Muzyka jest ważna dla ludzi z wielu powodów, różne są też schematy jej odkrywania i preferencje muzyczne zależne od wieku. A gdy cofniemy się do życia płodowego odkryjemy dzięki czemu noworodki produkują dźwięki od razu po urodzeniu. Arkadiusz Polak, witajcie w 39. odcinku podkastu Naukowo, w którym opowiem też o wpływie diety złożonej z ryb na ryzyko wystąpienia raka skóry i o pewnej wadzie znakomitej metody edycji genów CRISPR. Sprawdzimy też czym są i skąd się biorą aureole - nie anielskie, lecz atmosferyczne. Zapraszam serdecznie na odcinek, prosząc Was równocześnie o lajkowanie, komentowanie i rozsyłanie tego odcinka dalej. Za każdą pomoc bardzo dziękuję, a zwłaszcza moim wspierającym mnie finansowo Patronom, do których możecie dołączyć na stronie patronite.pl/naukowo uzyskując w ten sposób dostęp do zamkniętej Facebookowej grupy, gdzie publikuję więcej naukowych nowości. A dzisiejszy odcinek zaczynamy śpiewająco.

Ludzie mają niejednoznaczną relację z muzyką. Raz słuchając ją jako umilacz życia i traktując jako rozrywkę, innym razem jako mistyczne przeżycie, albo wykorzystując do kształtowania zachowań czy używając w terapiach medycznych. Różnie muzyki doświadczamy i różny wpływ ma ona na nasze życie, ale technologia niewątpliwie zmieniła sposób w jaki ją odkrywamy. Muzyczne platformy stremingowe zmieniły obraz rynku muzycznego pozwalając, po wielu latach walki z piractwem, na tani, szybki i wygodny dostęp do bazy utworów, z której możemy wybrać sobie interesującą nas muzykę. Albo zdać się na algorytmy, które podsuną nam automatycznie nowy utwór, tworząc playlisty do przesłuchania, tym samym angażując użytkowników i utrzymując ich zaangażowanie przez zwiększanie różnorodności. Ale czy nasz wiek ma wpływ na to czego słuchamy i jak podchodzimy do nowości? Ścierają się tu dwie hipotezy - pierwsza z nich mówi, że im człowiek starszy tym jego preferencje muzyczne są lepiej ukształtowane, wiemy już co lubimy i po to sięgamy. Drugie spojrzenie sugeruje, że z wiekiem łakniemy nowości, ponieważ wiele już słyszeliśmy i szukamy czegoś świeżego. Postanowili się temu przyjrzeć ludzie ze Spotify, które prowadzi ciągłe badania nad mechanizmami rekomendacji, mając interes ekonomiczny w ulepszaniu usługi i zwiększaniu liczby użytkowników oferując im m.in. lepsze rekomendacje. I równocześnie posiadając dużą bazę, na której można prowadzić badania dotyczące tego jak ludzie podchodzą do poszukiwania różnorodnych treści wraz z wiekiem. W opublikowanym wczoraj badaniu pod uwagę wzięto 100 000 amerykańskich użytkowników Spotify, którzy w latach 2016-2019 odsłuchali ponad 8 miliardów utworów. Pierwszy wniosek z tej analizy może być zaskakujący, okazuje się, że młodsi słuchacze rzadziej odkrywają zupełnie nowe, nigdy niesłyszane utwory, za to więcej z nich staje się ulubionymi, do których później wracają. Wraz z wiekiem poszerzamy swoje playlisty i częściej dokonujemy rotacji treści i wygląda też na to, że eksploracja muzyki nigdy się nie kończy, wraz z wiekiem nie przestajemy dodawać nowych utworów, pomimo, że często wracamy też do tych już nam znanych. A tempo muzycznych odkryć zmienia w czasie i jest sezonowe, dużo więcej nowości poszukujemy na przykład przez Bożym Narodzeniem. Zatem wcale nie wygląda to tak, że ludzie przestają z czasem poszukiwać nowych utworów, za to wraz z wiekiem mamy bardziej ugruntowany gust muzyczny i częściej wyszukujemy nowości z ulubionych przez nas gatunków muzyki, ograniczając nie ilość, ale różnorodność. Wcześniejsze badania sugerują, że okres krytyczny dla uczenia się, jaki rodzaj muzyki lubisz, jest między 14 a 24 rokiem życia. Badanie pokazuje też, że starsi użytkownicy rzadziej zaczynali szukać nowych utworów, ale gdy już to robili, odkrywali większą ilość nowości. Co więcej, jeśli już użytkownik zaczyna przeglądanie obszernego katalogu, jest bardziej skłonny do kontynuowania go; jeśli