Heisenberg&Heisenberg

La cadena nord-americana AMC va emetre les cinc temporades de la sèrie Breaking Bad entre els anys 2008 i 2013. És considerada un de les millors sèries de la història. Tot i que ja fa quatre anys de l'emissió del seu darrer episodi, avui dia no és estrany veure encara joves (i no tan joves) amb samarretes de la sèrie. Un dels dissenys més habituals mostra un dibuix del protagonista i a sota hi apareix el seu sobrenom: Heisenberg.

A la sèrie Breaking Bad, Walter White (interpretat per Bryan Cranston) és un professor de química en un institut d'Alburquerque (Nou Mèxic) que és diagnosticat d'un càncer de pulmó terminal. Per tal d'assegurar la prosperitat econòmica de la seva família quan ell ja no hi sigui, White decideix aprofitar els seus coneixements de química per produir i vendre metamfetamines amb l'ajuda del seu exalumne Jesse Pinkman (interpretat per Aaron Paul). En el món de la droga, el professor White fa servir el "pseudònim" de Heisenberg. Existeixen sospites molt fonamentades que apunten que Vince Gilligan (creador de la sèrie) no va triar aquest sobrenom per casualitat, sinó que ho va fer inspirant-se en el físic alemany Werner Heisenberg, premi Nobel de física el 1932 per les seves teories sobre mecànica quàntica. Els paral·lelismes entre el personatge de ficció i el Heisenberg real són diversos. Els més evidents són la vinculació de les seves professions amb la ciència i la causa de la seva mort (el càncer). Més enllà d'això, però, hi ha altres sorprenents punts en comú. 

A l'inici de la Segona Guerra Mundial el físic alemany (el Heinsenberg real) era un reputat membre de la comunitat científica alemanya. Com que tenia ascendència jueva, es va considerar la possibilitat d'enviar-lo a un camp de concentració. La seva familia tenia contactes amb la familia de Himmler (el cruel comandant en cap de les SS nazis). Heinsenberg va contactar amb Himmler i va oferir-li el seus serveis com a científic a canvi de salvar la vida. Durant anys el físic va treballar en el programa nuclear de Hitler, que tenia com a objectiu fabricar una bomba atòmica. Segons sembla, Heisenberg podria haver sabotejat les investigacions perquè els nazis no disposessin d'aquest avantatge armamentístic (que els podria haver fet guanyar la Segona Guerra Mundial). El protagonista de Breaking Bad (i aquí ve el paralelisme i l'SPOILER!) s'enfronta al final de la sèrie a un grup de neonazis vinculats a la cúpula de la màfia de la droga.

Werner Heisenberg és especialment famós per ser el descobridor del principi d'incertesa que duu el seu nom. Explicat de la manera molt resumida, el Principi d'Incertesa de Heisenberg afirma que no es pot mesurar la posició i la velocitat d'una partícula subatòmica sense alterar-ne una de les dues variables. Si volem mesurar una d'elles alterarem l'altra i viceversa. Alguns fans de la sèrie afirmen que la relació entre Walter White i Jesse Pinkman seria una metàfora d'aquest principi perquè els canvis en la vida de l'un afecten en la vida de l'altra i a la inversa. D'aquesta manera mai podem saber del cert si formen part del mateix bàndol i quins motius reals guien la seva conducta. Aquesta teoria pot semblar descabellada però no ho és tant si tenim en compte que la sèrie conté alguna referència explícita relacionada amb les teories quàntiques del Heisenberg físic i les seves implicacions. 

Un altre paral·lelisme entre ficció i realitat és que White es dedica a perfeccionar la fórmula de la metamfetamina gràcies als seus coneixements de química. Segons sembla els nazis van fer ús d'aquesta substància (aleshores comercialitzada amb el nom de Pervitin) per millorar la resistència de les seves tropes durant la Segona Guerra Mundial. El biògrafs de Hitler afirmen que ell mateix n'era un compulsiu consumidor.

L'expressió Breaking Bad significa alguna cosa així com que algú ha triat el mal camí, que ha caigut baix degut a les decisions que ha pres. Les vides dels dos Heisenberg (el real i el de ficció) ens conviden a reflexionar sobre allò de si l'objectiu justifica els mitjans. L'un i l'altre van fer "el mal" per aconseguir un "bé" superior. Potser tots duem un petit Heisenberg a dins i aquestes històries ens poden fer pensar en la nostra pròpia ambigüitat moral i en les implicacions col·lectives que tenen sovint moltes decisions individuals.

Història de la taula periòdica

Una de les primeres coses que se’ns ensenya quan comencem a estudiar química és la taula periòdica dels elements. Així doncs, ens fan memoritzar els símbols dels elements més importants, el seu nombre atòmic, la seva posició a la taula, etc. Però per a què serveix realment la taula periòdica? Ha existit sempre? Com es classificaven abans els elements? Anem-ho a comprovar. 

