TBT: Spanje

Naj vam povem pravljico, pravzaprav zgodbo, za lahko noč? Beseda tedna je spanje.

Ali ste vedeli?

Da smo ljudje pred letom 1600 imeli dva cikla spanja. Prvi je bil tako imenovani smrtni oz. trdni spanec ("dead sleep"), sledili sta mu ura ali dve bedenja in nato še drugi štiriurni interval spanja. Na to kaže več kot 500 literarnih virov, ki jih je v knjigi At Day's Close: Night in Times Past, opisal zgodovinar Roger Ekirch. V koncu 20. stoletja je psihiater Thomas Wehr raziskoval spanje, tako da je zbral skupino ljudi in jih vsak dan za 14 ur zaprl v temen prostor. Po mesecu dni so se testiranci privadili in "razvili" dva cikla spanja z vmesnim stanjem budnosti. Vseeno to ni bil povod za bolj natančno raziskovanje spanja. Ljudje se še zmeraj držimo osemurnega spanca. Šele v zadnjem času se je s spanjem začel ukvarjati zgoraj omenjeni zgodovinar Roger Ekirch.

Kaj pa so ljudje počeli v času bedenja?

Nekateri so brali, nekateri so se pogovarjali, obiskali sosede, molili, kadili ... Obstajajo dokazi, da so v 15. stoletju obstajale posebne molitve za čas med obema cikloma spanja. Poleg vseh teh, enih bolj, drugih manj družabnih aktivnostih so se zaljubljeni pari tudi ljubili. Zdravniški priročnik iz Francije v 16. stoletju je parom, ki so želeli zanositi, celo priporočal seks po prvem ciklu spanja namesto po napornem delovnem dnevu, ker naj bi bilo takrat spočetje bolj zanesljivo, ob tem pa naj bi tudi bolj uživali.

Kako pa to, da ne spimo več na ta način?

Že Ekirch je ugotovil, da je bilo v poznem 17. stoletju podatkov o dveh ciklih spanja počasi vedno manj. Začelo se je v višjih slojih urbanih družb severne Evrope in se je kasneje v 200 letih razširilo po celotni zahodni Evropi. Do leta 1920 je zamisel o dveh ciklih spanja dokončno izginila iz naše družbene zavesti. Razlogi za to naj bi bili osvetljava mest in hiš, odprtost kavaren tudi ponoči in še drugi dejavniki, ki so vodili v to, da je noč postala del aktivnega dneva, s čemer se je skrajšal čas za nočni počitek. Razloge za to spremembo in načine, kako naj bi se to zgodilo, opisuje tudi ameriški zgodovinar Craig Koslofsky v svoji novi knjigi Evening's Empire. Tam poudarja, da so bile noči v času pred 17. stoletjem nevarne. Dogajalo se je veliko kriminala, kraj, pijanosti in prostitucije. Tudi bogatim, ki so imeli denar za sveče, se ni zdelo vredno bedeti ponoči. To pa se je spremenilo v času reformacije in protireformacije. Protestanti in katoliki so ponoči opravljali skrivne posle, da jih ne bi preganjali drugi. Tako so tudi vplivni ljudje, poleg kriminalcev, začeli delovati ponoči. Tako se je to preneslo med višje sloje, ki so si lahko privoščili sveče. Kasneje, s prihodom cestne osvetljave, pa se je ta težnja prenesla tudi med nižje razrede družbe. Leta 1667 je Pariz postalo prvo mesto z cestno osvetljavo. Sprva z voskastimi svečami v steklenih lučeh, kasneje pa so v Amsterdamu razvili oljne svetilke. Do konca 17. stoletja je imelo več kot 50 evropskih mest cestno osvetljavo tudi ponoči. V Ljubljani so oljne luči zasvetile leta 1751.

Noč je postala njihov dan in ležanje v postelji zapravljanje časa. Ljudje so se začeli veliko bolj zavedati časa in ga želeli učinkovito uporabljati.

Do večjega preskoka je prišlo ponovno v času industrijske revolucije. Leta 1829 so celo pozivali starše, naj odvadijo otroke prvega in drugega spanja. Do sedaj smo se več kot očitno privadili skupnega osemurnega spanca. A strokovnjaki opozarjajo, da verjetno tudi zaradi prvotnega deljenega spanca prihaja do veliko motenj spanja. Ena izmed bolj znanih je nezmožnost vzdrževanja spanca "sleep maintenance insomnia", pri kateri prihaja do problemov z ohranjanjem spanja oz. prezgodnjim zbujanjem ponoči. Opisani sindrom se začne pojavljati v virih sočasno s spremembo spalnega cikla.

V BBC-jevem prispevku opozarjajo tudi na to, da naj bi bil bimodalni (dvonačinski) spanec bolj naraven in da je nujen za znižanje stresa. V tem času naj bi se organizem sprostil. Po drugi strani pa so ljudje, ki imajo motnje spanja v sodobnem času in se zbujajo po prvem spancu, težave z anksioznostjo. Vsekakor bi se nam obrestovalo bolj natančno raziskovanje spanja.

Kakorkoli, v BBC-jevi radijski oddaji o spanju oxfordski profesor, cirkadialni nevroznanstvenik Russel Foster v rubriki 60 sekund o ideji predstavlja idejo o tem, da naj bi srednješolci in študentje začenjali s poukom in predavanji po deseti uri, saj so takrat bolj pripravljeni za delo. Nasprotno pa naj bi profesorjem bolj ustrezale zgodnje ure. Potem se pogovor nadaljuje in prvotne trditve potrdi tudi ameriški profesor zgodovinar Craig Koslofsky, ki ob tem navede tudi primer, da naj bi si v povprečju, vsaj ameriški študentje, ki imajo na voljo različne termine predavanj, redko izbirali predavanja, ki se začnejo ob osmi oz. deveti uri. Medtem si profesorji redko izbirajo predavanja v popoldanskih urah. Opozarja pa tudi, da ne smemo preveč verjeti temu povprečju. Vse je odvisno tudi od vsakega posameznika.

