Inženýři MIT vyvinuli systém, který snímá mozkové signály člověka a pomocí mozkového rozhraní je překládá do instrukcí pro robota. Člověk tak může svou myslí automaticky opravovat chyby robotů nebo umělých inteligencí.

Podobná rozhraní mezi mozkem a elektronikou u nejsou ničím novým. Jejich uživatelé ale většinou musí s takovým rozhraním nejprve trénovat, aby ho mohli používat.

TIP: Robot se učí zacházet se stavebnicí LEGO pozorováním lidského učitele

Nový systém spoléhá na zvláštní mozkové signály, které se objeví, když člověk udělá chybu nebo si nějaké chyby všimne. Zařízení pak upozorní robota nebo inteligenci, že je něco špatně.

Vědci pomocí vysokorychlostní kamery odhalili, jak dopadající kapky vody rozstřikují půdní bakterie do velké dálky. Bakterie se dostanou do nepatrných kapiček vody a s nimi pak ve vzduchu mohou uletět ohromné vzdálenosti.

Naše atmosféra je plná mikrobů. Jejich role přitom není zanedbatelná. Někteří nich svým působením ovlivňují počasí, jiní zase mohou přispívat k šíření nemocí.

TIP: Rafinovaná technologie: Solární panely by mohly vyrábět energii z deště

Až doposud jsme znali dvě hlavní cesty, jak se mikroorganismy mohou dostat do atmosféry. Buď je zvedne vítr s prachem v suchých oblastech anebo s kapičkami mořské vody nad oceánem. Rozstřikování kapkami deště představuje třetí možnost.

Název orangutan pochází z malajštiny a je spojením slov orang (člověk) a utan (les), což vlastně znamená lesní muž. Orangutani patří mezi nejinteligentnější primáty a každou noc si na stromech z větví a listoví zhotovují hnízda. Ve větvích stromů také tráví převážnou většinu života a na rozdíl od mnoha jiných primátů prakticky neslézají na zem. Jsou také samotářštější než jiné opice a samci se druží se samicemi pouze v období říje. Mezi oběma pohlavími je velký rozdíl ve velikosti a hmotnosti – zatímco samci běžně váží přes sto kilogramů a dorůstají výšky 170 centimetrů, samice nepřekračují hmotnost padesáti kilo a výšku 130 centimetrů. Samice dospívají asi ve 12 letech a obdobně jako samci se ve volné přírodě dožívají až 50 let.

TIP: Zvířata jako lidé aneb Důkazy zvířecího altruismu u lidoopů

Tito primáti mají ve své fyziognomii několik zvláštností. Jednak je jejich srst oranžovo-hnědá, i když orangutani na Sumatře mají porost řidší a světleji zabarvený. Jejich ruce jsou dvojnásobně delší než nohy a největší jedinci mají dvoumetrové rozpětí paží. Prsty mají na rukou i na nohou zahnuté, což jim umožňuje pevnější úchop větví. Nemají žádný ocas a na rozdíl od goril a šimpanzů nechodí po kotnících, ale spíše po zaťatých pěstích.

Trojice amerických vojáků odpočívá na svém stroji M4 Sherman během bojů v Itálii v listopadu 1944. Jejich tank je vyzbrojen raketometem T40/M17 přezdívaným Whizbang o dvaceti raketnicích s dostřelem až 3 100 metrů. Šlo o velmi účinný prostředek blízké palebné podpory. Rakety ráže 180 mm mohly být odpalovány jednotlivě, nebo v salvě. Mířilo se otáčením věže, náměr se bloku raketometnic uděloval zamířením tankového kanónu.

U osádek nebyly tyto raketomety vůbec oblíbené protože kvůli svému umístění na horní straně věže se nedal otevřít horní poklop tanku a v případě zásahu stroj rychle opustit. Prvních třicet Whizbangů bylo zařazeno k jednotkám na ardenské frontě v prosinci 1940, ale po německém útoku byly rychle staženy do týlu. Poté byly nasazeny na italské bojiště, kde sloužily až do konce války. 

Radioteleskop ALMA pořídil pozoruhodný snímek dvojhvězdy LL Pegasi a jejího společníka, kteří spojeni do hvězdného valčíku obíhají kolem společného těžiště soustavy. Stará hvězda LL Pegasi během svého vývoje v planetární mlhovině neustále ztrácí plynný materiál. Výrazná spirální struktura je tvořena hvězdami, které v plynu obíhají.

