Bewustzijn is simpel meetbaar

bewustzijnsmeting Het is soms onmogelijk vast te stellen of iemand bij bewustzijn is of niet. In de klinische praktijk beoordelen artsen het bewustzijn op basis van het vermogen van een patiënt om te reageren op prikkels en opdrachten als “knijp in mijn hand” of “open je ogen”. Patiënten met ernstige hersenbeschadigingen kunnen echter wel bewust zijn maar toch niet in staat zijn om te reageren, gewoon omdat ze de vraag niet begrijpen of omdat ze volledig verlamd zijn.
Onderzoek van groep neurologen van, onder meer, de comagroep van universiteit van Luik, heeft een relatief simpele methode opgeleverd waarmee de mate van bewustzijn in één enkel cijfer is uit te drukken, ongeacht de bewustzijnstoestand van de patiënt (diepe slaap, coma of algehele verdoving). In deze benadering krijgen de hersenen een magnetische puls. Het elektrisch signaal dat de hersenen daarop genereren word gemeten (er wordt een EEG gemaakt). Dat EEG wordt gecomprimeerd met soortgelijke wiskundige methodes als die worden gebruikt bij het ‘samendrukken’ van digitale bestanden op een computer. Uit de mate van compressie valt dan een getal te berekenen dat, in principe, tussen de 0 en de 1 ligt: hoe meer hersenactiviteit er is, hoe minder dat lukt. 0 zou hersendood betekenen, 1 een hyperactief brein. Het getal, de zogeheten perturbatiecomplexiteitsindex (PCI), is dan een maat voor de hersenactiviteit (in feite dus omgekeerd aan de samendrukbaarheid van het EEG). Ergens bij 0,3 hebben de onderzoekers de grens getrokken tussen al of niet bij bewustzijn.
De techniek is op 20 mensen uitgeprobeerd die een of andere hersenbeschadiging hadden. Patiënten in de vegetatieve toestand (wakker maar niet bij bewustzijn) scoorden laag (tussen 0,19 en 0,31). Patiënten die uit een coma waren gekomen hadden wat hogere scores. Twee patiënten hadden een locked-insyndroom: hun geestelijke vermogens zijn normaal, maar ze kunnen zich maar zeer beperkt uiten via, bijvoorbeeld, het knipperen met de oogleden. Hun score lag op 0,51 en 0,62; in dezelfde ordegrootte als de wakkere mens.
Op de webstek van Science valt te lezen dat de methode een stap vooruit betekent om het bewustzijnsniveau te bepalen, maar dat het pas een begin is. Er is nog steeds een overlap tussen mensen met een minimaal bewustzijn en mensen die daar net uit zijn gekomen, maar nog gedesoriënteerd zijn en beperkt kunnen communiceren. Dat onderscheid is van belang voor artsen om te bepalen of het zin heeft met de patiënt via simpele tekens te communiceren. Hoe dan ook wordt de nieuwe techniek als een stap in de goede richting gezien.

Bron: AlphaGalileo

Wereldnieuws: Zweden maken magnesiumcarbonaat!