jeszcze nie zaczął eksploracji, jest również bardziej skłonny nie zacząć jej w następnym tygodniu. Wydaje się to być powiązane z tempem odkrywania nowych dźwięków - ma na to wpływ sposób korzystania z platformy, użytkownicy słuchający playlist radiowych częściej słyszą nieznane wcześniej piosenki, nie muszą sami siadać do poszukiwań, algorytmy robią to za nich. Podsumowując, młodsi ludzie są powtarzającymi się konsumentami, którzy nie szukają często nowej muzyki w porównaniu z tym, co znają, ale muzyka, którą znają, jest stosunkowo szeroka. Starsi słuchacze to wyspecjalizowani poszukiwacze, którzy szukają specyficznego i zgodnego ze swoimi ugruntowanymi już gustami zestawu muzyki, ale także stale odkrywają nowe utwory. Nigdy wcześniej odkrywanie nowych utworów nie było tak łatwe i szybkie, a poszerzanie wiedzy o tym jak odbieramy muzykę pozwala firmom sprecyzować, kiedy i w jaki sposób użytkownicy powinni być kierowani w stronę zróżnicowanych treści, aby zaspokoić ich potrzeby i utrzymać ich na danej platformie. Co oszczędza też nas czas i nierzadko wywołuje uśmiech na twarzy, albo gęsią skórkę, gdy pierwszy raz usłyszymy nieznany nam wcześniej, dobry kawałek muzyki.

Wielu z nas z przyjemnością pochłonie też dobry kawałek, ale ryby. Są one bogatym źródłem białka, witaminy D czy kwasów Omega-3, co czyni je dobrym wyborem, gdy chcemy poprawić swoją dietę. W tym świetle dość zaskakujące jest nowe badanie pokazujące związek między jedzeniem ryb, a zachorowaniami na raka. Co dziwniejsze, mowa tu o raku skóry, który głównie kojarzy się z opalaniem i wystawianiem skóry na słoneczne promienie, inne badania wskazują, że pięć i więcej oparzeń słonecznych w życiu podwaja ryzyko rozwoju czerniaka. W Polsce od wielu dekad liczba zachorowań na czerniaki dynamicznie rośnie – w ciągu ostatnich 30 lat zapadalność na ten nowotwór zwiększyła się aż o 300%. Obecnie jest to ok. 3500-4000 przypadków rocznie, a na czerniaka można zachorować w każdym momencie życia, konsekwencją nieodpowiedzialnych zachowań i braku profilaktyki jest wysoki odsetek śmiertelności, od 40% do nawet 60% u osób po 70 roku życia. Nowa praca naukowców z Cancer Causes and Control pokazuje wyższe ryzyko zachorowania na czerniaka wśród osób, które jadły najwięcej ryb. Aby zbadać ten związek, prawie 500.000 osób w sześciu stanach USA wypełniło kwestionariusz dietetyczny, przy czym średni wiek uczestników wynosił 61 lat, a 60% badanych stanowili mężczyźni. Stało się to w roku 1995 i 1996, a w ciągu kolejnych 15 lat badacze policzyli, u ilu osób rozwinął się czerniak. Wskaźnik wystąpienia czerniaka był o 22% wyższy wśród osób, które zgłaszały spożywanie około 2,6 porcji ryb tygodniowo w porównaniu z tymi, którzy jedli ich mało - około 0,2 porcji tygodniowo lub rzadko - około jednej porcji co pięć tygodni. Podobnie jest, jeśli chodzi o ryzyko wystąpienia przedrakowych zmian skórnych - ono także wzrosło wśród osób, która jadły najwięcej ryb. Zaskakującym wnioskiem tej pracy jest to, że badacze nie stwierdzili zwiększonego ryzyka czerniaka wśród osób jedzących ryby smażone i nie jest jasne, dlaczego smażenie ryb miałoby wyeliminować ryzyko czerniaka. Czy zatem powinniśmy odstawić ryby i patrzeć na nie jak na kolejny rakotwórczy czynnik? Absolutnie nie, autorzy badania wskazują bowiem na jego liczne ograniczenia między innymi wiarygodność ankiet dostarczanych przez badanych czy inne czynniki zachorowania na czerniaka czy które nie były badane. Wszak jasna skóra lub większa liczba pieprzyków zwiększają ryzyko zachorowania na czerniaka, a badanie, o którym mówimy nie mogło tego sprawdzić, ponieważ dziewięć na 10 jego uczestników było białych. Praca ta pokazuje zatem pewien związek, ale nie wyjaśnia jakie mechanizmy biologiczne ten związek powodują. Konieczne są dalsze badania, aby potwierdzić wyniki, zbadać, które rodzaje ryb wpływają na ryzyko zachorowania na czerniaka i określić, czy pewne zanieczyszczenia w rybach, takie jak rtęć są odpowiedzialne za dodatkowe ryzyko. Póki co warto ryby jeść, zwłaszcza te z niskim poziomem rtęci jak łosoś, bo sa one ciągle znacznie lepszym wyborem od przetworzonej, wysoko tłuszczowej żywności.

