Alla ämnen – Radio U.F.S. Vetenskap (sida 23 av 42)

Trilobiter

Trilobiterna var en djurart som man idag bara kan hitta insprängda i vissa bergarter. Hade de funnits idag, kanske man hade fångat och ätit dem under augusti månad, som med dagens kräftor.

Transkription26 repliker · 3:04

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Trillobiter. Trillobiterna var enormt varierande varelser som under en oerhört lång period under Paleozoikum, under 325 miljoner år, var en av de artrikaste livsformerna på jorden.
Men idag är de utdöda. De liknar lite grann dagens gråsuggor eller kanske kräftdjur, även om de inte riktigt var släkt med något dera.
De var en helt eget del av utvecklingsträdet och hade över 20 000 arter.
Det finns fossiler från mycket lång tid tillbaka och de är ofta viktiga spårfossiler därigenom.
De uppstod någon gång under Cambrium. Cambrium var en epok som namngas efter ett engelskt landskap.
Sten med fossiler från Cambrium är mellan 570 till 504 miljoner år gamla.
Det var under den här perioden som moderna flerskälliga livsformer uppstod.
Man tror att trilobiterna utvecklas ursprungligen från någon sorts maskar med segment.
Gradvis blir segmenten hårdare för att stå emot rovdjur som utvecklade bättre tänder för att ta sig igenom skalen och trilobiterna svarar med hårdare skal.
Det är därför man börjar finna fossiler från den här perioden.
Den här kattlöpningen mellan bytesdjur och rovdjur ledde till vad man kallar en cambriska explosion.
Mängder med nya arter uppstod. Där är bland trilobiterna släkten.
Trilobiter var ganska komplexa små varelser som förmodligen kröp omkring på havsbottnarna och fyllde ungefär samma funktion som krabbor idag.
De hade ögon, komplexa facettögon som med analogi till hur ermitkräftornas ögon ser ut idag förmodligen hade blåa linser.
De påminner om kräftdjuren i att de kunde ömsa skal och de var kapabla att rulla ihop sig som igelkottar när de blev anfallna.
Gradvis utvecklas nya varianter under Ordovisium.
En nästa geologiska period börjar man trilobiter utveckla ögon på skaft, kantiga ryggrader och fortsätter att överleva trots den enorma nedisningen som inträffade för ungefär 400 miljoner år sedan.
De var oerhört livskraftiga.
Under silurperioden, döpt efter silurbergen i Wales för 441 till 413 miljoner år sedan, utvecklade de ännu mer komplexa mönster samtidigt som fiskarna började utvecklas och en del växter började ges upp på det där farliga landet.
De fortsatte genom Devon-perioden, Perm-perioden, de utvecklade taggar, men till sist så dog de ut.
Perm avslutas nämligen med ett massivt massutdöde.
Mellan 90-95% av alla arter på jorden dog ut av okänd anledning.
Däribland de sista trilobiterna.
Det är ganska anmärkningsvärt hur många arter och typer av trilobiter som fanns.
Man kan bara spekulera hur världen skulle ha sett ut om de hade fortsatt att överleva.
Kanske skulle vi ha trilobiter istället för kräftor vid kräftfästen i augusti.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

S.N.P. - Single Nucleotide Polymorphism

En mutation är en förändring av en varelses DNA. Om minst en procent av befolkningen har denna förändring räknas den istället som en variation. Henrik vet mer.