magnesiumcarbonaatAls je niet beter wist zou je denken dat het 1 april was: Zweden maken magnesiumcarbonaat. De onderzoekers hebben er over geschreven in het vrij serieuze, ‘open’ blad PLoS One, dus dan ga je er maar van uit dat het groot nieuws is. Het grote probleem met magnesiumcarbonaat is dat er altijd water aan gaat zitten en, onder meer, hydraten vormt. Ik zou zeggen, dat stook je er toch af, maar dat schijnt vrij lastig te zijn. Het wordt dan ook wel als ‘onmogelijke stof’ betiteld (zo zie je maar weer dat ik tijdens mij 5,5 jaar scheikundestudie weinig heb opgestoken).
Al sedert het begin van de vorige eeuw proberen scheikundigen watervrij magnesiumcarbonaat te maken, maar dat lukte eigenlijk alleen door, zoals ik al zei, het water er uit te stoken. Ook dan is die verbinding instabiel. Ik kan het nog steeds niet geloven, maar in een oud handboek met eigenschappen van organische en anorganische verbindingen staat magnesiumcarbonaat niet vermeld.
Zoals vaker gebeurd is, leek het er op of de proefnemingen die Johan Forsgren van de universiteit van Uppsala hadden gedaan mislukt waren. De proefopstelling bleef een weekeinde zonder toezicht door’draaien’. De maandag er op ontstond onder de wetenschappers grote beroering. Er had zich een stijve gel gevormd: het ‘onmogelijke materiaal’. Het lijkt er op dat de verdrievoudiging van de kooldioxidedruk (dat gas moet met magnesiumoxide reageren en magnesiumcarbonaat opleveren) de truc is geweest om de reactie naar wens te laten verlopen onder verder milde omstandigheden (reactietemperatuur van 70°C).
Magnesiumcarbonaat is een stof die uitzonderlijk veel water kan opnemen (vandaar ook de grote problemen het te maken). Het zout, door de Zweedse onderzoekers upsaliet gedoopt, heeft vooral toepassing als absorbens. Het materiaal is uiterst poreus. Het kan grote hoeveelheden water maar ook olie of ander vloeistoffen opnemen. Te denken valt aan toepassingen in klimaatbeheersingssystemen. Verder wordt magnesiumcarbonaat ook in de farmaceutische industrie toegepaste vanwege, mogelijk, therapeutische eigenschappen. Voor die toepassingen voldoen echter ook de hydraten (de verbinding met watermoleculen).

Bron: Der Spiegel

Obama weigert openheid te geven over droonmoorden

MQ-9 Reaper-droon

MQ-9 Reaper-droon zoals die gebruikt wordt door zowel de Amerikaanse CIA als de Britten (foto: Amerikaanse luchtmacht)

 

Amerika is rap een eng land aan het worden met een president aan het hoofd die lak lijkt te hebben aan recht. Maanden nadat een federaal hof van beroep een uitspraak bevestigde die de Central Intelligence Agency (CIA) opdracht gaf documenten over het droonliquidatieprogramma van de Amerikaanse overheid te openbaren, blijft Obama dat halstarrig weigeren met verwijzing naar de veiligheidsaspecten van die openbaarmaking, zo meldt het Amerikaanse webblad Wired. De rechtbank stelde in maart dat iedereen weet dat de Amerikaanse overheid gericht doodt. Obama heeft ook in het openbaar erkend dat leden van Al Qaida doelwit zijn van de droonaanvallen, stelde het hof van beroep van het dictrict Columbia (de stad Washington). De zaak was aangespannen door de Amerikaanse burgerrechtenorganisatie ACLU.
De droonmoorden, uitgevoerd zonder enige vorm van rechtspraak, zijn begonnen onder Bush jr., maar kwamen tot volle ‘bloei’ onder Barrack Obama. De CIA weigert categorisch informatie te geven.

De zaak van de ACLU begon al in 2010. De organisatie wilde weten wat de wettelijke basis was voor de aanvallen, hoeveel burgerslachtoffers er zijn gevallen, het aantal geplande dodingen, de opleiding van de bedieners enzovoort. Volgens de regering hoeft de CIA geen gegevens te verstrekken omdat die dienst nooit officieel bij dat moordprogramma is betrokken. Zo verkracht Obama keer op keer de regels van de rechtstaat en van de democratie door zich te verschuilen achter het belang van de nationale veiligheid.
Volgens de ACLU zijn er tot dusver 4000 mensen vermoord door droonaanvallen. “Drie jaar na ons beroep op de wet openbaarheid overheidsdocumenten en de unanieme uitspraak van de federale rechtbank dat het beroep van de CIA op geheimhouding onwettig is, zal de CIA iets moeten doen, al was het maar te vertellen waarom ze die informatie achterhoudt”, stel Jameel Jaffer van de ACLU.
In 2011 ging Obama op een bijeenkomst van militairen in op een droonaanval, waarbij twee Amerikaanse burgers (Anwar al-Awlaki en Samir Khan) in Jemen werden vermoord. Obama noemde bij die gelegenheid de aanval “een belangrijke mijlpaal in een bredere poging Al-Qaida en zijn zusterorganisaties te verslaan”. Hij erkende toen de rol in deze van de Amerikaanse staat en beklemtoonde dat “dit succes een eerbetoon is aan de veiligheidsdiensten”, aldus Wired. Dat hij met dit moordprogramma de poten onder het Amerikaanse rechtssysteem doorzaagt heeft Obama dan kennelijk niet in de gaten of het kan hem niet schelen, verblind als ie is door de ‘strijd tegen het terrorisme’.