El suec Jacob Berzelius va ser el primer en atrevir-se a classificar els elements. Així doncs, l’any 1814 va dividir-los en electronegatius (tenen tendència a guanyar electrons) i electropositius (tenen tendència a perdre electrons). Més endavant, l’any 1818, va proposar una notació (que encara avui s’utilitza), substituint els cercles que feia servir Dalton per reconèixer els elements i agafant com a base la primera o les dues primeres lletres del nom de l’element escrit en llatí. 

L’any 1815 l’anglès William Proust va formular la següent hipòtesis: “en tots els elements es troben compostos d’hidrogen com a matèria original”. Així doncs, va proposar l’ordenament dels elements agafant com a base l’hidrogen.

Uns anys més tard, l’any 1829, el químic alemany Johann Döbereiner va proposar l’ordenament dels elements que tenien propietats similars en grups de 3, anomenats “tríades”. A més, va afirmar que la massa atòmica de l’element central era aproximadament la mitjana de les masses dels elements dels extrems. 

Font: http://tablaperiodica.in/triadas-de-dobereiner-1820/

Tot i així, més endavant es va descobrir que no tots els elements formaven tríades. D’aquesta manera, es va negar que els grups dels elements similars fossin limitats a 3. Malgrat això, la importància de les tríades de Döbereiner radica en el fet que, per primer cop, es van agrupar els elements que tenien propietats similars en un mateix grup, anticipant així el concepte de “família química”.

L’any 1863, el químic francès Chancourtois va ordenar els elements en funció del seu pes atòmic sobre una corba helicoïdal que envoltava un cilindre. En dividir la base del cilindre en 16 parts iguals, es va registrar una llista d’elements similars en columnes verticals. Aquest treball va ser anomenat “Cargol Tel·lúric”. 

Dos anys més tard, el 1865, el químic anglès John Newlands va presentar un nou intent d’ordenar els elements segons les seves masses atòmiques. Així doncs, Newlands va disposar els elements en files horitzontals de 7 en 7. Amb aquesta classificació es va adonar que el vuitè element s’assemblava en propietats al primer, el novè al segon, el desè al tercer, i així successivament. Newlands va comparar aquesta classificació amb les notes d’una escala musical i, per tant, aquesta relació es va anomenar “Llei de les octaves”. Tot i així, les idees de Newlands no van ser acceptades ja que la seva llei no funcionava correctament a partir de l’element dissetè. 

Font: http://tablaperiodica.in/las-octavas-de-newlands-1864/

L’any 1869, el químic rus Dimitri Mendeléiev va presentar una taula dels elements, en què també s’ordenaven els elements en ordre creixent segons les seves masses atòmiques, de manera que els que tenien propietats semblants estaven situats en columnes, formant un grup. Els elements de cada fila formaven un període, que indica el número de nivells d’energia. Cal dir que la taula era semblant a la de Newlands, però hi havia una diferència molt important: Mendeléiev deixava un espai buit a la taula quan la periodicitat es trencava, ja que segons ell aquests espais devien estar ocupats per elements que en aquell moment es desconeixien. Això va permetre predir l’existència de nous elements que més tard es van descobrir, com per exemple el germani (Ge) i el gal·li (Ga). 

Font: http://tablaperiodica.in/tabla-periodica-de-mendeleiev-y-meyer-1969/

A partir de la taula periòdica de Mendeléiev la taula ha anat evolucionant ja que s’han anat afegint els nous elements que s’han anat descobrint durant aquests últims anys, però la idea de grups i períodes encara és vigent. És per això que Mendeléiev és considerat el pare de la taula periòdica dels elements.

Com hem pogut comprovar, el camí per establir una classificació dels elements no ha estat gens fàcil. La taula periòdica que coneixem actualment és el resultat de milers d’experiments i estudis duts a terme per diferents químics de diverses èpoques. I el que és més fascinant de tot és que aquesta taula es podria veure modificada. El descobriment de nous elements o de noves propietats químiques determinarà el futur de l’actual taula periòdica dels elements. 

(Autor del post: Jaume Giol Pozo, alumne de 1r de Batxillerat de l'Escola Pia de Terrassa)

Carboni (de totes formes)

El grafit del llapis amb el que dibuixem, el grafè (aquest material que diuen que revolucionarà el món) i el diamant dur i brillant estan formats, exclusivament, per àtoms del mateix element: el carboni (altre cop). En aquests tres materials els àtoms de carboni s'uneixen per mitjà d'enllaços covalents (compartint els electrons) però formant estructures geomètriques tan diferents que, per la seva aparença, costa imaginar que estiguin fets de la mateixa "peça" bàsica. Aquestes estructures en les que un mateix àtom pot formar enllaços que resulten en diversos materials s'anomenen al·lòtrops. 