Kot zanimivo dejstvo lahko še omenim, da je bil do sedaj v zgodovini najdaljši t. i. ponočnjak  ("all-nighter") leta 1963 Randy Gardner (17 let), ki je brez zaužitja kofeina ali česa podobnega bedel kar 264 ur.

Predstavila sem zgodovinski pregled spalnih navad, naj vas sedaj seznanim še z bolj naravoslovnim pogledom na spanje.

Za to si sposojam vprašanje s spletne strani "How Stuff Works?" Kako deluje spanje?

Spanje delimo v dve fazi, in sicer ne-REM fazo (75 %) in REM fazo (25 %). Ne-REM faza služi počitku, temperatura organizma pade in poraba energije se zmanjša; utrip, dihanje in delovanje ledvic se upočasnijo, prebava pa pospeši. Možgani so brez dela, telo se lahko premika. Nasprotno je v REM fazi povezava med možgani in mišicami na telesu prekinjena, pride do atonije mišic, torej se telo ne more premikati, aktivne ostanejo le mišice, ki nadzorujejo oko in uho; pride do visoke porabe kisika, temperatura pade. Tipična REM faza so aktivni halucinirajoči možgani, ujeti v paraliziranem telesu; po domače povedano, sanje.

Kako se opisani fazi izmenjavata?

Spalni cikel poteka z menjavanjem ne-REM in REM faze. Skozi celoten cikel se faza nerema krajša, predvsem spodaj opisani stanji 3 in 4. Vseeno pa mora biti med dvema REM fazama spanja vsaj 30 minut neremskega spanja. Ne-REM faza je sestavljena iz štirih sanj, in sicer:

• stanje 1: tranzicijsko spanje, najšibkejše, upočasnitev alpha ritmov do theta ritmov, dremanje
• stanje 2: globlje, občasne 8-14 Hz oscilacije na EEGju (talamični ritmovnik), K kompleks, traja od 5 do 15 minut
• stanje 3: delta ritmi
• stanje 4: globoko spanje, EEG ritem < 2 Hz, traja od 20 do 40 minut
• preskok v stanje 2 in v REM fazo

Ne-REM in REM fazo lahko primerjamo tudi glede na aktivnost nevronov. Pri REM fazi je bolj aktiven ekstrastriatni korteks, nad primarno vidno skorjo in limbični sistem.

Zanimivo vprašnje je tudi, ali potrebujemo sanje?

Raziskovalci so prikrajšali testirance za REM faze spanja. Po nekaj dneh posebno zoprne obravnave, pri kateri so testirance zbujali ob vsakem prehodu v REM stanje, so raziskovanci vstopali v REM fazo bolj pogosto in hitreje. Še bolj zanimivo pa je dejstvo, da so po koncu zoprnega zbujanja testiranci časovno, v razmerju s trajanjem prikrajšanja, nadoknadili izgubljena REM stanja. Poleg tega naj bi REM faza spanja imela tudi vlogo pri tvorjenju spomina in učenju, vendar so dokazi za to še nejasni.

Glavni promotorji spanja. To so tiste čudežne molekule, ki sprožijo zaspanost v nas in nam začnejo v zapirati oči in ... Kakorkoli, molekule, ki promovirajo spanje, so interleukin 1, ki je sicer del imunskega sistema, in ta zanimiv adenozin, na receptorje katerega deluje kofein, ki je antagonist (tekmuje s adenozinom in zapolni receptorje ter jih tako deaktivira) adenozinskih receptorjev, in bolj znani melatonin, ki ga sprošča edini neparni del možganov, epifiza. Epifiza je med drugim navdušila tudi nekatere filozofe. Descartes jo je določil za sedež duše.

Naj vam na hitro opišem delovanje kofeina. Adenozin "umiri" možgane, medtem ko je vpliv kofeina ravno obraten. Sproži aktivnost možganov in nas prebudi, ima pa vpliv tudi na hipofizo in izločanje epinefrina oz. adrenalina. Viva la caffeine.

Ampak kofein za nekatere ni dovolj. Imam prijatelja, ki mi je že nekajkrat ves navdušen razlagal o neki znanstvenofantastični knjigi, ki opisuje ljudi brez gena za spanje, in ljudi, ki morajo spati. Seveda so tisti brez spanca bolj uspešni. Kaj več o tej zgodbi pa ne vem, ker je nisem brala. Če pa kdo pozna to zgodbo in se poleg tega še spomni naslova knjige, se zanj priporočam.

Torej, najti moramo gen za spanje, inhibirati njegovo izračanje in nam ne bo treba več spati. Ko bi le bilo tako preprosto! "Gen za spanje" je že celo odkrit. Gre za ABCC9 gen. Naredili so genetsko in vedenjsko raziskavo. Različne ljudi so dali spat v mirno okolje in spremljali, kako dolgo so spali. Ugotovili so, da so določeni ljudje z dvema kopijama ene variante spali manj časa kot drugi z dvema kopijama druge variante gena. Torej, če želite spati manj, svetujem genetsko zdravljenje ABCC9 gena; lahko ga vodite do mutacij in si pridobite dve kopiji prave variante za nespanje. Ampak, kaj si res ne želite sanjati in uživati v nekaj več urah počitka?

To je to! Pa sladke sanje!

Z

Današnji zapis je v večini povzet po BBC News: The myth of the eight-hour sleep.

Cookieland

The name of my blog means something like Cookieland in English. Due to the knowledge and the stuff I am posting is like a cookie for me (and hopefully also for you.) Although it doesn't help me to resist actual cookies ... So my decision for cookies goes like this ...

... until there is no cookies anymore. 

That's it!

Z

Super človek, matematika in morfogeneza

Zadnjič sem po radiu slišala, da bomo v Sloveniji potrebovali renesančnega človeka, ki bo vodil superministrstvo. Tisto za kulturo, šport, šolstvo in še kaj. Ne vem, če ga naše malo ljudstvo premore.