LL Pegasi je tzv. uhlíková hvězda – podobá se červenému obru, ale její atmosféra obsahuje více uhlíku než kyslíku. Uhlík a kyslík se spojují v horních vrstvách hvězdy a tvoří oxid uhelnatý, který spotřebovává veškerý kyslík v atmosféře, takže atomy uhlíku volně vytvářejí další sloučeniny uhlíku. To dodává hvězdě atmosféru s nápadně červeným vzhledem.

Spirála v okolí LL Pegasi má rozměry několika světelných let a kroutí se s neobyčejnou pravidelností. Na základě rychlosti expanze plynu astronomové odhadují, že nová „vrstva“ spirály se objeví každých 800 let – což je zhruba tak dlouho, kolik času potřebují hvězdy na jeden svůj oběh.

Obyvatelé kanadského městečka Onoway jen nevěřícně koukali, cože jim to teče z kohoutků. Na místo čisté vody tekla z vodovodního potrubí podivná růžová tekutina. Místní hasiči a policisté museli vyřizovat desítky telefonátů vyděšených a rozčilených obyvatel. Podle starosty města ale nešlo o nic vážného – do vodovodního potrubí nedopatřením uniklo blíže nespecifikované množství manganistanu draselného – látky, která se běžně používá k odstranění železa a sirovodíku.

Sirovodík ve vodě se obvykle odstraňuje silnou oxidací vody – buď provzdušňováním, které zajistí dostatečný přístup kyslíku do vody, nebo pomocí silného oxidačního činidla (v tomto případě manganistanu draselného).

„Jídlo mi bylo jedinou útěchou,“ říká dnes 23letá Nicole Lewisová vážící přes 310 kilogramů. Rodiče Nicol byli narkomani, otec se živil jako řidič kamionu a bral kokain. Později jej naučil brát i Nicolinu matku. „Vzpomínám si, že už od mala se na mě rodiče často zlobili. Většinou jsem vůbec nevěděla proč. Útěchu jsem hledala nejčastěji v jídle,“ říká Nicole.

Místo koupelny, zahradní hadice

Nedostatek pohybu a neustálé přejídání se pochopitelně na dívce podepsalo. Ve 14 letech Nicole vážila více než 90 kilogramů, od dva roky později to již byl dvojnásobek. Dnes váží tato matka dvou batolat přes 310 kilogramů.

Když už se mladá dívka nevešla do koupelny a sprchovat ji musel její přítel zahradní hadicí, rozhodla se, že se svou váhou něco udělá. V Houstonu vyhledala doktora Younan Nowzaradana a společně začali pracovat na úpravě dívčina životního stylu. 

Zpočátku to šlo velmi pomalu, během prvních dvou měsíců Nicole shodila jen necelých osm kilogramů. Aby se Nicole dostala do péče chirurgů musela ale přidat. Třetí měsíc proto shodila téměř 15 kilo. Dnes je Nicole po operaci žaludku a váží o 74 kilogramů méně než na začátku své strastiplné cesty. Cesta k vytoužené postavě bude ale ještě velmi dlouhá.

Tím, jak mozek funguje nebo jak některé z jeho atributů ovlivňují naši osobnost, si lámal hlavu nejeden badatel už v minulosti. Anatomii orgánu zkoumali již staří Egypťané a o mozku jako o centru duševních procesů se začalo uvažovat ve starém Řecku. Protože nebylo možné zkoumat mozek živých jedinců, nezbylo než se uchýlit k nepřímým metodám.

Jednou z nich se už v novodobé éře stalo studium pacientů s různými poškozeními tohoto orgánu. Věnoval se mu například francouzský chirurg a anatom Pierre-Paul Broca (jehož jméno nese tzv. Brocovo mozkové centrum), mimo jiné jeden ze zakladatelů kraniometrie. Šlo o velmi populární metodu rozšířenou v 19. století, která zkoumala také vztah inteligence a hmotnosti orgánu. Nakonec se však od ní upustilo, stejně jako například od frenologie, jež dávala do souvislosti inteligenci a fyzickou stavbu lebky.

Případ Phinease Cage 

Proslulým aktérem v historii chápání propojenosti mozku a lidské osobnosti se stal Američan Phineas Cage. V roce 1848 pracoval jako předák na stavbě železnice a jednoho odpoledne chtěl železnou tyčí upěchovat nálož určenou k odpálení skály. Výbuch však nastal dřív, železná tyč prošla muži hlavou, konkrétně přední částí čelního mozkového laloku, a skončila zkrvavená o třicet metrů dál. Cage jako zázrakem přežil, a dokonce se fyzicky zcela zotavil – jeho osobnost se ovšem výrazně změnila: Z klidného pracovitého muže se stal netrpělivý, vulgární a umíněný hulvát. Jeho nová povaha ho brzy připravila o práci a až do náhlého skonu v roce 1861 se živil například vystupováním v cirkuse. 