En el cas del grafit, els àtoms s'uneixen formant hexàgons en els quals cada àtom de carboni ocupa la posició d'un dels vèrtexs formant làmines en un entramat en forma de xarxa. Aquestes làmines s'uneixen entre sí mitjançant enllaços molt més dèbils deguts a interaccions electrostàtiques. Seria com una mena de "pasta de full" de carboni. Aquesta estructura atòmica és la que observem a gran escala en un mineral de grafit pur i és la responsable de l'ús que en fem per dibuixar, com a component dels carbonets de dibuix i de la mina dels llapis. Quan fem lliscar el grafit sobre el paper el que fem en realitat és trencar els enllaços dèbils entre les làmines, fent que es depositin sobre el paper.

Estructura del grafit

En el cas de grafè, l'estructura és només laminar, sense unions entre les diferents làmines. Això es deu a la distribució dels enllaços de manera que un electró de cada àtom queda deslocalitzat i es disposa en un gran orbital que abarca tota la làmina de grafè. Les propietats d'aquest material es deuen, en gran part, a aquest enllaç deslocalitzat. És un material que permet introduir-hi impureses per canviar el seu comportament original i fer que, per exemple, repeli l'aigua. El grafè és extremadament dur, flexible, elàstic, amb una alta conductivitat elèctrica i tèrmica i molt lleuger. Tan lleuger que està format per fulles amb un gruix d'un àtom que pot suportar molts quilograms sense trencar-se. Un mil·límetre de grafit està format per tres milions de capes de grafè una sobre l'altra.

El grafè es coneix des dels anys 30 i, a finals del segle XIX, ja es parlava de formar filaments de carboni per descomposició tèrmica d'hidrocarburs gasosos. L'any 2004 Andre Geim i Konstantin Novoselov, de la Universitat de Manchester, van aïllar les primeres mostres de grafè a partir de grafit per un procés d'exfoliació mecànica. Gràcies a aquest descobriment, van rebre el Premi Nobel de Física de l'any 2010. Els transistors de grafè poden ser molt més ràpids que els de silici (els més utilitzats actualment) fet que possibilita la faricació d'ordinadors i smartphones més eficaços. Al ser transparent i bon conductor també té aplicacions en les pantalles d'aquests dipositius i en panells solars. 

Grafè

En el diamant, els àtoms de carboni s'uneixen entre si formant una estructura cristalina. En aquest cas, cada àtom de carboni està unit a uns altres quatre àtoms de carboni situats a la mateixa distància formant els quatre vèrtexs d'un tetraedre. Aquesta disposició tridimensional es manté en tots els àtoms de carboni formant l'estructura cristalina. Aquesta estructura és la que dóna al diamant la duresa, la brillantor i la transparència que el caracteritzen. A diferència dels altres al·lòtrops, aquí tots els enllaços són covalents, no hi ha unions dèbils.

Diamants

De totes les formes naturals del carboni, la més estable termodinàmicament és el grafit. Com que la tendència sempre és a convertir-se en una forma de màxima estabilitat, l'evolució de diamant cap a grafit és un procés espontani. Tot i això, a temperatura i pressió ambient, és una transformació extremadament lenta ja que implica uns enllaços que estan molt fortament enllaçats i amb molt poca mobilitat, cosa que fa que puguin passar milers d'anys sense canvis apreciables. Aquest cop la cinètica química salva els joiers de les amenaces de la termodinàmica. A la nostra escala temporal encara podem afirmar allò de "un diamant és per sempre". Ara bé, si tinc a mà un llapis quan torni a sentir aquesta frase, me'l miraré amb uns altres ulls...

És brutal pensar que un diamant podria acabar convertit en un llapis (si encara es fessin servir) d'aquí uns milers d'anys. I que una làmina del grafit d'aquest llapis podria acabar formant part d'un telèfon intel·ligent. De totes formes, segur que, en el futur, la màgia del carboni encara ens aportarà més sorpreses...

Solucions

Afirmar que l'alcohol és una solució es pot considerar rotundament cert des del punt de vista químic. Més enllà de la química, però, l'alcohol, més que una solució, acostuma a ser una important font de problemes... Al marge d'aquest joc de paraules, el que sí que és cert és que l'estudi de les dissolucions, i el que anomenem propietats col·ligatives, ha donat lloc a algunes solucions...

Les propietats col·ligatives són les propietats que depenen únicament de la concentració del solut dissolt i no de la naturalesa del solut. Aquestes propietats són: disminució de la pressió de vapor, descens crioscòpic, augment ebulliscòpic i pressió osmòtica.

