En "bandspelare" för lukt?

Ungefär en gång om året verkar det annonseras ett nytt försök att “spela upp” eller “spela in” lukt och skicka den över internet, använda den som atmosfärsförhöjande effekt på bio eller dylikt. Det lovas guld och gröna skogar men ledar sällan till något vettigt och användbart. Senast ut i raden är en apparat från Tokyo Institute of Technology, som ska kunna fungera som en bandspelare och både spela in och spela upp lukter.

Lukt (och till viss del också smak) är ett förhållandevis outforskat och outnyttjat sinne, kommersiellt sett. Drömmen om att objektivt kunna mäta lukt har funnits länge, och går hand i hand med drömmen om att kunna skicka eller spela in lukt.

Senast ut i raden, enligt New Scientist Tech, är ingenjörer från Tokyo Institute of Technology. De utvecklar en apparat som ska kunna analysera en lukts sammansättning, spara den och spela upp den. Tidigare system som gjort liknande saker har ofta fallerat på att de har haft en begränsad repertoar av lukter som de kan återge. Pambuk Somboon från TIoT kommenterar:

“In video, you just need to record shades of red, green and blue. But humans have 347 olfactory sensors, so we need a lot of source chemicals.” (För video behöver man bara spela in rött, grönt och blått. Men människor har 347 luktsensorer, så vi behöver en mängd olika kemikalier att utgå från)

Och den insikten är helt korrekt. Tyvärr är den teknik och utrustning de har valt antagligen inte alls tillräcklig för det de vill göra (uppgifter av typen “peka med apparaten på en kaka och spela in dess lukt, för att kunna spela upp den efteråt”). Deras system består av 15 mikrochip och 96 kemikalier, och några av problemen med detta är:
*Mikrochip är sällan tillräckligt känsliga – och de känsliga mikrochipen blir ofta snabbt förorenade av det ämne de är känsliga för, eftersom dessa ämnen binder hårt till chipen.
*Det är väldigt svårt att konstruera mikrochip som är känsliga för samma sorts lukter som den mänskliga näsan (och som inte bara reagerar på vad det finns mest av).
*15 mikrochip är väldigt lite, om man vill kunna mäta ett stort antal lukter och skilja dem åt.
*96 luktämnen är också väldigt lite, om man vill kunna återge komplexa lukter (som lukter från mat ofta är – kaffe har till exempel runt 100 karakteristiska doftämnen)

För att inte tala om att vissa luktämnen, till exempel dill och mint, är spegelbilder av varandra. Man måste bygga väldigt specifika sensorer för att kunna skilja dem åt. Och för människor är det sannolikt högst relevant om tandkrämen smakar mint eller dill…

Den “guldstandard” för att mäta lukt som finns idag är gaskromatografi med masspektroskopi, som separerar alla luktämnen för sig och sedan mäter hur mycket av varje som finns. För att mäta på matlukter, och andra komplicerade lukter, är det sannolikt något sådant man behöver. Men detta är stora, tunga och dyra apparater som man inte flyttar runt hur som helst.

Att däremot använda systemet för att spela upp lukter är möjligt, men det kräver väldigt finkänslig kontroll. Ett exempelområde är det som nämns: att återskapa kroppslukter (blod, urin, galla) för att hjälpa en doktor som befinner sig på annan plats att ställa en diagnos. Många sådana lukter är människan väldigt känslig för (antagligen på grund av den stora evolutionära fördelen som det innebär att lätt kunna känna dem), vilket innebär att en apparat som ska ge samma förmåga både måste kunna detektera lukterna med mycket god noggrannhet och spela upp dem med mycket god noggrannhet i mycket små doser. Speciellt det senare lär vara väldigt komplicerat (antagligen är det bättre att spara mätvärdena som sifror och analysera dem på annat sätt).

Rent tekniskt sett är antagligen de enda lukter som går att spela upp, med dagens teknik, enkla smak- eller luktsatta produkter som är industriellt tillverkade (läsk, godis, tvål, tvättmedel…) Inte så spännande, och knappast något folk kommer betala stor mängder pengar för att kunna göra. Antagligen är det därför man vill måla upp lockande bilder av allt man skulle kunna göra med ett sådant system (bara det var lite, lite bättre än dagens), men jag tror att man målar in sig i ett hörn på så vis. Det är inget fel med att vara visionär, men om man varje gång lovar guld och gröna skogar – trots att tekniken inte håller – kommer snart ingen att ta ens tillämpning på allvar (notera till exempel att NewScientistTech inte har frågat några biologer eller liknande om systemet har möjlighet att fungera)…

Länkar
NewScientistTech
Vetenskapsnytt 6/6 2005: Idén om lukt över internet är ännu inte död)

Inte riskfritt att pumpa ner koldioxid i marken

Ett pilotprojekt som undersöker konsekvenserna av att pumpa ner stora mängder koldioxid i marken har synliggjort en tidigare förbisedd risk: koldioxid sänker markens pH så mycket att en mängd mineraler löses upp.