Bron: Wired

“Lichaamsscan is nutteloos, gevaarlijk en duur”

Een totale lichaamsscan is een oprisping van dubieus commercialisme, schrijft cardioloog René Dijkgraaf vandaag in De Volkskrant. De minister van Volksgezondheid, Edith Schippers, overweegt die toe te staan. Niet omdat dat goed voor de gezondheid zou zijn, daar is volgens Dijkgraaf geen enkel bewijs voor, maar ‘vanwege de keuzevrijheid van het individu’. Dijkgraaf: “Ze lijkt de keuzevrijheid van ondernemers te bedoelen, die er goede handel in zien en die dit soort schijnargumenten aanreiken.” Dijkgraaf betoogt dat dit soort ongerichte onderzoeken nauwelijks zin hebben: je ontdekt er niks mee, onschuldige vlekjes die gevonden worden vergen duur vervolgonderzoek en elke scan kost vele honderden euro’s. Tel uit je winst. Dat weggegooide geld zou veel beter kunnen worden besteed aan thuiszorg (die nu ernstig belaagd wordt), de geestelijke jeugdzorg, het anti-rookbeleid en gaan zo maar door. “Het is middels goedkope voorlichtingscampagnes goed mogelijk uit te leggen welke preventieve zorg wél en welke níét zinvol is en waarom we er trots op mogen zijn dat we Prescan (de beoogde leverancier; as) grotendeels buiten de deur hebben weten te houden.Dat levert de handel echter geen geld op. Schippers heeft in haar aanbidding van de God der Vrije Markt al een hele kermis aan nutteloze themakliniekjes toegestaan, waardoor de zorgkosten explodeerden. Ik hoop dat de Gezondheidsraad deze oprisping van dubieus commercialisme krachtig zal afkeuren”, besluit de cardioloog zijn pleidooi..

Bron: De Volkskrant

Zielig hondje is zieliger dan een zielige volwassene, vinden mensen

hondje

Mensen zijn rare wezens. Nou zou weer zijn gebleken dat de meeste mensen meer moeite hebben met een mishandeld hondje dan met een mishandeld mens; tenminste , als dat mens geen kind is (dat is dan wel weer erg). Dat blijkt uit onderzoek van Jack Levin en Arnold Arluke.
Een grote meerderheid van de 240 personen die aan het experiment van de twee onderzoekers deelnamen, reageerde met grote afschuw en verontwaardiging op een artikel over mishandelde dieren (fictief, maar dat wisten de proefpersonen niet). Ook bij de, overeenkomstig getoonzette, verhalen over mishandelde kinderen waren de reacties over het algemeen even heftig.
De proefpersonen kregen een verhaal over mishandeling van puppies, kleine kinderen, volwassen dieren en van volwassenen te lezen en moesten aangeven hoe ernstig dat verhaal hen had aangegrepen. Dat de mishandeling van kleine kinderen en puppies de heftigste reacties van de proefpersonen opwekte, lag in de lijn der verwachting. Vreemder was het dat ook het verhaal over de mishandeling van een volwassen hond meer emoties opriep dan dat over mishandeling van een volwassen mens. “Dan lijkt het er op dat er toch wel enige waarheid zit in de volkswijsheid dat veel mensen zich meer bekommeren om het leed van dieren dan van mensen”, stellen de onderzoekers voorzichtig; tenminste als het om mishandeling gaat. De volwassen mens wekte met afstand de minste emotie op.
Waarom dat is? Volgens beide onderzoekers zou dat kunnen komen doordat we dieren (jong en oud) en kinderen dezelfde eigenschappen toedichten: onschuld en weerloosheid. Volwassenen zouden hun mannetje moeten kunnen staan. Die voldoen niet aan het klassieke beeld van het onschuldige slachtoffer. De onderzoekers denken dat bij katten een soortgelijk resultaat zou zijn geboekt, hoewel ze dat niet hebben onderzocht. Dat is dan weer een wetenschappelijk bedenkelijke opmerking.