De totes aquestes propietats, la que té unes aplicacions més visibles per a nosaltres és el descens crioscòpic, que consisteix en el descens del punt de fusió que experimenta una dissolució respecte al punt de fusió del dissolvent pur. Aquesta propietat és la responsable que l'aigua del mar, a causa de les sals que té dissoltes, tingui un punt de congelació d'uns -2ºC. Si es congelés a 0ºC, grans extensions d'oceà es congelarien i això tindria unes grans implicacions en el clima de la Terra. Aquest mateix argument és el que explica que es llenci sal sobre les carreteres gelades. La dissolució de la sal en l'aigua, al disminuir el punt de fusió, contribueix a solucionar el desglaç de l'asfalt. El descens crioscòpic també justifica l'ús anticongelants com l'etilenglicol en el circuit tancat dels radiadors dels cotxes. Aquesta substància és molt soluble en aigua i evita que l'aigua es congeli a 0ºC i trenqui el radiador. 

Les diferències de concentració de les dissolucions també tenen aplicacions alimentàries, en aquest cas relacionades amb la pressió osmòtica. La majoria d'éssers vius tenen teixits vius semipermeables. Les parets cel·lulars, per exemple, deixen passar l'aigua i els ions però impedeixen el pas a les proteïnes sintetitzades a l'interior de la cèl·lula. Això permet que la cèl·lula es mantingui turgent perquè això fa que hi penetri més aigua per igualar les concentracions de l'interior i l'exterior. En les conserves salades (salaons) s'evita la descomposició dels aliments per acció dels bacteris perquè la gran concentració de sal a l'exterior provoca un flux d'aigua que els deshidrata. Aquest mètode, encara molt utilitzat, ha estat una molt bona solució (sobretot quan encara no existien les neveres) per allargar la vida dels aliments.

I és que en la vida, com en la química...tot té (dis)solució!!

Submarinisme a tot gas

La pressió (P= F / S) es defineix com la força que actua sobre una unitat de superfície. És a dir, com més gran sigui la superfície sobre la qual s’apliqui una força menor serà la pressió exercida, i viceversa. Aquest és el principi que explica perquè fem servir raquetes per caminar per la neu.

La pressió atmosfèrica és la pressió que exerceix l’aire sobre la superfície terrestre; a nivell del mar, aquesta pressió és d’aproximadament d'un quilogram per cada centímetre quadrat. Aquest valor s’ha establert com una unitat i s’anomena atmosfera (atm). Així doncs, la pressió atmosfèrica a nivell del mar seria d’1 atm (1 atm = 101.325 Pa = 1,01325 bar). Aquesta pressió varia segons les condicions climàtiques i disminueix amb l’altitud. 

Sota l’aigua s’ha de considerar la pressió que exerceix la columna d’aigua, l’anomenada pressió hidrostàtica. Cada 10 metres de fondària la pressió hidrostàtica augmenta una atmosfera. 

Un submarinista, quan fa una immersió, està sotmès a la suma de la pressió hidrostàtica i l’atmosfèrica. Per exemple, a 20 metres de profunditat, un submarinista està sotmès a 3 atmosferes de pressió (una corresponent a la pressió atmosfèrica i dues a la hidrostàtica).

Respirar sota l'aigua és més complicat. Per evitar problemes, convé respirar aire a la mateixa pressió que la de l'ambient. El regulador que fan servir els submarinistes equilibra les elevades pressions de la bombona d'oxigen amb la del medi en què es troba. Si es respira a més pressió, augmenta el consum perquè la quantitat d'aire de cada inspiració serà més gran.

La pressió, del volum i de la temperatura determinen el comportament dels gasos. A mesura que augmenta la fondària s’incrementa la pressió i això afectarà els gasos presents als pulmons, a les cavitats cranials i els dissolts a la sang, entre d’altres.

Tal com ens diu la llei de Boyle- Mariotte, a temperatura constant, el volum de gas és inversament proporcional a la pressió a la que es troba aquest. És a dir que a mesura que augmenta la pressió el volum disminueix proporcionalment. En els 10 primers metres de fondària aquests canvis de pressió són més notables. 

En la pràctica del submarinisme, algunes cavitats del cos humà com la oïda, els sinus nassals, les vies respiratòries, l’estómac i l’intestí contenen aire i es poden veure afectades pels canvis de pressió. La flexibilitat del teixit del sistema respiratori i del digestiu faciliten l’adaptació d’aquests òrgans als canvis de pressió. D’altres com les oïdes i els sinus nassals són cavitats rígides i no poden adaptar-se a aquests canvis de pressió, i poden causar dolors i lesions serioses. Hi ha algunes pràctiques com la maniobra de Valsalva (realitzar una expiració forçada tancant el nas i la boca) que ajuden a compensar aquestes diferències i a igualar la pressió interna de l’oïda amb la de l’aigua. Altres efectes relacionats amb la compressibilitat dels gasos poden afectar el volum de l’aire de dins la màscara i produir un efecte de ventosa, sobre els ulls del submarinista, si no s’hi injecta aire a mesura que augmenta la fondària. El control de la flotabilitat també es veurà afectat, el submarinista anirà perdent flotabilitat a mesura que se submergeixi com a conseqüència de la disminució del volum de l’aire que conté l’armilla.