Transkription25 repliker · 2:36

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Vad är en SNIP och vad gör den i din kropp?
En SNIP är en nästan mutation i ditt DNA.
DNA överför som ni vet ärftliga egenskaper från föräldrar till barn.
Och mutationer, inte sådana här mutationer som skapar superhjältar utan vanliga hederliga vardagsmutationer.
Om de förekommer en tillräckligt stor mängd av befolkningen, då kallar man dem inte längre för mutationer.
Utan då blir de en vanlig variation hos befolkningen, ungefär som hårfärg eller ögonfärg.
Det är bara det att den här variationen är inte hårfärg utan det är att en liten bit av DNA är utbytt mot en annan liten bit av DNA.
Och det funkar ungefär lika bra.
Man kan hitta de här ganska lätt med molekylärbiologiska metoder.
Vilket gör att forskare är ganska intresserade av dem.
Och för att få kallas en SNIP, det vill säga Single Nucleotide Polymorphism, amerikanska såklart, som all genforskning tyvärr.
Så måste den här variationen finnas hos minst en procent av befolkningen.
Den leder inte nödvändigtvis till att du har på en annan hårfärg eller någon som helst effekt.
Den kan finnas i DNA som inte kodar för några gener eller någonting.
Det som är intressant med SNIP-arna är att man kan spåra hur befolkningen har flyttat sig och vilka som är släkt med vilka genom att spåra SNIP-ar.
I och med att de är olika hos olika folkgrupper.
För att det har varit olika mutationer som sedan den som muterade har förökat sig och fått massvis med barn som har bildat en ny stam kanske.
Den här stammen har då en SNIP som inte någon annan stam har.
Då kan man alltså spåra ättlingar och familjer med de här SNIP-arna.
Det som gör det riktigt spännande är det faktum att majoriteten av de SNIP-ar som finns hos människor idag, de utvecklades med att vi fortfarande levde på savannen i Afrika.
Och en majoritet av dem delar vi till och med med kimpanserna, våra närmaste släktingar innan vi kom till savannenstadiet.
Den andra sidan är det inte så förvånande att vi delar dem med kimpanserna i och med att vi delar 98,5% av vårt DNA med kimpanserna.
Så skillnaden mellan att vara hårig, ha långa armar och bo i träna.
Vara mindre hårig, vara aningens längre, ha kortare armar och prata i radio.
Är 10 miljoner år.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Lyssna på regn under vatten

Det enklaste sättet att mäta hur mycket det regnar, är en mugg med mätskala på. Men numera kan man lyssna under vattnet på hur mycket det regnar. Vattendroppar för oväsen!

Transkription37 repliker · 2:33

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Att lyssna på regn under vatten.
Det låter kanske märkligt, men det går att höra hur mycket regn det faller på haven.
Jeffrey A. Newstuen på University of Washington har kommit på ett sätt att mäta hur mycket regn som faller även långt ute till havs.
Det här är klimatologiskt viktigt för att man vet väldigt lite om hur mycket nederbörd som finns där ute.
Och det spelar stor roll för havens biologi och för jordens klimat.
Listen är att stoppa ner mikrofonen i vattnet.
Det är nämligen så att när en regndroppe faller i vatten så låter det.
Och det här ljudet har två delar.
Dels är det från själva plasket när droppen slår i.
Dessutom kommer det oftast att bildas en liten bubbla.
Och den här bubblan ger ifrån sig ett ljud.
Man säger att nyfödda bubblor skriker.
Det är nämligen så att en bubbla med givet storlek kan vibrera.
Och den här frekvensen ger ifrån sig en ganska ren ton.
När den har existerat ett kort tag så har den hunnit göra av det mesta av sin rörelsenergi och tystnar.
Man får en mogen bubbla som istället tar och fångar upp ljud utav sin frekvens.
Och det här gör att man kan skilja mellan storlekar på droppar som faller i havet.
Stora droppar ger andra ljud än små droppar.
Väldigt små droppar vid duggregn.
De ger ett väldigt mildt plask och ingen bubbla.
Men små droppar, mellan 0,8 och 1,2 mm, de är väldigt högljödda.
Det blir ett svagt plask.
Men bubblorna ger ifrån sig kraftiga pip på 13-25 kHz.
Medelstora bubblor däremot är mycket tysta.
De verkar ha en storlek som gör att plasket blir ganska svagt och bubblan tyst.
Men stora, mer än 2 mm bubblor, de ger kraftiga plask och bubblor som låter dovt.
1-10 kHz.
Och verkligt stora bubblor, de ger ifrån sig ett brett spektrum.
Det intressanta är att man kan stoppa ner mikrofonen i vattnet och lyssna på det här bruset som uppstår.
Och sedan kan man utifrån det spektrumet räkna ut vilken sorts regndroppar som faller i vattnet.
Och därifrån kan man räkna ut regnmängden.
Och eftersom vatten leder ljud bra kan man höra över stora områden.
Så därför har man börjat utveckla akustiska regnmäter.
Det är små bojar med batterier och mikrofoner som kan fungera upp till ett år.
Och sedan så tar man data från dem, filtrerar bort andra ljud som till exempel vågor, förbipasserande skepp, räkor som är mycket höglödda varelser och vinden.
Och ur detta kan man räkna ut hur mycket vatten som faller.
Kort sagt, man kan höra på tonarten hur mycket det regnar till havs.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Regn