Skierujmy teraz swoje zainteresowanie z wody w kierunku nieba, przyglądając się aureolom. Nie będziemy jednak przypatrywać się anielskim przymiotom, byłoby to dość trudne z naukowego punktu widzenia, ale efektowi halo, czyli zjawiskom optycznym często uwiecznianym na zdjęciach i filmach. Zachodzi ono w atmosferze i jest spowodowane przez światło Słońca czy Księżyca choć także sztuczne źródła światła mogą je wywoływać. Zawieszone w atmosferze cząsteczki sześciokątnego lodu powodują rozpraszanie światła tworząc, często spektakularne, okręgi, łuki, glorie czy plamy, w których oko ludzkie może postrzegać różne kształty na przykład buzię. Najstarsze wzmianki o tym efekcie mają od 4 do 5 tysięcy lat i zapisane są na sumero-babilońskich tabliczkach z pismem klinowym. Już za czasów Arystotelesa znane były co najmniej trzy formy aureoli, w 1820 roku liczba udokumentowanych halo wynosiła zaledwie około 20, ale dzięki licznym opisom tego zjawiska dziś znanych jest 119 różnych form halo atmosferycznego - w nowej pracy badacze pokazują mechanizmy ich powstawania. Kontynuują tym samym prace rozpoczęte przez pierwsze symulacje komputerowe efektu halo, które powstały w latach 70-tych. Aureole takie najczęściej tworzą się w chmurach wysokich, ponieważ na niższych pułapach kryształy lodu są często uszkodzone, występują w nich kropelki wody lub pęcherzyki powietrza co uniemożliwia powstawanie zjawiska. Natomiast płatki śniegu sa zbyt cienkie, aby mogły wytworzyć aureolę. To jakie halo powstanie jest determinowane przez najczęściej sześciokątne kryształki lodu, ich kombinacje kształtu, ilość oraz drogę promieni światła. Ale powstawanie niektórych z rodzajów aureoli nadal pozostaje zagadką, ponieważ wydaje się, że także inne minerały oraz niestandardowy kształt lodu może być przyczyną powstawania niektórych z rodzajów halo. To zjawisko można obserwować nie tylko w atmosferze, ale także w ośrodkach narciarskich. Jasny, mocny reflektor oświetlający stok może być świetnym źródłem światła wytwarzającym halo w pyle diamentowym, czyli chmurze kryształków lodu, która powstaje nad ziemią podczas naśnieżania stoków. Naukowcy pogrupowali halo atmosferyczne na kategorie powszechnie obserwowane i rzadko spotykane, przy czym te drugi stanowią zaledwie jeden procent wszystkich obserwowanych zjawisk i nie jest jasne w jaki sposób powstają. Nietypowy kształt egzotycznych i rzadkich aureoli może być spowodowany czynnikami takimi jak emisje do atmosfery lub wpływem silnego pola elektromagnetycznego linii wysokiego napięcia, które może zaburzać orientację kryształów lodu w powietrzu. Efekty halo mogą być widoczne również w atmosferach innych planet zapewniając wgląd w znajdujące się w powietrzu kryształy lodu lub kryształy innych minerałów. Aureole zostały zaobserwowany na Marsie, pierwszym halo sfotografowanym z powierzchni innej planety było to uwiecznione przez łazik Mars Perseverance, 15 grudnia 2021 roku. Później co najmniej siedem innych wystąpień halo w marsjańskiej atmosferze zostało znalezionych w archiwach obrazów łazika Perseverance. Obserwacje ta dowodzą, że sześciokątne chmury kryształów lodu wodnego istnieją w marsjańskiej atmosferze, ale spekuluje się też, że kryształy dwutlenku węgla mogą być wystarczająco przezroczyste i optycznie grube, aby wywoływać halo. Różnorodność form i zjawisk występujących w przyrodzie znów może zaskakiwać, a dzięki postępowi technologii można je łatwiej obserwować i analizować. A jeśli będziecie kiedyś świadkami takiego zjawiska, róbcie zdjęcia i filmy, gdyż naukowcy często korzystają z obszernej bazy publicznie dostępnych zdjęć.