Segons el principi d'Arquímedes, qualsevol cos submergit en un fluid experimenta una força vertical i cap amunt, anomenada empenyiment (E), igual al pes de fluid que desallotja. Equipat amb un vestit de neoprè, la flotabilitat del submarinista es converteix en positiva, ja que el pes continua sent aproximadament el mateix però el volum és superior, de tal manera que la força d’empenyiment és més gran i és més difícil submergir-se. Per contrarestar aquesta força cal augmentar el pes del submarinista, per aquest motiu s’usa un cinturó de ploms. El bon control de la flotabilitat i aconseguir que sigui neutre és necessari per tal d’evitar problemes de sobreesforç i, per tant, de sobreconsum d’aire.

Com podeu comprovar, als que ens agrada parlar de les demostracions pràctiques de les lleis físiques, no se'ns pot fer callar ni sota l'aigua...

Font: Aquarium BCN

Bacteris i neurones

Els bacteris i les neurones tenen el comú que són cèl·lules (procariotes en el primer cas, eucariotes en el segon). També que uns i altres participen, d'alguna manera, en el procés de digestió. A partir d'aquí potser podríem establir altres similituds relacionades amb el seu funcionament i trobar-ne alguns components comuns. Més enllà d'això, trobem altres nexes en comú, alguns d'ells sorprenents. I és que la comunicació entre bacteris podria ser, evolutivament, l'origen de la comunicació neuronal. I, al mateix temps, bacteris i neurones es comuniquen en el nostre cos molt més del que ens imaginem...

El sistema nerviós és l'amo i senyor del nostre cos. Els nostres pensaments, la informació que ens arriba de l'entorn i del nostre propi cos i com hi responem, depenen de la comunicació elèctrica entre les neurones. Cada mil·lèsima de segon, grans quantitats d’ions entren i surten de les nostres neurones donant lloc a petites corrents elèctriques, la propagació de les quals permet que elements del nostre cos es comuniquin d’una manera molt eficient. Recentment s'ha descobert el que podria ser l'origen d'aquesta forma de comunicació cel·lular. 

Ja fa anys que es coneix que els bacteris tenen canals iònics que permeten el pas d'ions en un i altre sentit però fins fa molt poc la seva utilitat era del tot desconeguda. Una investigació publicada a Nature liderada per Jordi G. Ojalvo, investigador al Departament de Ciències Experimentals i de la Salut de la Universitat Pompeu Fabra, conjuntament amb Gürol M. Süel, de la Universitat de California San Diego, conclou que l'utilitat d'aquests canals podria ser comunicar-se quan està en risc la supervivència degut a la manca d'aliments. Aquest mecanisme és molt útil en els biofilms (una comunitat estructurada de microorganismes envoltats d'una matriu polimèrica autodesenvolupada i adherida a una superfície vivent o inerta). Aquestes comunitats ajuden als bacteris a sobreviure millor, i poden arribar a constituir un problema clínic i mediambiental per als éssers humans, degut a la seva extrema resistència a antibiòtics i altres agents desinfectants. Segons les conclusions dels investigadors, quan, en aquestes colònies cel·lulars, els organismes de la part central detecten que hi ha manca de nutrients, envien una senyal elèctrica d’estrès que es va amplificant cap als organismes de la perifèria perquè deixin passar més aliment (i per tant les cèl·lules exteriors en consumiran menys). 

La principal molècula implicada en aquesta interacció és el glutamat i l’ió associat és el potassi. Curiosament, el glutamat i el potassi juguen també un paper molt important en diverses formes de comunciació neuronal. És molt probable doncs que el fenomen descobert ara en bacteris pugui ser el precursor del sistema que utilitzen les cèl·lules del cervell humà.

Biofilm bacterià

Més enllà d'aquest lligam evolutiu, s'ha demostrat que els bacteris que viuen en el nostre cos tenen una important influència en el funcionament del sistema nerviós. Des del punt de vista biològic, podem considerar cada ésser humà com un ecosistema sencer on hi conviuen bilions de bacteris de milers d'espècies diferents. Tot i que encara no en tenim xifres concluents exactes, hi ha estudis que arriben a considerar que tenim, en nombre, 10 vegades més bacteris que cèl·lules humanes i que podríem arribar a tenir un quilogram de bacteris en el nostre cos. Els bacteris que habiten el nostre sistema digestiu, que anomenem flora bacteriana o microbiota, interaccionen amb el sistema endocrí, l'immunitari i el nerviós, incidint en el nostre estat físic i mental.