Koldioxiden som pumpades ner i marken under pilotprojektet sänkte pH:t från 6.5 till 3 (ungefär lika surt som vinäger). Vid så lågt pH löstes en mängd mineraler upp, vilket frigjorde många olika metaller: till exempel järn och mangan. Även organisk materia frigjordes, och mycket kalkinnehållande bergarter löstes upp. Upplösning av mineraler och kalkinnehållande bergarter är inte nödvändigtvis ett problem i sig, men kalkinnehållande bergarter förseglar ofta sprickor som till exempel leder till vattensamlingar under jord. Upplösning av kalk-“propparna” i sprickorna kan således leda till förorening av grundvattnet – speciellt i kombination med att metall och organiska ämnen frigörs av det låga pH:t.

Det låga pH:t kan också leda till att cement löses upp. I USA finns det cirka 2.5 miljoner övergivna gas- och oljekällor som är igensatta med cement, vilket skulle kunna leda till läckage om man pumpar ner koldioxid i marken i stor skala. Oljebolagen pumpar redan ner koldioxid för att trycka upp mer olja – det har ännu inte visat sig ge stora effekter, men det lär också bero väldigt mycket på var man pumpar – om det finns sprickor i berget omkring och om dessa sprickor leder till grundvatten.

Länk
ScienceNow

Varför man inte får halva poäng på hållfasthetstentan

Det finns en kurs på KTH (på andra ställen också, antar jag, men nu råkar jag ju ha gått på KTH) där man inte får halva tentapoäng för “god vilja”, eller en god ansats som inte löser problemet. Det är grundkursen i hållfasthetslära som jag gick för några år sedan.

“Ni förstår, i hållfasthetslära är det så att om man räknar fel så DÖR folk”, sa föreläsaren. Och då tänkte man, att sådana fel hittar man självklart redan på ritbordet, nu är han nog lite väl dramatisk. Men nu läser jag att den bro i norra Jylland i Danmark som rasade i april (en död, fyra svårt skadade) rasade på grund av dålig matte – ramverket som höll upp bron var helt enkelt inte starkt nog.

Där ser man.

(Läskigt nog säger konsulterna att de påpekade – utan att det åtgärdades – att den pelare som senare rasade var underdimensionerad. Så felet fastnade nästan på ritbordet)

Länk
Copenhagen Post (via NewsDaily)

Bild på ögon får folk att bete sig mer ärligt

Folk beter sig i allmänhet mer ärligt i närvaro av andra människor – inte så konstigt. Men ett nytt psykologiexperiment visar att det kan räcka med att bli betraktad av en bild för att trigga ärligt beteende.

Om man jobbar ihop med psykologer kan man bli deltagare i ett experiment när man minst anar det. Personerna som arbetar på psykologiinstitutionen på Newcastle University har, precis som folk på många andra arbetsplatser, kaffe och te till självkonstnadspris i fikarummet och en liten låda där man lägger i pengar. Det är ett välkänt problem att folk ofta inte lägger pengar i sådana lådor. Experimentet gick ut på att sätta upp en ny prislista varje vecka, med samma priser men en ny bild längst upp. Vissa veckor var det en bild på blommor, andra veckor en bild på ett ansikte med ögonen riktade rakt fram (som alltså “såg tillbaka” på den som betraktade bilden). Och veckor när det suttit uppe en ansiktbild betalades det i genomsnitt 2.76 gånger mer pengar i boxen (jag antar att de kalibrerade mot mängden fika som gick åt, men det framgår inte riktigt).

Liknande effekter har observerats tidigare, till exempel när försökspersonerna blivit betraktade av en söt robot, men enligt Gilbert Roberts, som är en av personerna bakom försöket, är det första gången man observerat effekten i en verklig situation där försökspersonerna använt sina egna pengar.

Detta till synes enkla experiment kan också få effekter på synen på hur generösa människor i allmänhet är. Många tidigare försök har visat att försökspersonerna beter sig oväntat generöst i jämförelse med vad som ligger i deras eget intresse, även när de kunnat vara anonyma. Men om bara en fotokopierad bild kan få folk att bete sig nästan tre gånger så ärligt, säger Newcastlegruppen, är det fullt möjligt att subtila detaljer i de tidigare försöken fått försökspersonerna att känna sig bevakade – och därmed mer generösa.