Sem pa v zadnjem času nekajkrat naletela na zelo zanimivega človeka, ki bi mu lahko pripisali naziv renesančnega. Bil je matematik, razvozlal je Enigmo, bil je homoseksualec, naredil je samomor, je oče umetne inteligence, vprašal se je ali stroj misli in še kaj. Med drugim je predpostavil tudi matematično teorijo, o tem zakaj in kako živali tekom morfogeneze pridobijo različne vzorce (npr. tigri črte). Govorim o Alanu Turingu.

Mimogrede po eni izmed teorij, kako je Apple dobil svoj logotip, naj bi se Steve Jobs odločil za ogriženo jabolko, ker se je Turing, ko je delal samomor zastrupil z jabolkom in je za njem ostalo le ogriženo jabolko.

Turing je v članku The chemical basis of morphogenesis, predpostavil teorijo o formiranju vzorcev na/v živih organizmih. Usmeril se je v kemijske osnove morfogeneze. Opisal je, da naj bi obstajali morfogeni. To naj bi bile molekule s sposobnostjo, da tekom razvoja sprožijo diferenciacijo tkiv. In res so kasneje, 30 let po tem, Lewis, Wieschaus in Nusslein-Volhard odkrili prave morfogene v embrijih Drosophila. Za kar so leta 1995 dobili nobelovo nagrado za medicino. Turinga so zanimali predvsem vzorci v organizmih, kot so naprimer črte pri tigru. Vzorci so ga zanimali predvsem, ker so ena izmed nesimetričnih stvari v živalskih organizmih. Predpostavil je, da ima zarodek na začetku enako količino morfogenov, s translacijsko simetrijo, ki pa se izgubi, ob začetku nastajanja tkiva.

Turing, kot matematik, se je problema lotil z matematičnim trikom. Ustvaril je nelinearen sistem, tako da je uporabil razpršeno diskontinuiteto, v drugače linearnem sistemu v določenem trenutku. Torej, brez difuzije oz. razpršenosti je sistem stabilen in homogen. Nasprotno pa z difuzijo postane nestabilen in tvori prostorske vzorce. Čar tega trika je, da je nelinearnost ujeta samo v določen trenutek, drugače pa je v uporabi teorija linearnih enačb. Turing je s tem pokazal, kako lahko difuzija oz. razpršenost ustvarja vzorce. V tem dvo-komponentnem difuznem/razpršenem sistemu je predpostavil obstoj aktivatorja in inhibitorja. Vse jasno?

Turing je bil tudi prvi, ki je začel s računalniško eksperimentacijo. Prišlo je do prehoda iz analitske matematike do računske matematike (computational mathematics). Ta je sedaj pogostokrat uporabljena tudi med biologi, ki skupaj z informatiki in matematiki, raziskujejo in modelirajo kompleksne biološke sisteme. Turing se je zavedal, da bodo za tovrstvno raziskovanje in modeliranje kompleksnih sistemov, nujno potrebni novi digitalni računalniki.

Danes smo tako daleč, da si ljudje želijo pridobiti kar milijardo evrov, zato da bodo modelirali človeške možgane. Nekateri pa obljubljajo napovedovanje prihodnosti. Ne vem, kaj je bolj noro?

Čas je da preidemo nazaj na biologijo in vzorce v živalskem svetu. Turing je v članku opisal tentakle od Hydra in vretena listov Asperula odorata (perla). Raziskovalci pa so v članku opisali nastanek grebenov na nebu miši. Govorim o nebu v ustih in grebenih na njem. Odkrili so neposredni dokaz za sistem aktivator-inhibitor pri nastajanju razmakov med grebeni na nebu.

Našli so dva morfogena. ki naj bi bila odgovorna za nastanek grebenov in prostora med njimi, in sicer FGF (Fibroblast Growth Factor) in Shh (Sonic Hedgehog). Rezultati so pokazali, da je FGF pot aktivacijska in Hedgehog pot inhibitorna v Turingovemu tipu sistema razpršene reakcije, ki naj bi opisoval nastanek prog oz. grebenov na nebu miši. Seveda obstajajo tudi druge teorije nastanka tovrstnih vzorcev. Ena izmed njih je teorija lateralne inhibicije, ki pa so jo v članku zavrgli. Z odstranitvijo pasa med grebeni, kjer naj bi bili v večji meri izraženi inhibitorni Shh, so ugotovili, da se je Shh začel izražati v smeri proti odstranjenemu inhibitornemu pasu. Tako kot je bilo to predvidemo po Turingovi enačbi. Kar je pomenilo, da je sistem pasov in grebenov zelo nestabilen in se lahko hitro spremeni.

Avtorji so v zaklučki omenili, da je sicer preprosto opisan sistem, v resnici veliko bolj kompleksen in da so pri tem soudeleženi še drugi geni, ki lahko aktivirajo oz. inhibirajo ekspresijo FGF in Shh.

Opisan sistem aktivatorja-inhibitorja je tako poseben, ker je eden izmed prvih, ki je Turingov model razložil tudi do molekularnega nivoja. Večina modelov je predstavljenih s računalniškimi simulacijami, ker gre za preveč kompleksne molekularne mehanizme, da bi jih lahko tako natančno in nadzorovano raziskali. Poleg tega so tovrstne raziskave uporabne tudi za raziskovanje matičnih celic.

Med pisanjem današnjega zapisa sem skušala ugotoviti, koliko grebenov imam na nebu. Pa sem zasledila v članku, da imamo ljudje 4 grebene. Pujsi jih imajo kar 21, miši pa 8. Služijo zaznavanju, čutenju in držanju hrane. Verjetno pri ljudeh počasi izgubljajo svojo funkcijo in jih je zato manj ter so manj opazni.