Naixem axènics, és a dir, dins l’úter de la mare, no tenim bacteris ni cap altre microorganisme colonitzant el nostre organisme. Durant la gestació, la microbiota de la mare comença a canviar per afavorir el procés. Tot el que la mare menja determinarà la microbiota del recent nascut i, tot seguit, estarà condicionada pel tipus de part, pel tipus de lactància, l’estrès, l’exposició a medicaments com els antibiòtics, infeccions... És especialment rellevant la influència del part, ja que un part vaginal condiciona que el nounat tingui una colonització inicial a la boca, al nas i a l’intestí de bacteris que trobem típicament a la vagina de la mare tan bon punt neix. Mentre que un part per cesària condiciona que el nen tingui un colonització inicial de bacteris que trobem típicament a la pell de la mare o bacteris del material de l’hospital, però no dels bacteris vaginals.

L'efecte de la microbiota en la nostra salut encara va més enllà. I és que, com s'ha demostrat abastament, es produeix una evident comunicació entre els habitants dels nostres intestins i el sistema nerviós. 

La flora intestinal allibera metabòlits que poden arribar al cervell afectant moltes funcions. S'ha descobert que els processos que desencadenen algunes malalties degeneratives (com l'Alzheimer, el Parkinson o l'esclerosi lateral amiotròfica) podrien estar dirigits per proteïnes produïdes per la nostra microbiota. En aquesta línia, diverses investigacions apunten als probiòtics (microorganismes saludables per l'organisme) per prevenir aquestes malalties o per realitzar tractaments relacionats amb dany cerebral. Més enllà d'això, el neurocientífic John Cryan, de la Universitat de Cork, demostra en moltes de les seves investigacions la influència de la flora intestinal en el desenvolupament del cervell i l'impacte dels nostres bodells en l'estat d'ànim. 

Avui dia encara sento dir, erròniament, que l'home ve del mico (en realitat provenen d'un ancestre comú). Sobta pensar que seria més correcte dir que el mecanisme que propicia els nostres pensaments podria tenir el seu origen en la comunicació entre bacteris. 

He escrit aquest article tot menjant-me un iogurt de llet d'ovella (una excel·lent font de probiòtics). Està clar que aquest mos ha près una especial rellevància després d'aquestes línies...i, de moment deu ser efecte placebo, però com més cullerades faig, de més bon humor em poso!

Olor de mar i regulació del clima

La característica olor de mar, tan apreciada pels que hem crescut arrambats a la costa, és deguda principalment al dimetil de sufur (DMS) la fórmula química del qual és C₂H₆S. Aquest compost és un dels dos productes que es produeixen de la degradació del dimetilsulfopropionat (DMSP) per acció de les DMSP-liases que contenen les diatomees, els bacteris i el fitoplàncton marí. El dimetilsulfopropionat (DMSP) té una funció clau en aquests organismes ja que els protegeix enfront les baixes temperatures i l'elevada força iònica de manera que evita que es degradin les proteïnes i permet que s'estabilitzi la membrana plasmàtica.

                                               Font: http://dimetilsulfuro.es/

La importància del DMS, però, aniria més enllà de l'agradable olor que desprèn l'infinit blau. Aquest compost és una de les poques substàncies del mar que s'emeten a l'aire, on actuaria com a nucli de condensació, és a dir, seria una de les partícules que permetria que s'hi "enganxessin" molècules d'aigua i facilitaria per tant la formació dels núvols. 

Segons la hipòtesi Claw, aquesta substància tindria un important efecte en la regulació del clima. L'oxidació del DSM per efecte dels raigs ultraviolats dóna lloc a aerosols de sulfat que també actuen com a nuclis de condensació i faciliten així la formació de núvols. Els núvols influeixen sobre el clima, la temperatura i la reflexió de la llum solar, que, al mateix temps, afecten la producció del DMS. L'increment en el creixement d'algues a l'oceà seria una conseqüència d'aquest cicle i podria tenir un efecte important com a controlador de l'esclafament global. S'ha arribat a dir que, si el DMS disminuís de manera important, això podria comportar un augment de 3 o 4 graus en la temperatura de l'atmosfera. Aquesta hipòtesi ha generat un intens debat entre científics.

Hipòtesi Claw

Si aquesta hipòtesi fos certa, seria un clar exemple del que es va a donar a conèixer com la hipòtesi de Gaia (anunciada per James Lovelock i Lynn Margulis fa més de 40 anys) que defensa que els processos físico-químics i els processos biològics del planeta Terra estan íntimament relacionats i donen lloc a un sistema autoregulat.

A partir d'ara, quan passegeu per un passeig marítim, recordeu que potser esteu ensumant una molècula clau en el famós canvi climàtic.

Neurones mirall

A principis dels anys 90 l'equip de Giacomo Rizzolatti, de la Universitat de Parma (Itàlia), estava investigant els circuits neurals del cervell dels micos quan es van trobar amb un descobriment sorprenent: el cervell dels micos s’activava no tan sols quan un individu realitzava una acció concreta, sinó quan observava un altre individu de la mateixa espècie, o un humà, fent la mateixa acció. Les cèl·lules cerebrals responsables d'aquesta activació van ser anomenades neurones mirall. Si bé en un principi semblava un simple sistema d'imitació, s'ha acabat demostrant que les seves implicacions transcendeixen el camp de la neurofisiologia pura.  Així, la principal funció de les neurones mirall seria la comprensió del significat de les accions i emocions alienes. 