Länk
New Scientist

Språk påverkar hur hjärnan behandlar lästa siffror

En studie på kinesisktalande och engelsktalande visar att det finns skillnader i hur hjärnan behandlar siffor. Kinesisktalande tenderade att använda visuo-spatiala delar av hjärnan, medan engelsktalande i större utsträckning använde språkrelaterade delar av hjärnan. Forskargruppen bakom studien tror att resultaten beror på hur personerna använt hjärnan för att lära sig språk.

När kinesisktalande läser använder de mer av hjärnans visuo-spatiala delar än vad engelsktalande gör. En amerikansk-kinesisk forskargrupp har därför undersökt om det samma gäller för siffror. Undersökningen gjordes med arabiska siffror (våra “vanliga” siffror), som används av båda grupperna (det finns även kinesiska tecken – en förenklad version och en mer komplicerad formell version – som kan användas istället för siffrorna, men arabiska siffror används för matematik). En symbolmanipuleringsuppgift med meningslösa tecken visade ingen skillnad mellan gruperna, men när symbolerna istället ersattes med siffror syntes klara skillnader enligt samma linjer som för text: de kinesisktalande använde mest hjärnans visuo-spatiala delar, medan de engelsktalande mest använde hjärnans språkrelaterade delar. Skillnaderna syntes också i resultaten från två andra uppgifter som rörde aritmetik och jämförelser av numeriska värden.

Forskarna spekulerar i om skillnaden kan bero på hur de olika grupperna använder hjärnan för att lära in språk, och inte bara på hur deras hjärnor behandlar språk. Detta eftersom man vet att barn med kinesiska som modersmål till stor del använder sig av syn (och att kopiera tecken) när de lär sig skriva, medan barn med engelska som modersmål mer använder sig av hörsel (och bokstavering). De utgår således från att skillnaden är kulturellt (inlärningsmässigt) betingad, och inte fanns när personerna var nyfödda.

Resultaten kommer publiceras online i Proceedings of the National Academy of Sciences i veckan.

Länk
ScienceNow

Symboliskt tänkande kan vara 100000 år gammalt

Fynd av två stycken 100000 år gamla snäckskalspärlor indikerar att människan började ha ett självbegrepp mycket tidigare än man hittils trott. Självbegrepp anses vara ett enkelt fall av symboliskt tänkande, vilket skulle innebära att den “mentalt moderna” människan kan vara mycket äldre än vad man tidigare ansett.

När uppstod egentligen den moderna människan? Rent genetiskt skedde det när Homo Sapiens uppstod, ungefär 200000 år sedan. Om den tidiga Homo Sapiens verkligen var “mentalt modern”, det vill säga hade förmåga till symboliskt (abstrakt) tänkande och åtminstone en enkel form av kultur, är betydligt mer omstritt. Fram till nyligen verkade symboliskt tänkande kunna påvisas först för cirka 40000 år sedan (från den tiden har man hittat grottmålningar, spår av begravningsritualer etc). Men datumet flyttades bakåt i tiden för ett par år sedan, när man fann 75000 år gamla snäckskalspärlor i Blombos-grottan i Sydafrika (man hade ett par år tidigare även funnit fiskeredskap och en dekorerad sten). Och nu har man funnit två ännu äldre snäckskalspärlor – dateringen ger att de är ungefär 100000 år gamla.

Fyndet är i själva verket inte nytt, bara dateringen. De två snäckskalspärlorna ifråga, ihåliga skal av arten Nassarius gibbosulus, fann arkeologer redan på 1930-talet under utgrävningar vid Skhul i Israel. I samma arkeologiska “lager” i marken fanns även flera begravda människor. Pärlornas ålder fastställdes genom att man verifierade att sedimenten på pärlorna tillhörde samma lager som de begravda människorna. Gravarnas ålder har tidigare bestämts till någonstans mellan 100000 och 135000 år. Pärlorna kan ha använts enbart för dekoration, för att markera etnicitet eller grupptillhörighet, men också som gåvor eller en enkel form av betalningsmedel (i byteshandel). Skhul låg vid den aktuella tiden mellan 3 och 20 kilometer från havet, och arten Nassarius gibbosulus finns nu bara i centrala till östra medelhavstrakten. Båda dessa saker gör det mindre sannolikt att snäckorna kommit till Skhul på naturlig väg. (I artikeln om fyndet nämns även en tredje snäckpärla som man fann i Oued Djebbana i Algeriet på 1940-talet. Den är inte väl åldersbestämd – den tros vara cirka 35000 år gammal, kanske äldre – men å andra sidan ligger fyndplatsen 190 kilometer från havet).