Za zaključek vas še informiram o tem, da je letos Turingovo leto in tako so pri Nature pripravili posebno izdajo namenjeno temu velikemu zanimivemu super človeku. Vpliv Turinga prepoznavajo tudi  nevroznanstveniki, v kognitivni znanosti pa je, kot sem že omenila, postavil vprašanje ali lahko stroji mislijo. Res super človek. Škoda le, da ni definiral še, kaj je mišljenje?

To je to!

Z

TBT: Maska

Danes je pustni torek. Danes bom maska na blogu. Izstopila bom iz svojega udobja biologije in naravoslovja in "prestopila" na drugo, humanistično, stran.

Beseda pust nam sporoča, da je čas, da pustimo meso. V nekaterih slovanskih jezikih še zmeraj uporabljajo izraz "mesopust". Beseda karneval prav tako izvira iz besede "carne(le)vale", kar v prevodu pomeni pusti meso. Pust, naj bi nas, pripravil na post do velike noči. Jaz nisem niti verna, od mesa se postim ves čas, ker ga ne jem, zato pust izkoristim za zabavo. Ne morem iz svoje naravoslovne kože in moram omenit, da nameravajo kmalu tržiti hamburgerje z umetno nagojenimi mišičnimi celicami. (From Pig to Plate)

Ampak beseda današnjega dneva ni pust ali meso, ampak maska, maškara, šema, larfa ... vse te besede so naštete v knjigi Maske slovenskih pokrajin. Beseda maska, bi naj izhajala predindoevropskih jezikov in pomeni "umazanijo, črno poslikan obraz, temno prikazen, demonski pojav". Obstajala je tudi teorija, da beseda izhaja iz arabščine, kjer najdemo besedo maskarah in pomeni šaljivec, a so jo lingvisti zavrgli. Beseda je prastara, kot tudi njen pomen. Masca je v latinščini v sedmem stoletju pomenila "čarovnico", v takem pomenu se jo najde tudi v kasnejšem srednjem veku. Masca je med drugim pomenila tudi "moro", v galskem jeziku, naj bi zdravniki tako imenovali nočne prikazni, ki zavoljo preobilne tekočine vznemirjajo duše spečih in jih težijo. Različne izpeljanke besede maska najdemo v mnogih jezikih, pomeni pa segajo od šaljivca, glumača, do more in demona. Semantično naj bi beseda maska pomenila: pentljo, mrežo (v katero so zavijali mrliča, da se ne bi več vrnil); mrliča, ki se v mrežo zavit vrača; človeka, posebno žensko - čarovnico; našemljenca, ki v mrežo ovit predstavlja duha.

Maske so bile duhovi oz. so predstavljale duhove. Večinoma duhove prednikov, zato so velikokrat na karnevalih prisotne maske starcev in dedov. Nič kaj lepa zgodba o maskah, je pa zanimiva.

Odkrila sem še zanimivo delitev različnih mask. Poznamo živalske maske ali zoomorfne, človeške ali antropomorfne, rastlinske ali fitomorfne in fantazijske maske. Tole se sliši kar biološko.

Kdaj in zakaj pa so se začeli maskirati?

Že kamenodobne skalne slikarije prikazujejo našemljene moške, ki lovijo divjad. Starodavno živalsko masko, naj bi imeli za lovsko ukano, s katero so pretentali živali. A to ni edini razlog. Našemljeni lovci so opravljali obredno opravilo. Imeli so jih za čarovnike. Takrat še ni bilo oz. niso čutili, velike razlike med živaljo in človekom, človek se je čutil telesno povezan z živaljo. Iz tovrstnih predstav izvira totemizem, zato lovske maske imenujemo totemistične maske.

Kasneje v mlajši kameni dobi, ko se družbena struktura spremeni in postanemo ljudje živinorejci ter poljedelci, se pojavi nova vrsta mask, in sicer agrarnokultne maske. Predstavljale naj bi duhove narave. V mlajši kameni dobi so se pojavile tudi manistične maske, ki so služile ohranjanju zveze s predniki, ki naj bi se ob določenih časih vračali na ta svet. Maskiranec je tudi v tem primeru utelešal duha.

Maskiranci niso govorili kot ljudje, večinoma so plesali in dajali vtis nadzemeljskih bitij. Saj naj bi bili predniki, ki lahko kaznujejo žive za prestopke in vse kar je bilo v preteklem letu narobe. Če domači to dobro prenesejo, jim maskiranci - predniki dajo blagoslov za novo leto. Z maskami so ljudje iz nižjih slojev izražali tudi kritiko in satiro bogatejših slojev.

V zgodovini je obstojalo oz. še zmeraj obstoja več priložnosti, ko se ljudje našemijo. Bolj znana časa sta sredozimski in pustni čas.

Ljudje so se šemili v času okoli zimskega solsticija. V tem obdobju, naj bi prišlo do popoldnega preporoda časa. Čas je umiral in se ponovno rojeval. Za to so poskrbeli maskiranci, ki so prihajali kot predniki med zemljane in prinašali blagoslov. Prvotna funkcija teh praznikov je bilo očiščenje, katarza. Kasneje pa so se spremenili predvsem v zabavne obrede. Obstajalo je tudi izročilo "narobe sveta", ko so si smeli sužnji za dan ali dva zamenjati vlogo z gospodarji.

To sredozimsko početje se je končalo s prihodom krščanstva, ki je želel ukiniti vse običaje maskiranja. Kristjani so imeli tovrstne običaje za poganske in so se nad njimi zgražali. Tako sedaj obstaja edini pustni čas, ki je določen za 40 dni pred veliko nočjo. Pust začenja post. Zato predpustni čas, vsako leto določa začetek velikonočnega posta. Tudi datum pusta, je določen glede na to, kdaj je Velika noč. Veliko noč pa se praznuje prvo nedeljo po pomladanski polni luni. Post traja 40 dni in se začne na prepeličjo sredo, ki sledi, današnjemu, pustnemu torku. Pravi pust pa obsega nedeljo, ponedeljek in torek pred prepelično sredo, ko pokopljemo pust. Od tu torej izraz: "Pusti meso!".