Hur snabbt faller en regndroppe? Är duggregn större än ösregn? Vilket går snabbast? Vi vet.

Transkription39 repliker · 2:53

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Hur stort är regn?
Regn uppstår ju när vattenånga kondenseras till vattendroppar uppe i molnen.
Men hur går det här egentligen till?
Och hur stora blir egentligen regndropparna?
Det är ju nämligen så här att vattenånga kan övergå till vattendroppar, rakt av, om den är tillräckligt mättad.
Men det inträffar väldigt sällan i naturen.
Istället börjar det kondenseras till vätska på vad man kallar kondensationskärnor, små partiklar uppe i atmosfären.
Det kan till exempel vara saltkorn som har blåst upp ifrån haven.
En vattendroppe, saltvatten, torkar ganska snabbt i atmosfären och kan bli ett mikroskop i saltkorn.
Eller ammoniumsulfid som kommer ifrån bakterieaktivitet i haven.
Eller kanske sand.
På ytan av kondensationskärnan ansamlas vattenmolekyler som växer till så man får en droppe.
Och ju större droppen blir desto mer vattenånga kan den naturligtvis ta upp ifrån luften.
Men det här producerar väldigt små droppar.
En ordinär molndroppe är bara några tusendels millimeter stor.
För att det ska kunna bli en riktig regndroppe så måste flera vattendroppar slå sig samman.
Det visar sig att mängden kondensationskärnor påverkar hur mycket regn det kan bli.
Över land blir det till exempel fem gånger fler droppar.
Medan över hav, där det verkar finnas färre kondensationskärnor, blir det färre droppar.
Men däremot deras storlek varierar mycket mer.
Hur stor en regndroppe blir beror ju på hur mycket den kan uppsluka.
När den faller genom molnet så kommer den att kollidera med andra droppar.
Och ju längre väg den har att falla och ju längre tid den får på sig, desto större blir den.
Det här beror ju naturligtvis på molnets tjocklek.
Det är därför vi får duggregn när det bara är lite småmulet.
Dropparna hinner helt enkelt inte falla speciellt långt.
Medan däremot, ett högre moln, som ett större regnmoln eller rent av ett åskmoln, kan producera mycket större droppar.
Framförallt om det finns uppåtvinda kan droppar cirkulerandet lång tid och därmed ackumulera mycket vatten.
En typisk droppe är ungefär 2 mm stor och den faller med en hastighet av 6,5 meter per sekund.
Mindre droppar faller långsammare och blir därför lätt rov för större droppar.
Storleken på dropparna beror ju också på andra faktorer, som till exempel hur starka vindarna är.
Riktigt starka vindar kan slita sönder dropparna.
Och även en övre gräns som beror på ytspänningen.
En droppe är ju nämligen inte droppformig, som man brukar teckna att de skulle ha någon liten spetsig svans.
Istället är det så att undersidan är tillplattad av luften den faller mot.
Och ju större droppen blir, desto större blir den här platta ytan.
Vilket leder till en riktigt stor droppe.
Där börjar den här ytan bukta in och den bryts snabbt upp.
De största dropparna blir ungefär 5 mm.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Vattnets radikala släktingar

Vatten består, som de flesta vet av två väteatomer och en syreatom. Men det finns liknande joner och ämnen som trots att de är mycket nära vatten i sin sammansättning, beter sig helt annorlunda.