Blombos-fynden blev hett omdebatterade, och det kommer säkert även dessa fynd blir eftersom deras ålder gör dem än mer kontroversiella. Ett par av argumenten mot Blombos-fynden var att det är svårt att bevisa att hålen i snäckorna verkligen har tillverkats, och inte uppstått på naturlig väg – vilket egentligen inte är ett helt vattentätt argument. För även om hålen i snäckorna uppstått på naturlig väg kan de fortfarande användas som pärlor (även om det är mer anmärkningsvärt att ha tillverkat pärlor, och inte bara trätt något med ett lämpligt hål i på ett snöre). Slitmärken på pärlorna lär dock överensstämma med att de burits som halsband eller liknande, och forskarna är övertygade om att hålen åstadkommits med flintborr – de har provat att själva borra hål med samma metod. Tills man hittar så gamla flintborrar får det nog ändå ses som en hypotes (om snäckorna var bytes- eller handelsobjekt behöver borrarna dessutom inte alls ha funnits på samma plats, vilket krånglar till bevisfrågan något).

Ett annat argument är att pärlorna kan vara betydligt yngre och sedan ha “vandrat” neråt i sedimentlagren. Det argumentet är naturligtvis svårt att visa eller motbevisa.

Resultaten rapporteras i veckans Science.

Länkar
Nature News
Dagens Nyheter
kommentar i Science (kräver pren.)
artikeln (Science, kräver pren.)

Evolutionsbiolog utvecklar smart dateringsmetod för gamla tryck

Tryckverktyg som träblock och kopparplåtar borde brytas ned i konstant hastighet, ungefär som gener samlar på sig nya mutationer med en konstant hastighet. Med det i åtanke konstruerade evolutionsbiologen Blair Hedges en dateringsmetod för gamla tryckta verk.

Evolutionsbiologen Blair Hedges har en hobby: att samla på antika tryck och kartor. Att fastställa exakt hur gamla sådana tryck är kan vara knepigt; man kan gissa utgående från slitningsgraden på verken, eller försöka hitta ett vattenmärke med känd ålder i pappret – ingetdera verkar vara lätt. Hedges bestämde sig för att utgå från den utrustning som används för att framställa trycken, det vill säga träblock och kopparplåtar, snarare än trycken själva. Utifrån resonemanget att blocken och plåtarna borde samla på sig defekter med konstant hastighet – analogt med kunskapen han hade från sitt arbete; hur gener samlar på sig mutationer i konstant hastighet – utvecklade han sedan en dateringsmetod som han testade på 2674 tryck från renässansperioden. Resultaten publiceras online denna vecka i Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences.

Tryck från träblock hade till en början rena kontinuerliga linjer, men samlade med tiden på sig fler och fler små hål i linjerna – antagligen från små sprickor som uppstod när träet åldrades. Koppartryck bleknade med en hastighet som matchar korrosionshastigheten för koppar. Eftersom defekterna verkligen såg utt att uppstå med konstant hastighet testade han sedan sin metod på ett omstritt tryck från 1500-talet (den italienske kartografen Benedetto Bordones Isolario, som är en atlas över öar). Tryckdatum för tre av de fyra utgåvorna var känt, men åldern på den fjärde utgåvan har debatterats i 200 år (!). Hedges metod ger att den trycktes i februari 1565, plus minus 16 månader, vilket otvetydigt gör den till den sista av utgåvorna.

ScienceNow intervjuar även en bibliograf som kallar metoden revolutionerande, i och med att den har potential att göra dateringen av gamla tryck betydlig mer noggrann än vad den är för närvarande.

Länk
ScienceNow

Fladdermöss lär sig äta det som låter gott

De flesta har någon gång beställt mat på en restaurang genom att beställa in den till synes smaskiga rätten som de vid grannbordet äter. Nu visar det sig att fladdermöss gör ungefär samma sak – fast med ljud istället för syn. De kan lära sig att äta nya bytesdjur genom att lyssna på vad andra fladdermöss fångar och äter.

Forskarna Rachel Page och Mike Ryan, som studerar de grodätande fransläppsfladdermössen i Panama, fångade in ett antal vilda fladdermöss och undersökte hur de reagerade på läten från grodarter som den normalt inte åt (i det här fallet den stora giftiga arten agapadda (cane toad), som man kan utgå från att de inte normalt äter). De fann att fladdermössen snabbt kunde lära sig att betrakta den nya grodarten som mat, om de observerade en annan fladdermus som åt en sådan groda.

