκες, αράχνες, μυρμήγκια και νηματόζωα. Αυτά τα τελευταία μάλιστα βρέθηκαν ζωντανά στις στάχτες του διαστημοπλοίου μετά την καταστροφή του.


Η μουσική γλώσσα του εγκέφαλου

Ο Ντάνιελ Λεβίτιν παίζει στην ηλεκτρική κιθάρα δύο νότες και ο ακροατής αμέσως αναγνωρίζει την αρχή του κομματιού των Rolling Stones «Βrown Sugar». Ο επιστήμονας και μουσικός μελετά πολλά χρόνια τώρα την επίδραση της μουσικής στον ανθρώπινο εγκέφαλο. «Μία νότα μόνο αρκεί για να καταλάβεις ποιο τραγούδι ακούς. Πώς το κάνουμε αυτό; Γιατί η μουσική έχει τόσο μεγάλη επίδραση στη διάθεσή μας; Ποια είναι τα κέντρα του εγκεφάλου που ενεργοποιούνται;», είναι μερικά από τα ερωτήματα που κατευθύνουν την έρευνά του.

OΛεβίτιν, μουσικός ο ίδιος και γνωσιακός ψυχολόγος, θεωρείται από τους κορυφαίους ειδικούς στον κόσμο στη μελέτη της σχέσης μουσικής και εγκεφάλου. Διευθύνει το εργαστήριο μουσικής αντίληψης και γνώσης στο Πανεπιστήμιο Μακγκίλ του Μόντρεαλ, ένα από τα καλύτερα ερευνητικά ιδρύματα στον κόσμο που μελετά γιατί η μουσική έχει τόσο έντονη επίδραση πάνω μας. «Στην ηλικία των πέντε ετών είμαστε όλοι ειδικοί στη μουσική, που σημαίνει πως γίνεται κομμάτι μας πολύ νωρίς».

Μουσική- συναισθήματα.

Βασικό ερώτημα των επιστημόνων είναι το πώς η μουσική επηρεάζει τα συναισθήματά μας. Η έρευνά τους βοηθά και σε άλλους τομείς: Μάς βοηθά να καταλάβουμε πώς λειτουργεί η μνήμη, πώς σκέφτονται οι αυτιστικοί, γιατί οι πρόγονοί μας άρχισαν να παίζουν μουσική πριν από δεκάδες χιλιάδες χρόνια.

Στο βιβλίο του «Τhis is your brain on music», ο Λεβίτιν γράφει πως η παρεγκεφαλίδα, το τμήμα του εγκεφάλου που βοηθά στον έλεγχο της κίνησης, έχει άμεση σύνδεση και με τα αυτιά και παράγει τις συναισθηματικές μας αντιδράσεις στη μουσική. Τα πειράματά του δείχνουν πως οι χημικές διαδικασίες του εγκεφάλου είναι διαφορετικές όταν ακούμε έναν δίσκο απ΄ ό,τι όταν βλέπουμε τον μουσικό να το ερμηνεύει ζωντανά.

Έντονα χαραγμένο. Ο Λεβίτιν άρχισε την καριέρα του ως μουσικός και ως παραγωγός. «Παρατήρησα ότι κάποιοι παραγωγοί μπορούν να αναγνωρίσουν αμέσως ελάχιστες διαβαθμίσεις στην ποιότητα της μουσικής και τον εξοπλισμό που χρησιμοποιήθηκε για την ηχογράφηση. Τότε άρχισα να αναρωτιέμαι πώς μπορεί να το κάνει αυτό ο εγκέφαλος και γιατί κάποιοι είναι καλύτεροι από άλλους». Τότε, άρχισε να παρακολουθεί μαθήματα πάνω στην επιστήμη του νευρικού συστήματος στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ και στη συνέχεια άλλαξε καριέρα. Στο πρώτο του πείραμα, ο καθηγητής ανακάλυψε ότι σχεδόν όλοι οι άνθρωποι μπορούν να τραγουδήσουν το αγαπημένο τους κομμάτι α καπέλα με μεγάλη ακρίβεια στον ρυθμό και τον τόνο της φωνής. «Τους ηχογραφούσα στον δρόμο και όταν το έπαιζα ταυτόχρονα με το αρχικό τραγούδι ήταν σα να τραγουδούσαν ακούγοντας τον δίσκο». Οι περισσότερες αναμνήσεις εξασθενούν ή αλλοιώνονται με τον καιρό. Η ανάμνηση ενός τραγουδιού όμως μένει έντονα χαραγμένη στη μνήμη μας, καθώς η μουσική ενεργοποιεί τα κέντρα ανταμοιβής του εγκεφάλου.