Po mestih so v času pusta začeli nastajati karnevali. Za katere je značilna razposajensot ljudstva, norčavost in sproščenost. Omeniti je potrebno, da sje karnevale prirejalo plemstvo in meščanstvo. Ljudstvo je bilo le občinstvo.

Pust je torej zelo raznolik pojav - je poganski praznik, s katerim častijo duhove, ki so lahko živali, predniki ali pa narava. Kasneje, v času krščanstva pa je postal, bolj znan kot sproščeno, zabavno obdobje pred postom.

Da zaključim z maskami in maškarami. Maska predstavlja zakrit oz. spremenjen obraz. Maškara pa celotno preobleko, od glave do pet.

Ko sem bila mlajša, sem se vsako leto "namaškarala", bila sem: kloven, Pika Nogavička, dvorni norček, roža, hudiček, princesa, pirat, Bart Simpson ... hm, kaj več se pa ne spomnim.

Ne vem, če poznate zgodbo o drugačnem barvnemu slončku Elmerju, ki se je odločil, da si želi postati pravi sivi slon. Zato gre ponoči na pot in se obarva z jagodami slonje barve, se v njih povalja in se sivo obarvan vrne nazaj k ostalim slonom. Ker ga ne opazijo, opozori nase z glasnim: "Buuuu!" Takrat začne deževati. Dež odstrani Elmerjevo novo sivo barvo in spet postane barvno-kockast slon. Slonom je bila Elmerjeva potegavščina tako všeč, da sedaj praznujejo Elmerjev dan, ko se vsi našemijo v različne barve, Elmer pa je na ta dan pravi sivi slon.

Elmerjevo zgodbo sem opisala, ker želim, da si pusta na mojem blogu ne zapomnite kot praznika duhov in magije, ampak kot zabavnega praznika, katerega glavni razlog za praznovanje je zabava. Sloni se na Elmerjev dan zelo zabavajo. Mi pa se lahko s kom malo pošalimo, za en dan se lahko predstavljamo, da smo nekaj drugega, kot v resnici smo in se imamo fajn.

To je to!

Z

How to enjoy neuroscience?

Here it is. My first, and hopefully not last, post in English. During the last two or three weeks that I spent in my second home, the library, where I was studying for my exam in cognitive neuroscience, I collected some funny, nice, fantastic, useful, super, geek, nerd, cute, neurofanatic … quotes from the book on Neuroscience: Exploring the Brain.

"The brain has been called the most complex piece of matter in the universe. Brain matter consist of a fantastic variety of molecules, many of which are unique to the nervous system." I really like complex things! Brain’s complexity is one of the reasons I decided to study Cognitive Science (University of Ljubljana) and also partly why I studied biology at bachelor degree. Here are some interesting links about complexity of sex determination in living organisms.

"If the brain were a chocolate-chip cookie dough and the neurons were chocolate chips, the glia would be cookie dough that fills all the other space and ensures that the chips are suspended in their appropriate location." The name of my blog could be translated as cookieland to English. Besides I love chocolate-chip cookies. Yummy!

"Indeed, the term glia is derived from the Greek word for ‘glue’, giving the impression that the main function of these cells is to keep the brain running out of your ears!" Imagine, without glia cells, we would all have long ears and two long snots down from our nose and neurons would be firing and action potentials spiking all around us. Um... If it is like that, I would put genes for luciferin and luciferase in my neurons, so neurons would shine around me. My avatarian imagination...

"However, we still are confident that neurons perform the bulk of information processing in the brain. Therefore, we will focus 90% of our attention on 10% of brain cells: the neurons." The special ones ...

"Ion pumps are the unsung heroes of the cellular neurophysiology." Poor ion pumps.

"Normal flies, like humans, can be put to sleep with ether vapours." Muhuhahahaha!

"... The search was conducted using the fruit fly Drosophila melanogaster. While these insects may be annoying in the kitchen, they are extremely valuable in the lab, because their genes can be studied and manipulated in ways that are not possible in mammals." Thumbs up for Drosophila!

"Action potentials have certain universal properties, features that are shared by axons in the nervous systems of every beast, from squid to a college student." I am the beauty, who is the beast?

Chapter about The Effects of Toxins on the Sodium Channel
"The third and most important lesson from studying toxins? Be careful what you put in your mouth." At least one thing will stay with me forever.

"And among the motor neurons in the medulla are cells that control the tongue muscles via cranial nerve XII. (So think of the medulla the next time you stick your tongue!)" Will you? I don’t think so.

"Figure 7.25 shows a Nissl-stained coronal section through the caudal telencephalon of a rat brain. You don't need to be Cajal to see that different types of cortex can also be discerned based on cytoarchitecture." I gives you hope that you may become neuroscientist some day.

"The immense chemical complexity of synaptic transmission makes it especially susceptible to the medical corollary of Murphy's law, which states that if a physiological process can go wrong, it will go wrong." True story!

"Evolution is conservative and opportunistic, and it often puts common and familiar things to new uses." Evolution is the master of The Greatest Show on Earth (a must read).

"For the most part, they are similar or identical to the basic chemicals of life, the same substances that cells in all species, from bacteria to giraffes, use for metabolism." So … If it is in giraffes, then it is also in me (6.0’)?

"Therefore, remarkably, in one chemical step, the major excitatory neurotransmitter in the brain is converted into the major inhibitory neurotransmitter in the brain!" Be careful! It’s a thin line … between love and hate.

"Enzymes called protein phosphatase save the day, because they act rapidly to remove phosphate groups." Thumbs up for phosphatase!

"Neurons integrate divergent and convergent signaling systems, resulting in a complex map of chemical effects. The wonder is that it even works; the challenge is to understand how." I don’t want to be sentimental, but I am glad it works.