Cage se stal názorným příkladem, jak různé povahové vlastnosti souvisejí s určitými oblastmi mozku. U tehdejší odborné veřejnosti však případ vzbudil jen malou pozornost a posloužil zejména frenologům k podpoře jejich nauky. Dnes známe podobných kauz mnohem víc a jsme díky nim schopni snáz určit, jak mozek funguje. 

Moderní metody

Technický rozvoj nám umožnil zkoumat mozek na zcela nové úrovni. Díky moderním neurozobrazovacím metodám dokážeme neinvazivně studovat mnoho jeho funkcí přímo ve chvíli, kdy v orgánu probíhá určitý proces. Existuje celá řada technik, jak zobrazit strukturu a činnost mozku: K nejužívanějším patří elektroencefalografie (EEG), počítačová tomografie (CT), magnetoencefalografie (MEG), pozitronová emisní tomografie (PET) a funkční magnetická rezonance (fMRI). Právě poslední jmenovaná přitom umožňuje na základě prokrvení určité oblasti velmi přesně pozorovat funkční změny v mozku při konkrétní činnosti a momentálně hraje jednoznačný prim. 

Láska v hlavě

Láska představuje intenzivní emoci, s níž se v životě setká asi každý. Obvykle si ji spojujeme se srdcem, ale zdá se, že má přece jen víc společného s mozkem. Na to, co o lásce prozradí fMRI, se ve své analýze z roku 2010 zaměřila Stephanie Ortigueová z americké Syracuse University. Nebylo až tak překvapivé, že celý jev úzce souvisí s mozkovým systémem odměn. Navíc se ale ukázalo, že se při různých typech lásky – od bezvýhradné zamilovanosti až po mateřský cit – zapojuje hned dvanáct odlišných oblastí mozku. Aktivují se přitom zejména centra související s vyplavováním hormonů, jako jsou dopamin, adrenalin či oxytocin.

Při zamilování dochází v mozku k podobným procesům jako po užití drog, jež navozují euforické stavy (viz Každou noc na drogách). Zdá se však, že láska nepředstavuje jen primitivní hormonálně navozenou emoci. Při jejím prociťování se zapojují též oblasti, které se podílejí na různých vědomých i nevědomých kognitivních (poznávacích) procesech a dochází také k ovlivnění pozornosti, sociálního vnímání či mentální reprezentace. Na jednu stranu bude možná některé romantiky mrzet, že lze lásku studovat pomocí podobných vědeckých metod. Na druhou stranu budeme moct získané informace využít například při léčbě depresivních stavů „zlomeného srdce“, respektive „zlomeného mozku“.

Skenování emocí

Lze na základě záznamu mozkové aktivity poznat, jak se kdo cítí? Tuto otázku se pokusil zodpovědět Karim Kassam z Carnegie Mellon University. V článku publikovaném v roce 2013 v časopise PLoS ONE představil experimenty, při nichž měly pokusné osoby nejprve za úkol navodit si psychický stav, který by se nejvíc blížil pocitům strachu, hněvu, znechucení, závisti, štěstí, chtíče, hrdosti, smutku či hanby. V takovém rozpoložení byl pak pomocí fMRI pořízen záznam jejich mozkové aktivity a následně se porovnával s obrazem, jenž vznikl, když se pokusným osobám navodil některý z výše uvedených stavů pomocí fotografií. 

Ukázalo se, že při určitých emocích se v obou případech zapojily stejné oblasti, a na základě skenu bylo možné přesně odhadnout, jaký pocit daná osoba právě prožívá. Zmíněná studie tak poprvé nastínila způsob, jak některé emoce objektivně měřit. Nabízí se i otázka, zda by bylo možné s využitím fMRI určit, jestli zkoumaná osoba lže, a uplatnit tak metodu coby detektor lži.

Lepší a horší mozky? 

Měření inteligence a její stanovení pomocí veličiny známé jako IQ je velmi ošemetná záležitost – a mnozí vědci by souhlasili, že i velmi pochybná. Přesto snahy v tomto směru neustávají, přičemž se doslova nabízí využití neurozobrazovacích technik. Na otázku, zda nám může fMRI prozradit něco o inteligenci, se zaměřila Emily Finnová z Yale University. Její práce zveřejněná v srpnu 2015 přinesla velmi zajímavé výsledky, podle nichž jsou některé mozky zkrátka „lepší“ než jiné: Podle míry propojenosti různých oblastí lze totiž u některých předpokládat vyšší míru tzv. fluidní čili vrozené inteligence. V budoucnu tak zřejmě bude možné podobným způsobem odhadovat i další zděděné vlastnosti, což by mohlo mít rozličná uplatnění.

