Czy realne stało się przewidywanie przestępstw i zatrzymywanie sprawców przyszłych zbrodni? Jak kontrolować ogromne ślimaki, które rozlazły się po całym świecie? Czy zamiast leków przeciwbólowych będziemy stosować wewnętrzne chłodziarki? Arkadiusz Polak, dzień dobry, gorący to był tydzień, a o tym kiedy człowiek opanował ogień dowiecie się z 32 odcinka podkastu Naukowo, w którym opowiem tez jak zapach łączy się z wirusami i komarami oraz jak wyobraźnia łączy się ze wspomnieniami. Zapraszając na dzisiejszą audycję, proszę Was tradycyjnie o udostępnianie tego odcinka i subskrypcję, aby nie przegapić następnych. A jeśli chcielibyście wesprzeć mnie finansowo to najłatwiej zrobić to za pośrednictwem serwisu Patronite, pod adresem patronite.pl/naukowo, za każde wsparcie z góry dziękuję, pozwoli mi ono kontynuować podkastowy projekt. Zaczynamy!

Pamiętacie "Raport Mniejszości"? Film z 2002 roku opowiadający o świecie bez przestępczości w którym można przewidzieć przyszłe przestępstwa, zapobiec im, a sprawców ukarać zanim jeszcze dokonali czynu zabronionego prawem? Przedstawiona w filmie rzeczywistość dotyczy roku 2054 ale okazuje się, że już dziś przewidywania przestępstw wchodzą na wyższy poziom. Pojawienie się dużych zbiorów danych, większych możliwości obliczeniowych i algorytmów sztucznej inteligencji spowodowało, że wiele rządów chętnie patrzy na próby przewidywania przestępstw przed ich wystąpieniem, przestało to być fantastycznym scenariuszem filmowym. Do tej pory tego typu próby zazwyczaj opierały się na historycznych raportach, które pośrednio pokazywały związek pomiędzy przestępczością, policją i społeczeństwem, a przestępczość była przedstawiana jako pojawiająca się w gorących punktach, które rozprzestrzeniają się na okoliczne obszary. Naukowcy z Uniwersytetu w Chicago wykorzystali dane historyczne dotyczące przestępstw z użyciem przemocy czyli zabójstw, napadów i pobić oraz przestępstw przeciwko mieniu takich jak włamania i kradzieże aby opracować i przetestować nowy algorytm, który ma służyć do diagnozy zarówno rozkładu zgłoszonych przestępstw, jak i błędów w egzekwowaniu prawa. Analizując liczbę aresztowań po incydentach i porównując te wskaźniki wśród dzielnic o różnym statusie społeczno-ekonomicznym naukowcy zauważyli, że przestępstwa w bogatszych dzielnicach skutkowały większą liczbą aresztowań, natomiast przestępstwa w biednych dzielnicach nie prowadziły do zwiększonej ilości takich działań, co sugeruje stronniczość w reakcji policji i egzekwowaniu prawa. Badanie pokazuje, że przestępczość w miastach może być wiarygodnie przewidywana z jedno lub wielotygodniowym wyprzedzeniem, umożliwiając symulacje oparte na modelu, które ujawniają zarówno wzór zgłaszanych wykroczeń, jak i wzór odpowiadających im działań policji. Nowy model izoluje przestępczość, patrząc na czas oraz miejsca zdarzeń i wykrywa wzorce w celu przewidywania przyszłych przestępstw. Algorytm dzieli miasto na przestrzenne kafle o szerokości około 300 metrów i przewiduje przestępczość w tych obszarach zamiast polegać na tradycyjnych granicach dzielnicowych lub politycznych. Algorytm jest w stanie zidentyfikować wzorce i spróbować przewidzieć przyszłe przestępstwa, co robi 90% dokładnością i może działać w dowolnym mieście, działał równie dobrze po zasileniu go danymi m.in. z Los Angeles czy San Francisco. Także chińskie władze pracują nad wprowadzeniem nowego systemu analizy danych na temat codziennej aktywności obywateli, który ma wykrywać wzorce i odchylenia, mogąc przewidzieć, kiedy może dojść do przestępstw lub działań przeciwko władzy. Kontynuując rozbudowę systemu śledzenia, uzupełniają potężny bank twarzy oraz system kamer poprzez próbę połączenia dotychczasowych technik. System miałby być całkowicie zautomatyzowany budując profile obywateli korzystając z różnych baz danych także medycznych, a gdy kilka osób uznanych za obywateli wysokiego ryzyka zbierze się w tym samym miejscu, pobliski posterunek policji miałby być alarmowany. 2054? Chyba nie będziemy musieli czekać tak długo, a śledzenie naszej aktywności w Internecie w celu personalizowania wyświetlanych nam reklam może okazać się tylko niewinnym początkiem całkowitego braku prywatności także poza Internetem. Tym bardziej, że podobnie jak w przypadku korporacji, działania rządów zmierzające ku nadzorowi nad ludźmi zdają się być całkowicie poza obywatelską kontrolą.