"Signals regulate signals, chemical changes can leave lasting traces of their history, drugs can shift the balance of signaling power - and, in a literal sense, the brain and its chemicals are one." How poetic!

"For now, remember that when one speaks of an emotional reaction that is beyond voluntary control-like "butterflies in the stomach" or blushing-it usually is mediated by the visceral PNS (the ANS)." The thing that I cannot control in my body.

"Thus, when we said previously that the cerebral cortex has expanded over the course of human evolution, we really meant that the neocortex had expanded. Similarly, when we said that the thalamus is the gateway to the cortex, we meant that it id the gateway to the neocortex. Most neuroscientists are such neocortical chauvinists (ourselves included) that the term cortex, if left unqualified, is usually intended to refer to the cerebral neocortex." Chauvinists!

After first two parts of the book. "It should be obvious by now that knowing the organisation of synaptic connections is essential to understanding how the brain works. It's not from love of Greek and Latin that we belabor the neuroanatomy!" Are you sure?!? I thought authors are just plain evil.

"Behavior happens. But why?" I am glad it happens, what about you?

"Motivation can be thought of as driving force of behaviour. By analogy, consider the driving force on sodium ions to cross the neuronal membrane (an odd analogy, perhaps, but not for a neuroscience text). ... Of course, human behavior will never be described by anything as simple as Ohm's law.” Authors almost got me, for a moment there, I thought it is that simple.

“To appreciate the significance of emotions, just imagine life without them. Instead of the daily highs and lows we all experience, life would be a great empty plain of existence with no significance.” Just like zombies. Sometimes I would actually like that and here is a guide for you, what to do, when we all, except you, become zombies.

“But why do we sleep? What purpose does it serve? Despite many years of research, the joke remains that the only thing we are sure of it is that sleep overcomes sleepiness.” After I read that, I became really sleepy … thank you caffeine.

“A chemoattractant is a diffusible molecule that acts over a distance to attract growing axons toward their targets, like the aroma of freshly brewed java might attract a coffee lover.” Mmmmm, smell of the morning coffee, it is like semaphorin for me, signaling it is time to get up.

Overall I had fun studying from the neuroscience book. My (library) friends told me, it is nice to see somebody who really enjoys, what he/she is learning about. It is probably the first study book that I read from the very first page to the last. Maybe I also read the book for Organic Chemistry in the first year of biology. So Bear’s Neuroscience is in good company.

Just a brief thought about exam anxiety. Today I was really nervous, so here is a tip for all of female neuroscience fanatics and fans of Ryan Gosling. What I did in the morning? I checked my cool saved Internet pages on Gimmebar (btw, great on-line app for saving great pages, blog posts, news...) profile and I finally found the one: Neuroscientist Ryan Gosling, I understood all of the pictures, which gave me faith that I have some knowledge. :)

Last but not least, a picture for all cognitive neuroscientists out there and also for the ones that have no idea what cognitive neuroscience is. By the way, my mum thinks i do, what society thinks I do, and what I actually do is this; which will hopefully get me to become neuroscientist someday in the 

future.

That’s it!

Z

TBT: Ljubezen

Ne vem, kako začeti pisati blog o ljubezni. Še posebaj težko je, če ga piše nekdo, ki še ni bil prav zares zaljubljen, ljubljen in ni ljubil. Pravzaprav tale zapis ne potrebuje začetka, ker ne bo običajen blogerski zapis, ampak zgolj le zbirka "zaljubljenih" povezav.

Pri Scientific Americanu so se odločili, da nam danes postrežejo z nekaj zapisi o ljubezni.
Razkrili so, kako odkriti skrivnosti dolgotrajne ljubezeni, kaj so in čemu služijo feromoni in kakšni so zaljubljeni možgani, pa še kaj se najde, če malo poklikate po strani. Tudi video o možganih in ljubezni se najde. Skoraj sem pozabila na meni najljubši zapis oz. zbirko monogamnih živalskih vrst.

Včeraj sem na twitterju naletela tudi na tole posrečeno čestitko za valentinovo. Če ste si pogledali video iz SciAm-a, ste morda našli napako* v čestitki?

Pred časom sem naletela na pismo Johna Steinbecka prijatelju o zaljubljanju: ”And don't worry about losing. If it is right, it happens - The main thing is not to hurry. Nothing good gets away.”

Predzadnja stvar, ki jo danes želim deliti z vami, je navodilo: kopirajte in prilepite v google ali pogooglajte tole:

sqrt(cos(x))*cos(300x)+sqrt(abs(x))-0.7)*(4-x*x)^0.01, sqrt(6-x^2), -sqrt(6-x^2) from -4.5 to 4.5

Zadnja pa je link na D&A blog, kjer je zbranih nekaj simpatično-smešnih fotografij, slikic česar koli že. Še povezava na PhD Comicse; če jih še ne spremljate, je zadnji čas, da jih začnete. Danes so pisali tudi o ljubezni.

Kljub temu, da nisem zaljubljena, ne sovražim valentinovega. Prav všeč mi je, ko vidim po mestu fante, ki z rožicami, v premraženih rokah, čakajo na dekleta; ko so restavracije polne zaljubljenih parov. Zakaj pa ne? Še lepši bi bil svet, če bi take reči videli vsak dan.

Ne razumem čisto, zakaj potrebujemo dan zaljubljencev, saj verjetno, ko te zadene, te pač zadene za dalj časa. Ne verjamem, da vse zadene ravno na 14. februarja. Če pa je tako, je to svojevrsten fenomen, vreden raziskovanja.

Kaj pa jaz vem o ljubezni ...

To je to!

Z

*Na čestitki piše, da se raven serotonina dvigne. V resnici pade. Saj veste, ljubezen je obsesija.

Trakulja in substanca P, kaj?!?