Fladdermössen hölls i en stor utomhusbur, och grodlätet spelades upp i en högtalare. Fladdermöss som närmade sig högtalaren belönades med en bit rå fisk. De fladdermöss som lärt sig fick sedan bli lärare åt andra fladdermöss. I genomsnitt behövde en fladdermus observera en “lärare” som “åt” en groda fem gånger, innan den själv såg grodan som mat. Page och Ryan föreslår att fladdermössen lokaliserar läraren med ultraljud och sedan lyssnar på den när den tuggar i sig sin mat.

De föreslår också att fladdermössens oväntat stora flexibilitet i att lära sig äta ny mat innebär att en grupp fladdermöss snabbt kan byta diet, utan att de var och en behöver lära sig genom att göra misstag.

Länk
nyhetsrelease (Science Daily)

Vad har giraffer och piloter gemensamt?

Giraffer och piloter har ett gemensamt problem: blodförsörjningen till hjärnan kan tillfälligt minska drastiskt på grund av kraftig acceleration. Piloter har speciella flygdräkter för att inte svimma, men girafferna löser det enklare än så: med ett starkt hjärta.

När en giraff reser sitt nerböjda huvud, till exempel efter att ha druckit vatten, rör dess huvud sig flera meter på kort tid. Accelerationen ger ett stort blodflöde ut från hjärnan – så varför svimmar inte giraffen? Det har tidigare spekulerats i att giraffer skulle ha utvecklat ett speciellt “sifonsystem” (där det stora blodflödet ut från hjärnan skulle dra in nytt blod från kroppspulsådern) för att klara av sådana situationer, men ny forskning visar att det snarare nog rör sig om att giraffen har ett extra starkt hjärta.

En zoologigrupp från University of Wyoming bestämde sig för att undersöka det hela genom modellering – men inte datormodellering utan en betydlig handfastare variant med PVC-slangar (=blodådror), en elektrisk pump (=hjärtat) och vatten (=blod). När stela PVC-slangar användes fungerade sifonteorin, men när de stela slangarna byttes ut mot mjukare gummislangar som mer liknar de flexibla blodådrorna sögs inget “blod” upp i “hjärnan”. Att låta “hjärtat”, det vill säga den elektriska pumpen, göra allt jobb fungerade däremot smidigt.

Modellen förklarar varför giraffen har så högt blodtryck, säger Graham Mitchell (till Science Now) som lett gruppens arbete. Han misstänker att giraffen också har en muskelring som dras åt runt halsvenen när giraffen står upp, för att hålla trycket i hjärnan.

Länk
Science Now

Blir man mer kontrollerad med åren?

Med åren blir man mer positivt inställd till sina medmänniskor, föreslår ny forskning. Hjärnröntgen visar att äldre blir bättre på att känna igen glada ansiktsuttryck och bättre på att undertrycka reaktioner på rädda ansiktsuttryck.

Det finns sedan tidigare indikationer på att äldre är mer känslomässigt stabila. Forskarna bakom de nya resultaten, en grupp från Australien, ville undersöka om det hade en biologisk bakgrund. 242 frivilliga mellan 12 och 79 år fick titta på bilder av ansiktsuttryck och sortera ut de som var rädda och glada från de övriga (det fanns även bilder på arga, äcklade och ledsna ansiktsuttryck). Äldre var bättre på att plocka ut glada ansikten medan tonåringar var bättre på att plocka ut rädda ansikten. Äldre visade även större aktivitet i ett område som är kopplat till känslokontroll – mediala prefrontala cortex – när de såg rädda ansikten, jämförtmed vad tonåringar gjorde. (Mediala prefrontala cortex undertrycker aktiviteten i amygdala, en hjärnarea som styr rädsloreaktioner. )

Orsaken till skillnaden mellan gamla och unga är oklar, men man vet från försök på råttor att höga nivåer av stresshormoner kan minska aktiviteten i mediala prefrontala cortex. Kanske är tonåringar i medeltal mer stressade?

Sedan kommenterar också en antropolog till New Scientist att våra jägar-samlar-förfäder kanske “hade nytta av lyckliga äldre som hade en lugnt förhållningssätt till att lösa konflikter”. Det tycker jag nog är en lätt övertolkning av resultaten. Blir man nödvändigtvis lycklig av att se andra lyckliga människor? Och om man ska medla i en konflikt borde det väl vara minst lika användbart att se vem som ser arg ut? Men ökadkänslokontroll kan nog definitivt vara användbart om man ska medla, och även annars…

Länk
New Scientist