Bron: bild der wissenschaft

‘Slimme’ tand helpt je bij je dieet (bijvoorbeeld)

Het eerste prototype van de 'slimme' tand met de microkabeltjes voor de externe comunicatie. Alles moet tegenwoordig ‘slim’ of ‘intelligent’ zijn, van wc-pot tot huisdeur (over de telefoon hebben we het al niet eens meer). Aan die jacht op ‘slimme’ dingen schijnen geen grenzen te zitten. Nu weer een ‘slimme’ tand. Heel slim of bijdehand is de tand natuurlijk niet. Hij (?) kan wat meer dan een gewone tand van glazuur en cement. Een groep Taiwanese onderzoekers heeft een (kunst)tand ontwikkeld voorzien van versnellingsmeter en een zendsysteem, waarmee is vast te stellen wat de gebitsbezitter doet: drinken, roken, eten, kauwgum kauwen, hoesten enzovoort. De tand zou de activiteit met een zekerheid van 93,8% kunnen detecteren. Hij is uitgeprobeerd bij acht vrijwilligers.
Hij kan meer, veel meer (in potentie, tenminste). De voeltand zou, bijvoorbeeld, ook kunnen meten of de eigenaar suiker gegeten heeft of dat hij zijn tanden wel goed poetst. Leuke informatie voor zijn tandarts. Er is van alles denkbaar. Met behulp van een micro-microfoon zou kunnen worden gemeten welk voedsel de eigenaar eet en met behulp van een micro-camera of simpele fotosensor welke kleur dat heeft. De ‘slimme’ tand kan (dus) ook gebruikt kunnen worden voor diëtistische doeleinden. En de gegevens kunnen dan direct naar de diëtiste worden doorgegeven via een slimtel. Zo handig.
In de proef geschiedde het verzenden van de meetgegevens nog via microkabeltjes, maar in het definitieve ontwerp zou dat via de draadloze Bluetooth-techniek moeten gebeuren. Wie wil er nou zo’n bijdehante tand (tante had ik bijna gezegd)? Geen idee. Ik in ieder geval niet.

Bron: Futura-Sciences

Roofvis verandert in vegetariër

Cobia ('zwarte zalm') Cobia’s zijn slanke, sterke vissen, die ook wel zwarte zalmen worden genoemd. Het zijn roofvissen die garnalen, krab en kleinere vissen op hun menu hebben staan. Drie Amerikaanse onderzoekers zijn er in geslaagd de vleeseters tot vegatarisme te ‘bekeren’. Om het leegvissen van de oceanen en zeeën te voorkomen wordt tegenwoordig veel vis gekweekt. Het vervelende is alleen dat die kweekvissen, onder meer de zalm, vaak roofvissen zijn en dat de wateren worden leeggevist van kleinere vissen zoals sardientjes en ansjovissen om die kweekvis tot voer te dienen. Viskweek is niet bepaald een duurzame manier om de zeeën en oceanen te beheren.

De drie onderzoekers – Aaron Watson, Frederic Barrows en Allen Place  – zijn vier jaar bezig geweest om een plantaardig dieet uit te vissen dat de goedkeuring van de cobia’s kon wegdragen. Het vegetarische voedsel bestaat uit plantaardige eiwitten, vetzuren en aminozuren. “Alle vissen, of ze nu vleesetend, plantetend of allesetend zijn, hebben zo’n 40 voedingsstoffen nodig in de juiste verhouding”, zegt Michael Rust van de financierende instelling NOAA, onderdeel van het Amerikaanse ministerie van landbouw. “Het maakt voor de gezondheid van de vis niet uit waar die voedingsstoffen vandaan komen; van planten, resten van de visindustrie of zeealgen.”