Pod kontrolą starają się za to utrzymać pewien gatunek zwierzęcia władze Florydy, stanu na południowym-wschodzie USA będącego jednym z najpopularniejszych celów podróży turystycznych na świecie. Ocean Atlantycki, podrównikowy klimat i śródziemnomorska roślinność, istny raj nie tylko dla człowieka ale także dla zwierząt, które niekoniecznie są mile przez ludzi widziane. Niczym niezwykłym jest tam odnalezienie gigantycznych pytonów, albo żab odnajdywanych w przydomowych basenach, których toksyna jest tak trująca, że z łatwością zabija psy. Nawet pozbywanie się takich niebezpiecznych dla ludzi zwierząt nie oznacza, że one nie wracają. Tym razem wróciły ślimaki. W hrabstwie Pasco, na północ od Tampy zauważone zostały afrykańskie ślimaki lądowe, co skłoniło miejscowe władze do natychmiastowej reakcji. Nie dajcie się zwieść, ten gatunek ślimaka jest ogromny, wielkością może dorównać szczurom, spotykane są osobniki o muszli osiągającej 20 cm długości. Na dodatek jest to jeden z najbardziej inwazyjnych gatunków zwierząt na świecie, a to za sprawą sposobu rozmnażania. Żyjąc około 6 lat, może on w sprzyjających warunkach złożyć nawet 1800 jaj w ciągu roku, dokładając do tego fakt, że został rozwleczony przez człowieka na cały świat mamy gotowy przepis na katastrofę w ekosystemach. Te wielkie ślimaki lubią miejsca wilgotne, gęstą roślinność, którą z chęcią zjadają mogąc żerować nie tylko na 500 gatunkach różnych roślin, ale będąc w stanie zjadać nawet tynk z budynków będący dla nich źródłem wapnia. Co gorsza są groźne dla ludzi, ponieważ są pośrednimi żywicielami szczurzej glisty płucnej, pasożyta powodującego zapalenie opon mózgowych. Człowiek zaraża się larwami pasożyta jedząc niemytą sałatę lub inne produkty, po których ślimak-nosiciel prześlizgnął się, zostawiając za sobą ślad śluzu, z tego powodu nie powinno się tez dotykać tego mięczaka gołymi rękoma. Nic dziwnego, że znalezienie ślimaków spowodowało próbę powstrzymania rozprzestrzeniającej się populacji. Urzędnicy stanowi objęli w tym tygodniu kwarantanną część hrabstwa Pasco - żadne rośliny, odpady z podwórka, gruz, kompost czy materiały budowlane nie mogą być zgodnie z prawem wywożone bez pozwolenia, w obawie przed rozprzestrzenianiem się mięczaków. Kwarantanna rozciąga się w promieniu około kilometra od zidentyfikowanej populacji, a teren ten może się powiększyć, jeśli znaleziono by więcej ślimaków. Podjęto także próbę zabicia ślimaków za pomocą przynęty, która zawiera metaldehyd, pestycyd zatwierdzony do stosowania w uprawach roślin, a który zakłóca układ pokarmowy ślimaków. Do akcji włączono tez kilka psów, które są specjalnie wyszkolone do wykrywania gigantycznych afrykańskich ślimaków lądowych. Takie środki były zabezpieczone ponieważ Floryda już wcześniej zmagała się z inwazją tych zwierząt, w latach 2011 do 2017 podejmując próbę ich eliminacji złapano 168 000 tych ślimaków. Pomimo, że gatunek ten objęty jest zakazem importu i hodowli to władze stanu podejrzewają, że nowa populacja ślimaków mogła rozpocząć się od ślimaka trzymanego w domu i wypuszczonego na wolność. Człowiek przyczynił się do przeniesienia inwazyjnego gatunku na cały świat i człowiek przyczynił się do stworzenia lokalnej populacji ślimaka ignorując znane już konsekwencje takiego postępowania.