Taenia solium ali svinjska trakulja. Parazitski ploski črv; uvrščamo jih med nečlenarje. Nič kaj prijetna zadeva, če se znajde v vašem črevesju. Kaj šele če zaužijete jajčeca, katerih ovoj se v črevesju sprosti in se odpravijo na pot po vašem telesu! Ker pa so firbčne, kaj hitro zaidejo v najbolj kompleksen sistem v vašem telesu, v vaše možgane in vas malo reprogramirajo. Konec zgodbice za lahko noč...

Svinjska trakulja je parazit. Z njo se lahko okužimo, če jemo meso, ki ni bilo dovolj časa izpostavljeno dovolj visoki temperaturi med kuho; če ne skrbimo za higieno in si ne umivamo rok; jajčeca parazita pa lahko zaužijemo tudi, če se znajdejo na neumitem sadju in zelenjavi ali pa vas, če ste bolj vraževerne narave in veste, da ste rojeni pod nesrečno zvezdo, jajčeca čakajo na vsakem listu zelene solate. Kakorkoli, T. solium povzroča dve vrsti okužb, in sicer v primeru, da zaužijete ikre trakulj, lahko dobite teniazo. Trakulja vam zraste v črevesju in vi jo lepo hranite, zato se daljša in daljša s proglotidi. Druga okužba, do katere pride, če zaužijete jajčeca trakulje, je cisticerkoza; ta je bolj neprijetna. V tem primeru se vam lahko trakulja razmnožuje tudi v možganih in celo očeh. In če napade možgane, dobite neurocisticerkozo.

Zakaj vam vse to razlagam? Ker sem včeraj naletela na tale prispevek, ki opisuje, da razlog za napade bolezni ob okužbi s trakuljo tiči v substanci P.

Kot, da vam to kaj pove... O svinjski trakulji ste si do sedaj verjetno že ustvarili mnenje. Ni prijazna mrcina. Kaj pa vam želim povedati s substanco P?

Danes sem pri učenju poglavja o bolečini naletela na spinotalamični trakt in načine, kako, glede na zaznavo na telesu, procesiramo bolečino in temperaturo kontralateralno. To pomeni, da če imamo bolečino v levem komolcu, to občutimo/zaznamo z desno hemisfero in tako naprej, do razlage o perifernih kemičnih mediatorjih bolečine. Kjer sem se seznanila s prostaglandini, katerih sintezo prekinemo ob zaužitju aspirina, ki, mimogrede, deluje na encim ciklooksigenazo, bradikinini in substanca P.

Substanca P je peptid, ki ga sintetizirajo nociceptorji, sprosti se v okolje poškodovanih celic, kar sproži vazodilatacijo ali razširjanje krvnih kapilar/žil, poleg tega pa sproža tudi sproščanje histamina iz mastocitov. Ta proces sproži višjo senzitacijo oz. občutljivost nociceptorjev v okolici poškodbe in s tem sekundarno hiperalgesijo ali, povedano po domače in ne v mandarinščini, se občutljivost okoliškega tkiva za bolečino poveča.

Naj se vrnem k prispevku, objavljenemu v časopisu Science Daily. Neurocisticerkoza je neprijetna zadeva, saj lahko vodi do epilepsije, krčev, lezij v možganih, tumorjev in v bolj hudih primerih do demence ter povišanega pritiska v možganih. Avtorji so se v prispevku osredotočili na zdravljenje oz. odpravljanje napadov prisotnih ob okužbi s trakuljo. Ugotovili so, da je substanca P soudeležena pri inflamaciji oz. vnetju tkiva, do katerega pride, ko trakulja v možganih okuženega bolnika umre, zato bi lahko bila soudeležena pri bolezenskih napadih. Ob patologiji okuženih možganov so ugotovili, da so se ob vnetju tkiva pojavljali večji deleži substance P v tem tkivu. V neokuženih možganih tega niso opazili. Zato so miši umetno dodali substanco P ali pa granulome z mesta vnetja okuženih živali, kar je sprožilo napade. Če so pri teh živalih inhibirali receptorje za substanco P, do napadov ni prišlo. Dodatno so svojo hipotezo preverili še tako, da so substanco P ali pa granulome z vnetim tkivom dodali v miši, ki niso imele receptorjev za substanco P, kar prav tako ni sprožilo napadov. Prav tako napadov bolezni niso sprožili granulomi iz miši z vnetim tkivom, ki niso producirale substance P.

Vsi te rezultati so nakazali, da je za bolezenske napade odgovorna substanca P. To lahko koristi pacientom, okuženim s svinjsko trakuljo, saj bi jim lahko v primeru, ko trakulja umre, kot zdravila za preprečevanje napadov dajali antagoniste receptorjev za substanco P. Tako so odkrili nekaj zares koristnega. V prispevku je sicer omenjena še možnost, da je substanca P soudeležena tudi pri drugih boleznih (npr. pri raku in tuberkulozi), ki povzročajo napade/krče in bi tako lahko tudi pri tistih bolnikih preverili vpliv blokatorjev receptorjev za substanco P.

Vidimo torej povezavo med paraziti, nevroznanostmi, farmacevtskimi učinkovinami in še kaj bi se našlo. Ravno prava porcija informacij za moje nevrone. Upam, da vas nisem preveč zmedla. Mene je zgodba o substanci P in trakuljah danes kar razveselila, saj sem iz biologije vedela nekaj o trakuljah. Danes pa sem se, ravno preden sem odkrila tole novico, poučila o substanci P. Tako sem lahko vse skupaj lepo povezala in sedaj delila še z vami. Na čim manj substance P v vašem telesu, da bo čim manj bolečin!

To je to!

Z

TBT: Oko

V knjigi, iz katere se učim nevroznanost, je celotno poglavje namenjeno očesu. Ravno danes sem se učila o njem. Kot že kar nekajkrat, me je oko ponovno očaralo.

Da ne bom dolgočasna in naštevala vseh struktur in delov očesa, si jih, v kolikor vas zanima, lahko pogledate na Wikipediji. Vseeno pa moram povedati, kako svetloba potuje preko očesa. Torej dolga zgodba kratko; najprej se zadane ob roženico in preči sprednji očesni prekat, skozi zenico, čez lečo ter pride do zadnjišnjega očesnega prekata in na koncu končno do ene izmed kul zadev v očesu, mrežnice ali retine.