Si bé alguns neurocientífics, com el Dr. Hickock, posen en dubte aquesta teoria, segons molts investigadors aquest descobriment té grans implicacions en la nostra espècie. El neuròleg cognitiu V. S. Ramachandran ha arribat a afirmar que aquest descobriment «serà per a la psicologia el que el DNA va ser per a la biologia». Diversos estudis apunten que en els humans les neurones mirall són més nombroses que en micos i són presents no només en àrees estrictament motores, sinó també en centres del llenguatge, l'empatia i el dolor. Així doncs, aquestes neurones servirien no només per reflectir a nivell mental les emocions dels altres, sinó per fer-ho amb accions, emocions i sentiments observats, escoltats i fins i tot llegits. Això explicaria perquè ens emocionem més intensament amb aquells llibres, cançons, obres de teatre i pel·lícules on ens sentim identificats. També podria justificar la base de la rivalitat quan sentim el desig d'una altra persona o un objecte, perquè el desig és mimètic.

Però la rellevància d'aquestes cèl·lules del nostre cervell encara va més enllà. Segons sembla aquestes neurones també assimilen el context on es produeixen les accions que "repliquen". Això tindria grans implicacions pel que fa a l'empatia, ja que les neurones que s'activen en l'observador d'una acció són les mateixes que s'han activat en qui executa l'acció. Si veig a algú plorar, no només s'activen els neurones responsables de l'acció del plor en si, sinó també part de les responsables del sentiment de tristesa que desencadena aquell plor. L'altruisme i el comportament social, en definiva, allò que ens fa humans, derivarien d'aquest meravellós mecanisme neuronal.

Les dificultats de relació i comunicació de l'autisme podrien ser causades per la manca de neurones mirall. Per això la sociabilització per imitació és una de les claus per a la intervenció terapèutica en les persones amb aquesta afectació.

Imitem el que veiem per integrar-nos socialment més enllà de la valoració ètica que poguem fer d'aquest comportament. Això explicaria perquè la violència engendra violència. I també explicaria perquè el somriure i la confiança s'escampen amb tanta força.

Temperatures al límit

La temperatura és la mesura del grau de "desordre" d'un sistema. Quan un sistema es refreda fins arribar al zero absolut (-273 ºC), els seus constituents (àtoms i molècules) estan perfectament ordenats i sense cap moviment. Si estàs quiet ja no et pots moure més lentament, per tant la temperatura no pot seguir baixant. Tot i així, segons sembla, fins i tot a aquesta temperatura, àtoms i molècules mantenen el que es coneix com a energia de punt zero, l'energia mínima que pot tenir un sistema. En el "buit" de l'espai es considera que hi ha aquesta forma d'energia de punt zero, també anomenada estat "base" o "estacionari", un estat en el qual no es pot eliminar més energia.

A l'altre extrem tenim l'anomenada "temperatura en Planck", en honor al físic alemany. Segons Planck, la clau per entendre la temperatura màxima és que res no pot superar la velocitat de la llum. Com ja hem dit, entenem que la mesura de la temperatura fa referència a la vibració dels àtoms, és a dir, la velocitat a la que es mouen. Si res no es pot moure més de pressa que la llum, aquesta serà la velocitat màxima dels àtoms i marcarà el límit de la temperatura i també el llindar on deixen de funcionar les lleis de la física "convencional". Aquest límit es va fixar en 1,416 785(71) × 10³² kelvin. Algunes teories apunten que aquesta podria haver estat, aproximadament, la temperatura que va tenir lloc just després del Big Bang. 

Segons tot això, vivim molt més aprop del zero absolut que no pas del "caloret" de la Gran Explosió inicial.

 Font:  http://www.bbc.com/future/story/20131218-absolute-zero-to-absolute-hot

Neurones

El cervell humà pesa 1.500 grams (aproximadament el mateix que una ampolla de litre i mig d'aigua). Té la mida d'un coco i la mateixa textura que la mantega freda. La seva forma s'assimila a la d'una nou (els anglesos diuen que té forma de coliflor). Està format per gairebé cent mil milions de neurones. Si les connexions neuronals que pot arribar a tenir formessin un sol cable, aquest donaria 4 voltes a la Terra. 

La neurona consta de tres parts: el soma, les dendrites (acostumen a ser vàries) i l'axó. La connexió (sinapsi) es dóna entre l'axó s'una neurona i les dendrites d'una altra i serveix per enviar un missatge electroquímic. El més habitual és que milers de neurones s'activin al mateix temps i transmetin el missatge a les neurones veïnes. Cada neurona es comunica amb centenars de neurones mitjançant càrregues elèctriques a una velocitat de 0,001 segons.