Transkription47 repliker · 3:35

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Vattnets radikala släktingar.
De flesta människor känner till vattnets kemiska formel, H2O.
Två vätatomer bundna till en syratom.
Men färger känner till att det är betydligt mer fart i ett glas vatten än vad den enkla kemiska formen antyder.
Det är nämligen så här att vattenmolekylerna studsar omkring mot varandra och kan mycket väl tänkas byta atomer med varandra.
Till exempel så kan vatten tacka bort sin ena vätatom och bli därmed en hydroxylion.
Det är en negativt laddad partikel, en syratom med en vätatom som hänger med, som kommer att vandra runt.
Den fria vätatomen å andra sidan slår sig gärna ihop med en annan vattenmolekyl och bildar vad man kallar en oxoniumion.
Som är en syratom med tre vätatomer med en positiv laddning.
Ämnen som gärna producerar såna här oxoniumioner kallar man för syror.
Medan ämnen som producerar hydroxylioner kallas för baser.
Dessutom så visar det sig att det kan uppträda peroxider.
Det kan vara två syratomer istället för en i en vattenmolekyl.
Och då får man väteperoxid.
Väteperoxid, H2O2, liknar vatten ganska mycket.
Den är något mer trögflytande och lite mer blåaktig än vanligt vatten.
Men den har en smältpunkt vid minus 0,43 grader och en kokpunkt vid 150 grader.
Var den verkligen skiljer sig är hur kemiskt reaktiv den är.
Vanligt vatten reagerar inte gärna.
Eller snarast, det är ganska inert.
Däremot väteperoxid reagerar oerhört gärna.
Och det är ganska instabilt.
I närvaro av till exempel en metallion sönderfaller gärna två väteperoxidmolekyler till syr och vatten.
Det här går väldigt långsamt i en ren lösning.
Men finns det lite metallioner i närheten, framförallt alkalimetaller som natrium och kalium, så går det här ganska snabbt.
Därför kan man inte förvara väteperoxid i glasflaskor eftersom det finns sådana joner i glaset.
Och man brukar normalt använda plastflaskor eller glas med vax på.
Dessutom så finns många andra ämnen som kan starta reaktionen.
Till exempel enzymer i människokroppen.
Saliv och blod sätter också igång reaktionen så att det börjar bubbla starkt.
Och spiller man lite väteperoxid på huden kan det oftast uppträda en vit effekt på grund av små syrebubblor under yttersta hudlagret.
Väteperoxidens förtjusning att reagera och lämna ifrån sig syre gör att man kan använda den till mycket.
Det används till exempel som sprängämne upplandat med annat.
Man kan använda den som raketbränsle.
Men kanske viktigast är som blekmedel i industrin.
Man kan bleka både papper och hår med det.
Det är bakteriedödande och kan användas för att bryta ner föroreningar.
Man pumpar ner den i förorenad jord och genom att den lätt reagerar med något annat så frisätter syre.
Då kan bakterier få en ökad chans att bryta ner till exempel PCB.
Peroxid producerar lätt peroxidjoner.
Det här är en sorts joner som kallas för fria radikaler.
De reagerar väldigt gärna med något annat vilket gör att de är skadliga i cellerna.
Samtidigt produceras de naturligt av våra cellers kemiska reaktioner.
Enligt vissa teorier kan det vara skadoporgen när det här som åstadkommer åldrandet.
Så kanske är hemligheten bakom att åldrandet ser till att man har så lite väteperoxid och dess radikala släktingar inuti sina celler.
Och håller dem så friska som möjligt genom att äta antioxidanter som C-vitamin.
Vill jag få se under kommande decennier.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Proteinveckningsproblemet

Hur kan ett protein som tillverkas i en cell få rätt form? Naturen bollar med många miljarder olika lösningar, men verkar hitta rätt till sist.