Zdjęcia i nagrania wideo przydały się także podczas analizy kolejnego problemu, którym zajęli się naukowcy z Uniwersytetu Princeton w Stanach Zjednoczonych. Mówiłem już dziś o muzyce, ludzie mogą ją także tworzyć posługując się instrumentami lub śpiewem. Ale aby człowiek mógł wytwarzać dźwięki musi się najpierw nauczyć pewnych odruchów, gdyż ich produkcja wymaga koordynacji między wszystkimi elementami aparatu głosowego: napięciem krtani, oddychaniem oraz ruchami ust i twarzy. Skoro jest to takie skomplikowane, to w jaki sposób noworodki produkują dźwięki w postaci płaczu czy gruchania tak szybko po urodzeniu? Wszak oprócz tego, że dźwięki pozwalają im wezwać członków rodziny na pomoc, te wokalizacje i interakcje z opiekunami są fundamentem dla budowania złożonej komunikacji w późniejszym okresie życia. W czasie ciąży u ludzi zaobserwowano wprawdzie ruchy odpowiadające płaczowi podczas ultrasonograficznej oceny płodów w ostatnim trymestrze ciąży, ale ruchy te nie zostały dobrze zbadane. Postanowiono przypatrzeć się jak ten proces wygląda u Marmozet, niewielkich małp zamieszkujących Amerykę Południową. Gatunek ten wybrano, ponieważ tworzenie dźwięków u małpich niemowlaków przebiega podobnie jak u ludzi, od hałaśliwych krzyków do pełniejszych tonów, a rozwój dźwięków przebiega pod wpływem rodziców, którzy porozumiewają się z potomstwem. Za pomocą ultrasonografu, dwa do trzech razy w tygodniu badano cztery ciężarne Marmozety. Zaczynając od momentu, gdy twarz po raz pierwszy stała się widoczna na USG, a kończąc na dzień przed narodzinami przeprowadzono w sumie 14-17 sesji ultrasonograficznych na każdej z małp. Następnie skany ultradźwiękowe zostały użyte do śledzenia ruchów głowy, twarzy i pyska rozwijających się Marmozet, porównując je następnie z ruchami nowo narodzonych małpek podczas wydawania odgłosów. Na podstawie tych filmów przeprowadzono analizę klatka po klatce, pokazując, że wczesne ruchy ust płodu są ściśle powiązane z ruchami głowy. Ale w miarę postępu ciąży ruchy te rozłączają się, ostatecznie prowadząc do powstania dwóch niezależnych ruchów, stopniowo przyjmując wzór niezbędny do wytworzenia niedojrzałych dźwięków dostępnych od razu po urodzeniu. Taki proces zachodzi też u innych zwierząt, na przykład pisklęta we wczesnym okresie embrionalnym poruszają jednocześnie kończynami i skrzydłami, aby później rozdzielić te dwa ruchy mogące pełnić po wykluciu oddzielne funkcje. U owiec pierwsze ruchy kończyn są sparowane z ruchami głowy i szyi, ale te różne części ciała nabywają coraz większą autonomię w trakcie rozwoju, a mechanizm ten odgrywa ważną rolę w tworzeniu i organizacji rdzenia kręgowego i ośrodkowego układu nerwowego. Badanie pokazuje zatem, że Marmozety zaczynają ćwiczyć ruchy potrzebne do ważnych rozmów społecznych, zanim są w stanie wygenerować dźwięk, a dalsze studiowanie tych ruchów u małpek może pomóc naukowcom dowiedzieć się więcej o rozwoju wokalizacji społecznych u innych naczelnych, w tym u ludzi.