Stilgelegde reactor Fukusjima blijft Japan dwarszitten

Fukusjima in augustus 2013 (foto AFP) Fukusjima blijft Japan dwarszitten. Dagelijks stroomt er 300 ton radioactief water van het stilgelegde reactorcomplex in zee. De Japanse overheid heeft eigenaar Tepco gesommeerd nu eens eindelijk een eind te maken aan de voortdurende lekkages van radioactief materiaal naar de omgeving. Er wordt gedacht aan een beschermwal van bevroren aarde, zo meldt Der Spiegel.

De Japanse overheid gaat er van uit dat het stilgelegde complex al twee jaar radioactief materiaal lekt (de ramp vond plaats op 11 maart 2011). Al weken is bekend dat dat gebeurt. Op het terrein van het complex zijn grote hoeveelheden radioactief materiaal opgeslagen, inclusief besmet water. Tepco heeft met inspuiting van chemicaliën in de bodem rond de opslag, een ‘chemische muur’, geprobeerd de verspreiding van radioactieve vloeistof te voorkomen, maar dat bleek verre van afdoende. Doordat de stilgelegde reactoren nog steeds gekoeld moeten worden, neemt de hoeveelheid besmet water toe, terwijl de opslagcapaciteit nauwelijks toereikend is, zo schrijft het Duitse blad op zijn webstek. Ook grondwater raakt besmet met radioactiviteit. De beschermingswal van bevroren aarde, via buizen zal via een chemisch koelmiddel in de aarde gespoten worden en bijna 1,5 km lang zijn.

Bron: Der Spiegel (foto AFP)

Supercomputer simuleert 1 s activiteit van een stukje hersens

K-supercomputer

K-supercomputer in Okinawa (univ. v. Okinawa)

Japanse wetenschappers hebben hebben met behulp van een K-supercomputer een deel van het menselijk brein te gesimuleerd. Het ging om de activiteit van 1 seconde. De computer, die staat bij het Riken-rekencentrum van de universiteit in Okinawa en een van ’s werelds snelste supercomputers, simuleerde de activiteit van 1,73 miljard neuronen met ruim tien biljoen (duizendmiljard) verbindingen (in vaktaal synapsen). Mensen hebben alles bijeen zo’n 100 miljard neuronen.
De Japanse onderzoekers hebben, samen met wetenschappers van het Duitse Jülichinstituut, een hersensimulatie gedraaid waarbij een softwarepakket (NEST) gebruikt is. Hiermee werd maar zo’n 1 procent van het menselijk brein gesimuleerd.
Daarvoor waren de 82.944 processors van de computer nodig en 40 minuten rekentijd. Wat die simulatie inhoudt is uit de berichtgeving niet duidelijk. De simulatiehersenen vormden in elk geval geen gedachten of commando’s.
Niet alleen in Japan, maar ook in Europa en de VS zijn grootscheepse onderzoekprogramma’s opgezet om de geheimen van onze hersenen te doorgronden. Daarbij wordt een grote rol weggelegd voor computersimulatie, maar het is vooralsnog onduidelijk welk inzicht computersimulatie ons zal geven over hoe de hersenen functioneren. Japan werkt onder meer aan een honderd maal krachtiger supercomputer die rond 2020 in bedrijf genomen moet worden.K-supercomputer.

In Duitsland werd bekend dat onderzoekers van het Max Planck-instituut en het MIT in Boston er, met de hulp van 200 studenten, vier jaar over hebben gedaan de bijna 1000 neuronen en hun onderlinge verband van het netvlies van een muis te analyseren. Die 1000 neuronen hebben zo’n halfmiljoen onderlinge verbindingen. Het kostte de onderzoekers een maand om de gegevens te vergaren en, zoals gezegd, vier jaar om te bekijken hoe die verbanden lagen. De doorgronding van ons zenuwstelsel, met de hersens als kroon, lijkt nog ver weg.