Transkription49 repliker · 3:22

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Proteinväckningsproblemet.
Proteiner är oerhört viktiga för allt levande och deras form bestämmer deras funktion.
En del proteiner, som kollagen, bygger upp våra kroppar och ger våra vävnades stadiga eller elasticitet.
Andra, som enzymer, fungerar som små kemiska maskiner som kombinerar eller plockar isär molekyler på bestämda sätt.
Det här är oerhört viktigt hur dessa fungerar för att vi ska överleva.
Man kan också tänka sig många intressanta industriella tillämpningar av proteiner.
Men hur bestäms deras funktion?
Det beror på deras primärstruktur.
Det är den sekvens av aminosyror som bygger upp proteinet.
Ett protein kan ses som ett pärlband där olika delar och molekyler har satts ihop.
Dessa molekyler kan ha olika elektrisk laddning, vara olika förtjusta att vara i närheten av vatten och ha olika form.
Det här pärlbandet kommer snabbt att rulla ihop sig till en tredimensionell struktur när man släpper det loss.
Det är ett intressant problem.
Hur kan ett protein som tillverkar sin cell få rätt form?
Får det fel form har det ingen effekt.
Man kan till exempel se på äggvitan.
Äggvita är vid rumstemperatur en flytande vätska.
Men när man kokar upp den tappar proteinerna i den form och bildar en vit massa som när man kyler igen inte återgår till en vätska.
Man ser att den har denaturerats.
Det är ett problem här rent teoretiskt sett.
Om man antar att man har tusen bindningar i ett protein och de kan ligga i ungefär tre lägen.
Då har vi tre upphöjt med tusen möjligheter.
Det är fler möjligheter än att protein skulle hinna med under hela universums historia att utforska.
Så hur kan den hitta den konfiguration som har lägst energinivå?
Det här kallas för Leventals paradox.
Det borde ta evigheter innan det sker.
Men som vi vet, proteiner i celler får sin form inom någon sekund.
Vilket är mycket märkligt.
Det här kallas för proteinväckningsproblemet och är mycket viktigt.
Både för att förstå cellen, men också för att till exempel kunna förutsäga proteinerstrukturen om man har hittat dem i gendatabaser.
Och också kanske för att designa proteiner med önskade funktioner.
Det verkar faktiskt som att naturen har funnit speciella knep att få fram önskade väckningstyper.
Det kanske finns tusen olika former av väckningar som förekommer i naturligt förekommet proteiner.
Och att man skulle kunna imitera naturen och lära sig dem.
Dessutom så finns det något som heter chaperoniner.
Förklädesproteiner som hjälper andra proteiner att få rätt form.
De har fått namnen efter idé med förkläden.
Då finare damer på 1800-talet fick åtföljas av en äldre släkting när de besökte någon man.
För att förhindra att mannen gjorde otillbörliga närmanden eller att hon sa fel saker.
De här proteinerna verkar ge rätt form till nybildade proteiner.
De helt enkelt omformar dem.
Det finns till och med kamikazer-chaperoniner.
Det finns nämligen proteiner vars syft är att bryta ner andra proteiner.
Men även de måste ges rätt form.
Och då existerar det speciella proteiner som kan ta och ge dem den form.
Till priset att de själva blir särplockade så snart de lyckas.
Kan vi väl lära oss förstå de här processerna och hur de går till?
Kan det hända att vi i framtiden kan börja designa proteiner med alla upptänkliga effekter?
Vem vet? Framtidens maskiner kommer kanske vara små äggvita ämnen.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Bakom det krångliga namnet döljer sig en gren inom matematiken som till exempel söker svaret på vilken som är den kortaste vägen mellan två punkter. En linje? Javisst, om du har ett papper, men fågelvägen är inte alltid den bästa vägen ute i naturen.