Tak samo jak człowiek chętnie zignorował by ból, a próbując to robić szuka się cały czas nowych metod walki z nim, niekoniecznie za pomocą leków. Po urazie spowodowanym wypadkiem lub zabiegiem medycznym mogą być wymagane różne formy uśmierzania bólu. Najczęstszą metodą są te obejmujące leki przeciwbólowe lub miejscowe zastrzyki w celu stłumienia receptorów bólu, ale mogą to także być prostsze środki, takie jak przyłożenie czegoś zimnego do miejsca powodującego ból, np. okładów z lodu na obolałe lub posiniaczone stawy lub mięśnie. Amerykańskie dane pokazują, że w 2021 roku w Stanach Zjednoczonych odnotowano szacunkowo 100 306 zgonów z powodu przedawkowania leków z czego 75 673 zgonów przypisano opioidom. A w ciągu ostatnich 21 lat przedawkowanie opioidów było przyczyną ponad pół miliona zgonów. I to właśnie idea leczenia bólu bez leków motywowała naukowców z amerykańskiego Northwestern University, stworzyli oni małe, miękkie, rozciągliwe urządzenie, które można wszczepić pod skórę pacjenta. Po umieszczeniu na miejscu, materiał o grubości kartki papieru wykorzystuje efekt chłodzenia do odrętwienia nerwów, blokując niepożądane sygnały bólowe przed podróżą do mózgu. Dostarczając efekt chłodzenia do tylko jednego lub dwóch ukierunkowanych nerwów obwodowych, które łączą mózg i rdzeń kręgowy z resztą organizmu, urządzenie to jest w stanie skutecznie modulować sygnały bólowe w jednym konkretnym regionie ciała. Co więcej osoba korzystająca z urządzenia może zdalnie kontrolować intensywność uśmierzania bólu, czyli efekt chłodzenia, który to urządzenie zapewnia. Samo chłodzenie realizowane jest w urządzeniu dzięki małym kanałom, którymi można manipulować z bardzo dużą precyzją co pozwala na wpuszczanie i wypuszczanie płynów, które współpracują ze sobą, aby wywołać efekt chłodzenia. Czas trwania jak i temperatura chłodzenia mogą być precyzyjnie kontrolowana, a to pozwala ograniczyć skutki uboczne i zapobiega uszkodzeniu tkanek wokół nerwów. Gdy pacjent przestanie potrzebować tego urządzenia do uśmierzania bólu nie będzie potrzebna żadna interwencja chirurgiczna aby go wyciągnąć, ponieważ aparat rozpuszcza się naturalnie w organizmie podobnie jak samo rozpuszczalne szwy, a to za sprawą użycia rozpuszczalnych w wodzie, biokompatybilnych materiałów. Samo urządzenie jest w fazie prototypu, będzie musiało zostać poddane wielu testom zanim możliwe stanie się wszczepianie go ludziom. Wielotygodniowe badania na szczurach wykazały zdolność do szybkiego i precyzyjnego schładzania nerwów obwodowych w celu zapewnienia lokalnego znieczulenia u zwierząt z przewlekłym bólem. Jeśli to urządzenie przejdzie pomyślnie wszystkie kolejne próby, może stać się nowym, znakomitym środkiem pomocy w zwalczaniu nie tylko bólu, ale także uzależnienia od środków przeciwbólowych ograniczając potrzebę ich stosowania.