Μαγνητική τομογραφία. Μία ομάδα ειδικών στο νευρικό σύστημα χαρτογράφησαν την ακριβή διαδικασία παρατηρώντας 13 άτομα την ώρα που άκουγαν κλασική μουσική με έναν λειτουργικό μαγνητικό τομογράφο. Ο εγκέφαλος παρουσίασε έντονη χημική δραστηριότητα. Πρώτα, η μουσική προκάλεσε αντίδραση στον πρόσθιο εγκέφαλο, καθώς ανέλυε τη δομή του κομματιού. Στη συνέχεια, ο επικλινής πυρήνας και η κοιλιακή ωχρά σφαίρα παρήγαγαν ντοπαμίνη, χημική ουσία που ενεργοποιεί την αίσθηση της ανταμοιβής στον εγκέφαλο.

Αντέδρασε επίσης η παρεγκεφαλίδα, μία περιοχή συνήθως συνδεδεμένη με την κίνηση του σώματος. Καθώς ο εγκέφαλος αποκωδικοποιεί τον ρυθμό και τις συναισθηματικές κορυφώσεις του τραγουδιού, η παρεγκεφαλίδα αρχίζει να αντιδρά κάθε φορά που αλλάζει, έστω και ελάχιστα, η μελωδία ή ο ρυθμός. «Για πρώτη φορά είδαμε πως όλες αυτές οι διαδικασίες γίνονται με τη σειρά η μία μετά την άλλη σε απόλυτο συγχρονισμό. Πάντα ξέραμε ότι η μουσική βοηθά στη βελτίωση της διάθεσης. Τώρα είδαμε ακριβώς πώς γίνεται αυτό», λέει ο Λεβίτιν.


Πέρα από τη μαθηματική ικανότητα

ΠΟΛΛΟΙ ΠΙΣΤΕΥΟΥΝ ότι η μουσική και μαθηματική ικανότητα είναι άρρηκτα συνδεδεμένες. Η θεωρία αυτή έχει εξαπλωθεί μετά τη δεκαετία του ΄80. Ο Ντάνιελ Λεβίτιν έχει διαφορετική άποψη που τη διαμόρφωσε μελετώντας άτομα με το σύνδρομο Γουίλιαμς, μία γενετική δυσλειτουργία που μειώνει δραστικά τον δείκτη ευφυΐας. Οι πνευματικές τους ικανότητες είναι όμοιες με ενός μικρού παιδιού. «Δεν έχουν καμία αίσθηση του χρόνου, ούτε των μαθηματικών».

Όμως, τα άτομα αυτά επιδεικνύουν ασυνήθιστα υψηλά επίπεδα μουσικής ικανότητας. Ένα αγόρι με σύνδρομο Γουίλιαμς δεν μπορούσε να συντονίσει τις κινήσεις του για να ανοίξει τη θήκη του κλαρινέτου. Όταν όμως έπιανε στα χέρια του το όργανο, τα προβλήματα συντονισμού των κινήσεων εξαφανίστηκαν ως διά μαγείας και έπαιζε υπέροχα. Αν τα άτομα αυτά μπορούν να παίξουν τόσο καλά ένα μουσικό όργανο, τότε τα μαθηματικά δεν έχουν σχέση με τη μουσική. Ο Λεβίτιν συνεχίζει το πείραμά του με αυτιστικά άτομα, τα οποία συχνά είναι πολύ καλά στα μαθηματικά αλλά όχι στη μουσική.


Ανεπιβεβαίωτη θεωρία

ΜΙΑ ΑΛΛΗ δημοφιλής θεωρία είναι η θετική σχέση μουσικής και ευφυΐας. Το 1993, Αμερικανοί ερευνητές είχαν καταλήξει στο συμπέρασμα πως ακούγοντας Μότσαρτ για 10 λεπτά βελτιώνουμε την αντίληψη του χώρου. Όμως, σύμφωνα με νέα έρευνα Γερμανών επιστημόνων, δεν υπάρχει καμία απόδειξη γι΄ αυτό. Το μόνο που διαπίστωσαν είναι μία προσωρινή αλλαγή στη διάθεσή μας όταν ακούμε μουσική, η οποία διαρκεί μέχρι 20 λεπτά. Πάντως, κάποιες παλιότερες έρευνες έχουν αποδείξει πως τα μικρά παιδιά που κάνουν μαθήματα μουσικής βελτιώνουν τον δείκτη ευφυΐας τους.