Transkription43 repliker · 3:36

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Variationskalkyl
Det berättas en saga om hur drottning Dido grundade Carthago.
Hon kom som landsflykting till landet och bad om en liten, liten snutt mark av kungen.
Bara så mycket som hon kunde omgärda med en oxhud.
Kungen som visste att oxhudar inte är så stora tyckte att det går väl an.
Men på natten så tog drottning Dido och hennes tjänarinnor och skar oxhuden i tunna, tunna remsor.
De använde dem för att inhägna ett ganska stort område.
Det påstås att det var där Carthago grundades.
Det här är ett intressant problem rent matematiskt.
Om man har en viss mängd rep eller oxhud, vad är den största yta man kan inhägna med det?
Det här kallas för det isoperimetriska problemet och lösningen är naturligtvis en cirkel.
Det är ganska självklart men inte helt enkelt att bevisa matematiskt.
Den gren av matematiken som sysslar med den här typen av problem kallas för variationskalkylen.
Man försöker hitta kurvor eller ytor som inhägnar största möjliga volym eller kanske av minsta möjliga aria.
Man kan till exempel tänka på problemet att hitta kortaste vägen mellan två punkter.
Ja, på ett papper så är det alltid en rätt linje.
Men hur är det till exempel i en oregelbunden terräng?
Där kan mycket väl den kortaste vägen vindla sig på en massa sätt.
Man kan också tänka sig i tredimensioner.
Vad är den yta som har minst aria som insluter en given volym?
Och svaret är naturligtvis klotet.
Mer komplicerade problem var till exempel brachistokronproblemet som man studerade mycket på 1700-talet.
Man har två punkter och ska förbinda dem med en kurva.
Och tanken är att vilken kurva gör att en liten pärla som rör sig nerför kurvan utan friktion kommer fram snabbast möjligt?
Svaret är faktiskt inte en rätt linje utan Newton, Bernoulli och många andra matematiker lyckas visa att det är en kurva som kallas cykloiden.
Det visar sig till och med att kurvan mycket väl kan först gå neråt sen uppåt en bit för att verkligen dra nytta av tyngdkraften.
Den verkligt intressanta områdena är såpubblor.
Såpubblors yta är nämligen alltid sån att det arian är så lite som möjligt.
Det finns något som heter platåsproblem.
Givet en ram som man doppar ner i såpvatten, vilken form får såpytan?
Och det visar sig att det här är mycket svårt att matematiskt behandla.
Man har i många fall använt såpubblor just för att göra optimeringar för naturen är bra på att hitta de bästa lösningarna.
Till exempel om man har ett antal punkter som ska förbindas till exempel med telekablar.
Så en metod att hitta en lösning är att helt enkelt slå ner ett antal spikar i en bräda.
Motsvarande de platser som ska förbindas, doppa ner en såplösning och sedan se vilken såpinna som bildas.
Den här såpinnan visar den kortaste förbindelsevägen.
Ett annat intressant problem är när man har två bubblor som sitter ihop.
Hur ska de vara formade för att den givna volymen ska ha så liten yta som möjligt?
I naturen vet man att de ska sitta ihop så att vinkeln i skärningspunkten ska vara 120 grader.
Men att bevisa det här är svårt.
Det var faktiskt först 1995 som man verkligen lyckas göra ett ordentligt bevis med det.
Och det krävde att man löste ungefär 200 000 integralekvationer med en dator för att verkligen bevisa det här.
Så onekligen, nästa gång man ser en såpbugga ska man tänka på att den löser många komplexa matematiska problem mycket, mycket snabbt.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Vad tänker du på?

Vad sysslar din hjärna med och vilka delar är aktiva, när du ser ett objekt? Detta och många andra frågor kan man försöka få ett svar på med hjälp av PET. Anders berättar mer om Pet Positron Emissions Tomografi.