Neumesno umesni fun fact iz knjige za nevroznanost: "The retina is actually part of the brain. (Think about that next time you look deeply into someone's eyes.)"

Retina je torej derivat ektoderma, iz katerega nastanejo tudi možgani in koža.

Na mrežnici se svetloba najprej zaleti v plast živčnih vlaken, naslednja je plast ganglijskih celic, sledi notranja pleksiformna plast in notranja jedrna plast, za njo je zunanja pleksiformna plast, sledi notranja jedrna plast in na koncu končno pride do plasti s zunanjimi segmenti fotoreceptornih celic, na koncu je še pigmentiran epitelij. Je, že res da velikokrat govorimo, koliko svetlobnih let je kaj oddaljeno. Tudi kaj vse mora svetloba prepotovati v našem očesu, da pride do receptorskih celic, je kar navdušujoče. Da mi boste verjeli, da gre svetloba res preko vseh teh plasti, si lahko pogledate tole sliko.

Celice retine, so torej tiste, ki pretvorijo svetlobno energijo v aktivnost živčevja in v elektro-kemični signal, ki potem potuje v možgane. Najprej foton svetlobe zadane fotopigment, ki se nahaja v membrani fotoreceptorne celice. To vpliva na G-proteine, ki sprožijo signalno transdukcijo. V primeru fotoreceptorne celice, pride do zmanjšanja števila sekundarnih sporočevalcev in zmanjšanja prevodnosti za Na-ionov, kar povzroči hiperpolarizacijo celic. Ponavadi, v organizmu prihaja do depolarizacije celic (na kratko: Na ioni vdrejo v celico, naboj na membrani se spremeni, notri postane bolj pozitivna in na zunaj negativna, potem pa ioni K in Na/K črpalka reši vse in se membrana vrne v prvotno stanje, ki je v primeru nevronov približno - 65 mV). Svetloba pa v fotoreceptornih celicah sproži hiperpolarizacijo celic, kar pomeni, da so celice v normalnem stanju depolarizirane. V temi so torej depolarizirane, pripravljene na to da pridejo na svetlobo. Na svetlobi so hiperpolarizirane, kar je pravzaprav kar dobro, da ne sproščajo ves čas nevrotransmiterjev do bipolarnih celic po nepotrebnem. Ko pa pride mimo senca ali pa nam za trenutek nekdo ugasne luč, pride do depolarizacije in s tem sproščanja nevrotransmiterjev. Narava je varčna. Kar je meni in meni podobnim fanatikom super zanimivo, vam pa verjetno ne. Zato je čas da zaključim s tem in se preselim do celic, ki sledijo.

Pozabila sem omenit, da obstajata dva tipa fotoreceptornih celic in sicer paličice, za zaznavanje svetlega in temnega in čepki, z različnimi iodopsini za zaznavanje barv.

V paličicah se skriva slavni fotopigment rodopsin, ki je sestavljen iz opsina in retinala. Ker retinal nastane iz vitamina A, ki ga v telo dobimo iz rastlin, ki vsebujejo karotene in je ena izmed teh rastlin korenje, sedaj končno vem, zakaj mi je babi, ko sem bila mlajša, vedno ponujala korenje nekako takole: "Zarja, boš korenje? Je dobro za tvoj vid, boš videla kot sokol." Sicer ne vem ali je res dobro ali ne. Verjetno, če jemo približno zdravo, dobimo tudi iz ostale zelenjave dovolj karotenov. Sicer pa tudi, če pomaga, nam pomaga le za vid v temi. Ker paličice, v katerih je rodopsin, sodelujejo le pri zaznavanju svetlega nasproti temnemu in nam tako omogočijo, da vsaj približno vidimo v temi.

Poznam pa še zanimiv znak, ki ga povzroča hrana bogata s karoteni, pri otrocih. To je karotenoza. Pri kateri postanejo otroci namesto rdeče lični, oranžno lični.

Kakorkoli, celice ki sledijo fotoreceptornim celicam so bipolarne celice. Vsaka fotoreceptorna celica je povezana z bipolarko in horizontalnimi celicami. Bipolarne celice prenesejo signal do ganglijskih celic, kjer nastane akcijski potencial, sledi prenes informacij do možganov. Horizonltalne celice pa prenašajo informacije lateralno in tako lahko vplivjo na aktivnost sosednjih bipolarnih celic in fotoreceptorjev. Ta sistem služi ustvarjanju receptivnih polj. Ustvarja se kompleksen vzorec, organizacije receptivnih polj, ki vodi v živčni odziv, ki predstavlja kontrast med svetlimi in temnimi robovi. Bipolarke potem ekscitirajo (stimulirajo) ali inhibirajo ganglijske celice, ki ustvarjajo akcijske potenciale in informacije prenašajo do možgan.

Tudi ganglijske celice so zelo različne imamo P-tip, M-tip in neM-neP ganglijske celice ...

Zdej vas pa verjetno že dolgočasim. Vse to sem napisala, zato da vam sedaj predstavim še super računalniško igro, ki so si jo zamislili znanstveniki. S igranjem katere lahko prav vsak pomaga pri razpletanju vseh teh povezav vseh teh celic v mrežnici. Igro Eyewire sem odkrila, danes na spletni strani Scientific Americana. Jaz se še nisem prijavila, je pač izpitno obdobje. So pa "znanstvene igre" v zadnjem času pravi hit. Začelo se je s igro Foldit, kjer gre za sestavljanje struktur proteinov. Tudi na Scischowu na Youtubu, so že opisali Foldit. Mogoče kmalu dobimo še epizodo o Eyewire-ju.

Do takrat pa naužijte svoje oči, s čim lepšimi rečmi!

To je to!

Z