Bron: Tweakers Net, Alpha Galileo

Ammoniak als schone brandstof

ammoniakbusEen Belgische bus die op ammoniak reed (1943)

Je verzint het nooit zelf: ammoniak als brandstof. Toch is dat een serieuze optie  van John Holbrook. Hij heeft een eigen bedrijf opgericht, NHThree, dat dat idee moet vermarkten. Als brandstof doet ammoniak het helemaal niet zo slecht. Op de webstek van NHTree zijn wat cijfers te lezen: de energieinhoud van een liter ammoniak ligt op het niveau van methanol, maar is ruim anderhalf keer zo hoog als die van een liter waterstof (vloeibaar): zo’n 17 MJ tegen 10. Verbranding van ammoniak levert slechts water en stikstof op, broeikastechnisch onschuldige verbindingen en het is een bewezen techniek. In de tweede wereldoorlog reden er in België bussen op ammoniak. Er is alleen een groot MAAR: ammoniak vind je nergens op aarde, maar moet ten koste van veel energetisch geweld worden geproduceerd uit water(stof) (tegenwoordig meestal methaan) en stikstof (Haber-Bosch-proces).
Is die Holbrook dan een fantast? Niet per se. Zelfs het serieuze Britse populair wetenschappelijke New Scientist brengt het nieuws van de nieuwe oude brandstof zonder erbij te smalen. Eerder dit jaar heeft de Italiaanse bandenmaker Marangoni een hybride benzine/ammoniak-motor gebouwd, de Marangoni Toyota GT 86-R Eco-Explorer. De auto rijdt 178 km op één tank ammoniak.
Het probleem is dus: waar haal je energetisch gezien goedkoop ammoniak vandaan? Nu is de productie van ammoniak, wezenlijk voor de vervaardiging van kunstmest, in zijn eentje goed voor 2 tot 3% van het wereldenergieverbruik (met bijbehorende kooldioxide-uitstoot van meer dan 1 miljard ton). De truc is dus ammoniak met minder energie te maken, anders kom je van de regen in de drup.

energiedichtheid diverse brandstoffen (bron NHTree) De energiedichtheid van verschillende brandstoffen. In het zwart het koolstofaandeel in die dichtheid, groen het aandeel van waterstof (bron: NHTree).

Holbrook denkt met een nieuw ontwikkeld proces dat voor elkaar te hebben, het SSAS-procédé (Engelse afko voor vastestofammoniaksynthese). Het hart van het proces is een protondoorlatend membraan (een proton is een waterstofkern). Dat membraan wordt tot 550 *C verwarmd. Aan de ene kant van het membraan bevindt zich waterdamp, aan de andere kant stikstof. Water splitst gedeeltelijk in protonen en zuurstofionen. De protonen worden door een spanningsverschil door het membraan naar het stikstofcompartiment gedreven. De protonen reageren met stikstof tot het gewenste ammoniak. Het SSAS-proces zou ammoniak energetisch voordeliger produceren dan het aloude Haber-Bosch-proces (alleen vermeldt Holbrook nergens hoeveel minder) en er zou bij de productie geen fossiele brandstoffen worden gebruikt. Vraag is dan alleen waarmee je dat membraan verhit tot 550 °C. Er wordt een prototype uitgeprobeerd door  Pacific Northwest National Laboratory in Richland, Washington. Die proef schijnt gesmeerd te lopen en de plannen zijn in Alaska (Juneau) een proeffabriek te bouwen, waarbij windenergie voor de benodigde energie zou zorgen. Dat zou meteen een oplossing zijn voor de overmaat aan energie uit windmolens; een vorm van energieopslag, dus. Dat systeem (wind en ammoniakproductie) zou Alaska een vorm van decentrale energie-opwekking geven. Er is daar geen stroomnet en vaak, door de lange winters, geen (berijdbaar) wegennet.
Een andere manier is het ammoniak ‘uit de lucht te plukken’ zoals Mike Reese van de universiteit van Minnesota doet met een andere techniek dan die van Holbrook, waarbij waterstof voor de reactie wordt geproduceerd via elektrolyse. Reese gebruikt een windturbine van 1.35-megawatt  om ammoniak te maken. Meese et.al. hopen aan het eind van het jaar 25 ton ammoniak te hebben geproduceerd voor de productie van kunstmest voor de plaatselijke boeren. Heeft Haber-Bosch zijn langste tijd gehad en krijgen we een schone want koolstofloze brandstof. Wie zal het zeggen? En hoe zit het trouwens met de geur. Ammoniak ruikt nogal ‘doordringend’….

Bron: New Scientist