Transkription42 repliker · 3:29

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Att se tänkandet.
Vi kan inte se normalt vad andra människor tänker.
Vi kanske kan gissa oss till det utifrån kroppsspråk och minspel, men vi kan inte vara säkra.
Och det är väldigt svårt att avgöra vilka delar av hjärnan som gör vad när man tänker.
Därför har man utvecklat olika metoder att försöka upptäcka detta.
En metod som har visat sig ha stor framgång på senare tid är PET, positronemissions tomografi.
Idén är att man vill se hjärnas aktivitet.
Nervceller som är aktiva förbrukar mycket energi och syre.
Och man kan upptäcka det här.
Vad man gör är att man ingesserar ett radioaktivt ämne i blodet.
Till exempel socker eller syre där man har gjort en av atomerna radioaktiv.
Det här är ett ämne som har ganska kort halveringstid så det försvinner snabbt ut ur blodet och gör inte så mycket skada.
Men det används i hjärnan, vilket gör att de delar av hjärnan som är aktiva när en försöksperson tänker på någonting
kommer att ta upp mer av det.
Och när atomerna sönderfaller så avger de en positron.
Det är P1 i PET.
Positronen färdas en liten bit innan det krockar med en elektron.
Och då förintar partiklarna varandra och sänder ut två stycken fotoner.
Alltså små gamma-pulser.
De här fotonerna rör sig alltid åt exakt varsitt håll.
Det är 180 graders vinkel från varandra och kan uppfångas av en detektor som man placerar runt försökspersonen.
Finesen med det hela är att om detektorn märker av två små blickstar ifrån de två fotoner så kan den räkna ut var någonstans det här startade, längs med vilken linje.
Så vad man gör är att försökspersonen får sitta och tänka inuti scannen och man samlar in data.
Efteråt gör man komplexa matematiska analyser av det här och kan ställa ihop en tredimensionell bild av var aktiviteten skedde i hjärnan.
Den har en lite begränsad upplösningsförmåga, både tid och rum.
Positronen rör sig i medeltal ungefär 5 mm genom hjärnan innan den sönderfaller.
Vilket har och gör att man inte riktigt kan få en skarp upplösning av exakt var det användes i hjärnan.
Dessutom så naturligtvis tar det tid för hjärnan att anpassa sig.
Men PET-scannen har en upplösning på ett par sekunder.
Så att man skulle teoretiskt sett kunna undersöka hjärnaktiviteten över tiden genom att ta data vid olika tidpunkter.
Men i praktiken är det svårt att få tillräckligt mycket information för att ge en bra bild.
Tekniken har utvecklats mycket på senare tid.
Man har kommit på bättre metoder att lägga in andra kemikalier för att se var de binder i hjärnan.
Man har kommit på att man kan ta många försökspersoner som tänker på ungefär samma sak.
Och sedan kan man medelvärdesbilda mellan deras hjärnor.
Det är inte så enkelt som det låter eftersom alla hjärnor är lika individuella som fingeravtryck.
Men genom att applicera en del datografiska tekniker så kan man normalisera bilderna.
Man morfar om dem till en sorts standardhjärna och ser var aktiviteten hamnar där.
Sedan kan man subtrahera bort medelaktiviteten, den som kommer när man inte tänker på någonting eller tänker på någonting annat.
Och se vilka områden aktiveras till exempel när man tänker på mat, när man planerar en rörelse eller gör någonting annat.
Det här är ett enkelt sätt att se vad som sker under tänkandet.
Det finns andra metoder idag, men PET är ofta en vida användmetod och mycket användbar.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Grundämnet Jod

Jod är ett grundämne med relativt många användningsområden. Man kan ha det för att försöka skapa regn eller att hitta oljefyndigheter.

Transkription23 repliker · 2:11

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Jodd. Vad är det som ger havet dess karaktäristiska doft?
Mycket av doften kommer ifrån alger som bryts ned, alger och tång som har spolats upp på stranden och bryts ner.
Och detta ger en viss jodddoft.
Jodd förekommer nämligen ganska mycket i sjögräs.
Det är ett grundämne som hör till halogenerna, saltbildarna, på samma sätt som klor och flår och brån, vilket också är ämnen som förekommer i havsvatten.
I ren form så är det violettgrå kristaller som när man hettar upp de producerar en rosa rök.
Det är ett ganska reaktivt ämne, även om det inte är lika reaktivt som till exempel klorgas.
Och det är nödvändigt i vår biologi.
Det är faktiskt så att områden långt ifrån havet, där finns det ofta mycket lite jodd.
Och därför förekommer något som kallas joddstruma, en sjukdom som inträffar just på grund av joddbrist.
Detta är faktiskt skälet till att man tillsätter jodd till salt i många fall.
Jodd har många intressanta kemiska egenskaper, används mycket inom kemisk syntes.
Det har också en del praktiska förmågor till exempel att detektera stärkelse.
Droppar man en joddlösning på någonting som innehåller stärkelse så blir det klarblått, vilket är en bra metod att upptäcka med stärkelsehalter.
Ljodd används till exempel vid fotografering.
Och kristallerna, som är kemiskt ganska inaktiva, har också använts för att så moln när man försöker producera regn.
En annan intressant egenskap hos jodd är att den dras till kolväten.
På ställen i marken där kolväten väller upp till exempel på grund av underliggande förekomst av olja, dit dras joddatomerna.
De är så pass reaktiva att de dras till den här källan av vätejoner.
Dessutom när jodd reagerar med kolvätena så binds de till den platsen.
Och därmed så kan man använda jodd genom att mäta joddhalten i marken för att upptäcka var någonstans det kan tänkas existera olja.
Överhuvudtaget så är jodd ett ganska vida spritt grundämne.
Det är inte så viktigt kemiskt i vår kropp, men vi kan inte överleva utan det.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Förstärkningsinlärning