Ograniczyć chcielibyśmy też rozprzestrzenianie się wirusów Dengi i Ziki, niestety nie ma specyficznej szczepionki ani leku na wirusa Zika, a szczepionka przeciwko Dendze jest zalecana tylko dla dzieci wcześniej już zakażonych, aby ograniczyć objawy choroby w przyszłości. Ale obie choroby przenoszone sa przez komary i to na nich postanowili się skupić naukowcy, jako że zwierzęta te przyczyniają się do przetrwania wirusów. Kiedy zainfekowany komar ukąsi zdrową osobę, może przenieść wirusa, następnie taka zakażona osoba może przenieść wirusa na zdrowego komara rozprzestrzeniając w ten sposób patogen. Nowe badanie pokazuje, że te dwa wirusy, Ziki i Dengi, modyfikują zapach człowieka w taki sposób, aby przyciągał on komary na których się później rozprzestrzeniają. Zapach jest związany z wysokim poziomem związku zwanego acetofenonem, który ma dość intensywny, przyjemny zapach kojarzący się z zasuszonymi różami i jest atrakcyjnym zapachem przyciągającym komary. Jest on wytwarzany przez bakterię, która żyje na skórze, ale w normalnych okolicznościach skóra wydziela białko, które go powstrzymuje. Jednak badanie sugeruje, że Zika i Denga tłumią produkcję tego krytycznego białka, pozwalając bakteriom rosnąć szybciej i wytwarzać więcej acetofenonu. W rezultacie powstaje zapach, który przyciąga komary i napędza cykl infekcji, zwiększając szanse, że komary kąsają zainfekowane osoby. Naukowcy zidentyfikowali również potencjalny sposób na zablokowanie tego zapachu i powstrzymanie rozprzestrzeniania się choroby, wykorzystując lek znany już osobom zmagającym się z trądzikiem - izotretynoinę. Podanie leku w testach na zwierzętach powodowało, że rosła produkcja białka przeciwdrobnoustrojowego na skórze, a ono tłumiło zapach przyciągający komary. Przyszłościowo naukowcy chcieliby też zidentyfikować specyficzne dla acetofenonu receptory węchowe u komarów i usunąć te geny z populacji komarów za pomocą edycji genów. Bez receptorów, komary nie będą już w stanie wyczuć acetofenonu, co powinno złagodzić rozprzestrzenianie się Dengi i innych tego typu wirusów.

A teraz zamknijcie oczy i wyobraźcie sobie długą i szeroką plażę, której skraj porasta bujna roślinność i wielkie palmy dające przyjemny cień. Złocisty rozgrzany piasek obmywa turkusowa woda, a szum fal i rozwieszone między drzewami hamaki tworzą cudowny wakacyjny klimat, zapraszając do leniwego odpoczynku. Zdecydowana większość ludzi jest w stanie wyczarować ten obraz w swoim umyśle. Jednak 2-5% populacji nie będzie mogła tego zrobić, ponieważ cierpi na stan zwany afantazją i nie jest w stanie w ogóle tworzyć wyobrażeń umysłowych. Trudno sobie wyobrazić taki stan, ponieważ naszą zdolność do wyobrażania wizualnego wykorzystujemy codziennie, nie tylko do wizualizacji przyszłości, ale także gdy sięgamy do wspomnień. Badanie opublikowane w Cognition wykazało, że afantazja może mieć również wpływ na zdolności pamięciowe. Badacze zrekrutowali 30 osób z afantazją i 30 osób do grupy kontrolnej, którzy nie mieli żadnych problemów z wyobraźnią. Wszyscy uczestnicy wypełniali kwestionariusze, w których proszono ich o podanie stopnia nasilenia różnych rodzajów wyobrażeń, w tym podczas przypominania sobie scen z ich życia. Uczestnicy zostali poproszeni o przypomnienie sobie sześciu wydarzeń z ich życia, a także o zastanowienie się nad sześcioma hipotetycznymi przyszłymi wydarzeniami i napisanie opisu każdego z nich. W kolejnej fazie eksperymentu uczestnicy podawali również swoje własne subiektywne doświadczenia związane z tym konkretnym wydarzeniem, takie jak to, jak żywe ono było i jak wiele emocji odczuwali. Zespół odkrył, że uczestnicy z afantazją podawali mniej szczegółów na temat wspomnień lub wyobrażeń przyszłości niż uczestnicy kontrolni. Efekt ten wydawał się wynikać z faktu, że zapisywali oni w pamięci mniej szczegółów wizualnych. Grupy nie różniły się pod względem ilości podawanych szczegółów dotyczących innych zmysłów, takich jak zapach czy słuch, ani też dotyczących innych aspektów wydarzenia, takich jak myśli czy emocje, których doświadczali. W porównaniu z osobami z grupy kontrolnej, osoby z afantazją wskazywały, że wydarzenia były mniej żywe i zawierały mniej szczegółów sensorycznych lub przestrzennych, a także zgłaszały mniejszy poziom emocji podczas myślenia o wydarzeniu. Badanie pokazuje również, że wyobrażenia mentalne to nie wszystko: osoby z afantazją nadal były w stanie przywoływać wspomnienia, ale wydaje się, że wyobraźnia jest szczególnie zaangażowana w ten aspekt pamięci, który obejmuje "ponowne przeżywanie" wydarzeń w naszych umysłach. Oczywiście jak sami autorzy pracy podkreślają powiązania między wyobrażeniami wizualnymi, konstrukcją zdarzeń i pamięcią są prawdopodobnie złożone i skomplikowane przez niezliczone różnice indywidualne, które wpływają na każdy z tych procesów poznawczych. Badanie dostarcza jednak solidnych behawioralnych dowodów na to, że wyobraźnia jest ważnym prekursorem dla pamięci i procesów przewidywania przyszłości. A przyszłe badania mogą nie tylko pomóc nad zrozumieniem tego rzadkiego schorzenia jakim jest afantazja, ale także w dokładniejszym zrozumieniu czym jest i na co wpływa wyobraźnia u ludzi.