Rozwój nauki polega także na odkrywaniu nowych zagrożeń i analizowaniu pod tym kontem dotychczasowych zdobyczy nauki. Jedną z nich może być niewątpliwie innowacyjna metoda edycji genów CRISPR będąca genetycznymi nożyczkami, dzięki którym można manipulować genomem mikroorganizmów oraz zwierząt i roślin. Metoda ta, nagrodzona Noblem, w uproszczeniu umożliwia edytowanie sekwencji DNA - najpierw poprzez przecięcie w ściśle określonym i precyzyjnie wybranym miejscu, a następnie poprzez usunięcie, naprawę miejsca uszkodzonego lub wklejenie w to miejsce nowego fragmentu DNA. Cała procedura jest szybka i tania, nie wymaga skomplikowanej wiedzy i narzędzi, a także jest bardzo precyzyjna, a to wszystko stanowi o jej popularności i ewolucji jaką wprowadziła do genetyki. Metoda ta jest z powodzeniem stosowana w leczeniu nowotworów, chorób wątroby czy zespołów genetycznych. Ale ma ona ogromny potencjał nie tylko w medycynie, pozwala bowiem edytować geny w dowolnym organizmie. Ryż bardziej odporny na choroby, wolniej dojrzewające pomidory czy soja ze zwiększoną zawartością tłuszczów nienasyconych to produkty istniejące dziś dzięki CRISPR. Znacznie ułatwiła tez eksperymenty naukowe, których wyniki mogą przyczynić się do powstawania nowych terapii. Zalet CRISPR jest zatem wiele, ale nowe badanie przeprowadzone na Uniwersytecie w Tel-Awiwie pokazuje, że metoda ta niesie też ze sobą pewne znaczące zagrożenie. Genom w naszych komórkach często pęka z przyczyn naturalnych, ale zazwyczaj jest w stanie się naprawić, bez szkody dla siebie. Czasami jednak jakiś chromosom nie jest w stanie się zregenerować i dochodzi do utraty dużych jego fragmentów lub nawet całego chromosomu. Takie zaburzenia chromosomalne mogą destabilizować genom co często jest obserwowane w komórkach nowotworowych. Metoda CRISPR, w której DNA rozcinane jest celowo, może w pewnych przypadkach powodować takie zaburzenia i zwiększać ryzyko wystąpienia nowotworu. Aby zbadać zakres potencjalnych uszkodzeń, badacze przecięli genom różnych białych krwinek, ale w tych samych miejscach - chromosomach 2, 7 i 14 z 23 par chromosomów ludzkiego genomu. Używając technologii zwanej sekwencjonowaniem RNA z pojedynczych komórek, analizowali każdą komórkę osobno i mierzyli poziom ekspresji każdego chromosomu w każdej komórce. Uzyskano dzięki temu wyniki, które wskazują, że prawie 10% komórek białych krwinek edytowanych genetycznie za pomocą techniki CRISPR utraciło znaczną ilość materiału genetycznego. Intencją tego badania było pokazanie potencjalnego ryzyka tej metody, przy pełnej świadomości ogromu zalet jakie niesie ona dla człowieka. Pokazuje ono nie tylko potrzebę rozwijania tej metody z uwzględnieniem potencjalnych zagrożeń jakie niesie. Podkreśla też esencję nauki jaką jest neutralność i potrzebę badania zarówno pozytywnych jak i negatywnych aspektów danego tematu oraz szukania odpowiedzi na powstałe w ten sposób pytania i problemy.

Na kolejne pytania i informacje z naukowego świata postaram się rzucić nieco światła już w najbliższą sobotę, dzięki za dziś i do usłyszenia!