Människan har känt till hur man tämjer djur sedan urminnes tider. Men hur tämjer man en robot? Eller rättare sagt : hur lär man en robot att göra det man vill att den ska göra? Belöningar och bestraffningar kan faktiskt även användas här!

Transkription39 repliker · 3:03

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Förstärkningsinlärning.
Man brukar säga att för att få en åsna att göra vad man vill så måste man använda både morot och piska.
Men kanske kommer vi i framtiden att säga att för att få en robot att göra vad man vill måste man använda batterier och kanske med bestraffningsknapp.
Som djurtränare har sedan lång tid vetat att vill man träna ett djur så kan man ge det belöningar och bestraffningar.
Hundägare ger sina hundar godis när de har gjort något duktigt eller ett berömande ord och skäller ut dem när de gör något dåligt.
Djuren lär sig att skaffa sig mycket belöningar och uppför sig förhoppningsvis på det sätt man önskar.
Det här kallas förstärkningsinlärning och man har forskat mycket om det här till exempel med duvor som försöksdjur.
Man har provat att träna dem att reagera på signaler och även ett så enkelt djur som en duva är kapabelt att göra ganska komplicerade trick för att få sina belöningar.
Men man kan som sagt fundera på om det inte kan användas för att lära upp robotar också.
Problemet med robotar är att de måste lära sig hur man handlar rätt.
Man kan tänka sig att en robot bedömer varje situations värde och sedan handlar den på det sätt som ger den bästa nya situationen.
Om roboten står inför ett val så väljer den det val den tycker är bra.
Men hur ska den veta vilka val som är bra om vi tänker oss till exempel en städrobot som ska gå runt från rum till rum?
Det är ganska svårt att programmeringen är färdig och fixa värden.
Man kan istället göra att roboten får prova sig för och se om den får en belöning eller bestraffning.
Den lär sig helt enkelt den förväntade belöningen om den gör olika saker och också värdet av att komma till nya situationer.
Man kan tänka sig att roboten får prova sig fram.
Till att börja med så faller den mest omkull och får en bestraffning av att det gör ont.
Men med tiden lär den sig stå och gå omkring.
Då kan man börja ge en belöning av varje gång den lyckas städa lite grann i rummet.
Och då lär den sig att tillstånd där den gör handlingar som städar ger belöningar.
Och med tiden lär den sig att städa.
Man tränar alltså upp den genom att ge ganska enkla signaler.
Det här är inte alltid så enkelt att genomföra i praktiken.
Roboten får till exempel inte alltid välja den bästa handlingen.
Ibland måste den prova något nytt slumpmässigt för att utforska.
I annat fall fastnar den i vad som tidigare gick bra.
Roboten måste ha rätt tidshorisont.
Om den tar och alltid gör det den direkt får en belöning för.
Så kommer den kanske inte klara av mer långsiktiga planer.
Som att ta sig genom huset och städa hela.
Utan kommer bara stanna på det ställe där den får en enkel belöning.
Har den för lång tidshorisont kanske den lär sig opraktiska beteenden.
Så kanske kommer i framtiden vi ha städrobotar och annan utrustning som man tränar upp.
De kommer delvis förprogrammerade från fabriken.
Men också få lite träning i hemlet.
Naturligtvis får man se upp så att man inte av misstag råkar knuffa till dem.
Och de lär sig att undvika en.
Eller lär sig att gömma sig så att de inte behöver få några jobbiga order.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Radio Unga Forskare Stockholm - Vetenskap - Sveriges första podcast!