Możemy sobie wyobrażać jak wyglądało życie pierwszych ludzi, ale wiemy na pewno, że opanowanie ognia było krytycznym elementem w rozwoju wczesnych ludzi, społeczeństwa, technologii i ewolucji biologicznej. To kiedy po raz pierwszy udało się rozpalić ogień i użyć go do własnych celów pozostaje zagadką gdyż, dowody na używanie ognia wcześniej niż 500 000 lat przed naszą erą są bardzo nieliczne i wątpliwe. Wynika to oczywiście z upływu czasu, identyfikacja ognia na stanowiskach archeologicznych polega przede wszystkim na wizualnej identyfikacji zmienionych osadów, krzemionek i kości. Używanie ognia można rozpoznać po zaczerwienieniu gleby, odbarwieniu pokryw garnków czy spękaniu i deformacji naczyń. Stosuje się tez bardziej zaawansowane techniki takie jak podatność magnetyczną, spektroskopię w podczerwieni, termoluminescencję i mikromorfologię. Niedawno naukowcy zaczęli używać sztucznej inteligencji, aby dowiedzieć się, jak stwierdzić, czy skały były wystawione na działanie ognia, nawet jeśli nie jest to widoczne po ich wydobyciu. Najpierw użyto krzemienia, czyli skały których ludzie zazwyczaj używali do produkcji narzędzi, wystawiając go na działanie ognia. Następnie wytrenowano sztuczną inteligencję, która nauczyła się analizować rozgrzane wcześniej skały. W ten sposób mogła ona później szukać w wykopanych gdzieś na świecie skałach wskazówek, że dana próbka była poddana działaniu ognia. Ludzkie oko nie jest w stanie rozpoznać wzorców danych w spalonej i niespalonej skale, ale może to zrobić komputer z algorytmami sztucznej inteligencji. Badacze zabrali tę technologię do miejsca w Izraelu zwanego kamieniołomem Evron, w którym do tej pory nie znaleziono dowodów na użycie ognia. Ale SI była w stanie zauważyć skałę, która została spalona około 800 000 lat temu, co byłoby ogromnym odkryciem. Naukowcy od dawna zakładali, że ludzie zaczęli gotować i w inny sposób używać ognia kilkaset tysięcy lat temu, ale 800 tysięcy lat wstecz to ogromny skok, który na nowo porządkuje nasze rozumienie osi czasu człowieka. Dzikie pożary i rozproszona roślinność mogą również skutkować niejednorodnym rozkładem temperatur na całym stanowisku, a temperatura nie jest wiarygodnym wyróżnikiem między dzikimi pożarami, a użyciem ognia opanowanego przez człowieka. Niemniej jednak, oszacowana temperatura skał, obecność spalonej fauny i ich ograniczone rozmieszczenie podnoszą możliwość wykorzystania ognia przez wczesnych ludzi wcześniej niż do tej pory uważano. Autorzy pracy zastrzegają jednak, że są to wstępne badania, potwierdzające raczej możliwości nowej techniki i użycia sztucznej inteligencji niż dające pewnik co do daty pierwszego użycia ognia przez człowieka.

Na koniec gorąco polecam nasz Discordowy, naukowy serwer oraz stronę Naukowo.net gdzie znajdziecie więcej naukowych artykułów i nowości - wszystkie linki znajdziecie w opisie odcinka. Życzę Wam nieco chłodniejszego weekendu, dzięki za uwagę i do usłyszenia!