Jeden z vědců oslovených v souvislosti se závěry výzkumu bezelstně navrhl, že by mohly být děti nastupující do školy oskenovány a podle výsledků by se jim pak přizpůsobila výuka a vybralo budoucí zaměření. Taková úvaha je vskutku děsivá a věřme, že podobné diskriminační praktiky nenajdou širší podporu. Naopak by však zmíněné techniky mohly pomoct diagnostikovat různé psychické poruchy.

Vzpomínat a zapomínat 

K předním odborníkům na studium paměti patří například Daniel Schacter z Harvard University, jehož kniha Sedm hříchů paměti se před několika lety dočkala i překladu do češtiny. Autor v ní mimo jiné upozorňuje na význam neurozobrazovacích metod při studiu jevů souvisejících s pamětí. Pomáhají nám totiž pochopit, jak dochází k ukládání, ale i k zapomínání různých informací. 

Jeden z prvních pokusů, který Schacterův tým prováděl pomocí fMRI již na konci 90. let, ukázal zajímavé efekty: Na základě toho, které oblasti se při zaslechnutí určitého slova aktivují, lze předpovědět, zda si jej pokusná osoba zapamatuje. A to byly zmíněné metody teprve v plenkách. 

Technologická čtečka myšlenek 

Do jisté míry lze dnes již pomocí fMRI zachytit, na co pokusná osoba myslí. Tým irské neurovědkyně Eleanor Maguireové si pro svůj pokus vybral deset dobrovolníků a těm vědci následně přehráli tři krátké filmy zobrazující osobu, jež vykonává nějaký jednoduchý úkol. Badatelé zachytili obraz mozkové aktivity, kterou u jednotlivců daný snímek vyvolal. Poté byli dobrovolníci požádáni, aby si sami náhodně jeden z filmů přehráli v hlavě, přičemž je opět skenovala magnetická rezonance. Výsledky přinesly fascinující zjištění: Pomocí fMRI bylo možné prokazatelně určit, na který snímek pokusná osoba myslí. 

Zmíněný experiment je zatím jen malým krůčkem na cestě k tomu, abychom dokázali touto metodou číst něčí myšlenky – autoři studie přesto varují i před zbytečným optimismem. Podle nich fMRI stále představuje v mnoha ohledech značně omezenou metodu. Pouze nám ukazuje, které oblasti mozku jsou v danou chvíli aktivní, nic ovšem neříká například o tom, zda se při konkrétní představě zapojují vždy stejné neurony.

Kdo je tady pánem?

Mozek právem považujeme za jeden z nejzajímavějších cílů, kterému můžeme věnovat svoji pozornost – už jen proto, že v tomto smyslu zkoumá předmět studia sám sebe. Moderní neurozobrazovací metody skýtají nový pohled na nejrůznější psychické procesy, ať už jde o emoce, abstraktní uvažování, paměť, nebo například o interpretaci zrakových podnětů či řeči.

Nabízí se otázka, nakolik se stáváme pouhou obětí rozmarů vlastního mozku a jeho neurochemie, a do jaké míry disponujeme svobodnou vůlí. Co je pak morálka či politické přesvědčení? Představují něco, o čem rozhodujeme „sami“, nebo se jedná jen o nastavení našeho mozku? Odpovědět na uvedené otázky bude nesmírně obtížné. S jistotou lze však říct, že „vyladění“ mozku není nahodilé, ale jde o výsledek biologické evoluce trvající mnoho milionů let. 

Sluneční soustava je plná částeček kosmického prachu, který pochází z komet, srážek asteroidů i dalších zdrojů. Tento prach padá na planety, včetně Země. Některá zrnka přežijí i průchod pozemskou atmosférou a dopadnou na povrch.

TIP: Sonda Stardust přinesla prachové částice z časů raného vesmíru

Badatelé britské univerzity Imperial College London nedávno přišli na to, že zrnka kosmického prachu, která obsahují jílové minerály bohaté na vodu, přežijí průchod atmosférou snadněji, než zrnka bez vody.

Když zrnko prachu vletí do atmosféry, tak se změní na kapičku roztaveného materiálu, podobného magmatu. Pokud obsahuje vodu, tak se voda začne vařit a vytvoří v roztavené hmotě bubliny, takže připomíná spíše pěnu.

Bublinové padáky

V podobě pěny se částice prachu stane mnohem lehčí a také chladnější, takže při svém průletu atmosférou brzdí, jako by měla bublinové padáky. Výsledky experimentů ukazují, že takové částice brzdí opravdu účinně a jejich teplota poklesne o 100 °C.