Un recent nascut té més de cent mil milions de neurones, moltes més de les necessàries. Durant els dos primers anys de vida s'arriben a formar uns 100 bilions de sinapsis. Més tard té lloc un procés de "poda neuronal" en el qual les neuroens que no s'utilitzen s'atrofien i moren. Al llarg de la vida d'una persona no deixen de formar-se ni de morir neurones però la velocitat no és la mateixa que després de néixer. El cervell humà adult, doncs, pot generar noves neurones i connexions. L'alimentació, l'exercici físic i l'estimulació cognitiva mitjançant diferents tasques són fonamentals en aquest procés.

Unes 10.000 neurones moren cada dia de forma natural. Una mala dieta, i el consum habitual de drogues i alcohol, incrementen aquest nombre. Una borratxera aïllada no arriba a matar neurones però el consum excessiu continuat pot malmetre les connexions entre aquestes cèl·lules (afectant a l'anomenada substància blanca) i causar-ne atròfia i degeneració. L'estrès elevat durant molt de temps pot tenir efectes similars. 

El cervell constitueix aproximadament el 2% del pes del cos (uns 1.400 grams) i consumeix el 20 % de l'energia.

En altres animals el nombre de neurones és molt variable. Una esponja de mar no té cap neurona, una medusa en té 800, un cargol 10.000, un gos 160 milions, un pop 300 milions, un dofí 5.800 milions i un elefant africà 6.200 milions. 

Si bé el que determina la intel·ligència no és el nombre de cèl·lules nervioses sinó el nombre de connexions, és clar que l'espècie humana, tot i que en alguns casos particulars no ho sembli, guanya per golejada.

Àtoms al cos humà

La vida és una propietat dels àtoms i molècules quan s’ordenen de forma adequada, de la mateixa forma que l’extremada duresa i gran brillantor del diamant és deguda a un altre tipus d’ordenació dels àtoms. En ambdós casos, es tracta d’àtoms del mateix element: el carboni.

Una persona de 60 quilograms conté aproximadament 1.000 mols de carboni. És a dir, 602.300.000.000.000.000.000.000.000 àtoms de carboni.

Al marge de carboni, tots els teixits del cos humà contenen hidrogen i oxigen. Els més habituals, al marge de l'aigua, són els glúcids, els pròtids i els lípids.

Els glúcids més importants en l'estructura dels éssers vius són els polisacàrids. Es tracta de cadenes linials (com la celulosa) o ramificades (com el glucogen) de sucres senzills (com la glucosa). 

Els pròtids, a més de carboni, hidrogen i oxigen, contenen nitrogen i, alguns d'ells, també sofre. Petanyen a aquest grup les proteïnes, com l'hemoglobina i el colagen i les fraccions menors que en provenen (peptones, pèptids i aminoàcids).

El lípids també contenen carboni, hidrogen i oxigen i, alguns d'ells, tambe nitrogen i fòsfor. Poques vegades formen cadenes i els més abundants són els glicèrids, combinacions de glicerina i àcids grassos.

Altres elements importants són el calci dels ossos i la llet, el sofre també dels ossos i del cabell, el ferro de la sang i els músculs, el clor dels sucs gàstrics, el sodi i el potassi de fluids i teixits, el magnesi (molt important en la transmissió d'impulsos nerviosos) i el cobalt de la vitamina D, etc.


Estem fets doncs de petites peces d'uns pocs elements. El 98 % dels àtoms del cos humà se substitueixen cada any. Si us tornen a dir que ningú és insubstituible, ara podeu confirmar-ho també amb arguments purament químics...

Font: https://www.tes.com/lessons/G7dlC-CI5yhj3g/elements-in-the-human-body

Infinit

Un cos humà és més gran del que sembla. Hi ha hagut avenços científics i tecnològics que han demostrat que, en realitat, un cos humà és un univers en ell mateix. Cadascun de nosaltres està fet aproximadament d'un centenar de bilions de cèl·lules. En cadascuna d'aquestes cèl·lules, al seu torn, hi ha aproximadament el mateix nombre d'àtoms. Això són un munt de components. Només el nostre cervell té si fa no fa cent mil milions de neurones.

Però durant la major part del temps, no sentim aquesta naturalesa gairebé infinita del nostre jo físic. Ho simplifiquem i pensem en nosaltres mateixos tenint en compte les nostres parts més grosses. Braços, cames, peus, mans, tors, cap. Carn, ossos.

Amb la nostra ment passa una cosa semblant. Per poder afrontar la vida, se simplifica a si mateixa. A cada moment es concentra en una cosa determinada.

Matt Haig, Raons per seguir vivint

Extret de:



Raons per seguir vivint

© Matt Haig
© de la traducció: Marc Rubió Rodon
© d'aquesta edició: Editorial Empúries