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Modalità di default

Devo (e sono certo di non essere l’unico) ringraziare la mia rete celebrale di default. Che cosa è? Diciamo che è quella cosa che noi tutti usiamo ed abusiamo nella nostra realtà di tutti i giorni per sopravvivere, solo non sapevamo che si chiamasse così, anzi non sapevamo neanche che esistesse…

Default mode contributions to automated information processing è l’articolo che riassume la ricerca (che va avanti dal 2001) condotta dall’università di Cambridge che ha identificato questo sistema che noi sfruttiamo da millenni inconsapevolmente (?).

Using a cognitive flexibility task, we show that a set of brain regions collectively known as the default mode network plays a crucial role in such “autopilot” behavior, i.e., when rapidly selecting appropriate responses under predictable behavioral contexts. While applying learned rules, the default mode network shows both greater activity and connectivity.

Praticamente è il nostro autopilota mentale… e di ottimo livello! Ci consente tutte quelle operazioni routinarie anche complesse senza necessità di concentrarsi più di tanto (beh, non possiamo addormentarci quando siamo alla guida su un percorso che conosciamo benissimo, ma questo è un’altro discorso…).

Il cervello, normalmente, si accende in maniera settoriale in base agli stimoli specifici che riceve (area della vista, udito, e via dicendo), ma quando entriamo in modalità autopilota, il nostro cervello è come se già conoscesse le regole dell’ambiente circostante e non richiede l’attivazione di area specifiche. Passa a fare più che altro affidamento sulla memoria invece che “mobilitare” i centri decisionali.

In addition to dealing with variable demands of the environment in everyday life, we are continuously faced with routine, predictable challenges that require fast and effective responses. In an fMRI-based cognitive flexibility task, we show greater activity/connectivity centered on the default mode network during such automated decision-making under predictable environmental demands.

Lo evochiamo per tutte quelle situazioni che non consideriamo più particolarmente problematiche o degne di nota e lasciamo i nostri “gangli decisionali” liberi per l’imprevisto, per l’elucubrazione, o per la distrazione.

Ed ovviamente la scoperta, oltre ad accendere una luce su come facciamo a sopravvivere alla nostra routine getta anche le basi per identificare le basi di varie problematiche neurologiche. Ad esempio un difetto passaggio del pensiero razionale al controllo automatico (o il viceversa) potrebbe essere alla base di problemi di memoria, deficit di attenzione, impulsività, deficit di controllo razionale, o comportamenti compulsivi.

Furthermore, functional interactions between this network and hippocampal and parahippocampal areas as well as primary visual cortex correlate with the speed of accurate responses. These findings indicate a memory-based “autopilot role” for the default mode network, which may have important implications for our current understanding of healthy and adaptive brain processing

Ciao, oh mio autopilota, non ti conoscevo prima d’ora, ma ti sono già profondamente grato, a te ed a chiunque ti abbia installato nel mio pacchetto base.

WU

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Multitasking da piccioni

Considerando che sono fra le razze animali che apprezzo meno questo genere di notizie non mi desta particolare piacere.

Cioè mi volete dire che per alcuni aspetti sono addirittura migliori di noi? Lo so che mi sto avventurando in un campo minato (per me il concetto di migliore è molto aleatorio, soggettivo e temporalmente definito), se non altro per il fatto che loro, almeno, sanno volare.

Ad ogni modo, il perno su cui stiamo costruendo la nostra società sempre di corsa, sempre connessa, sempre stressata, ovvero il multitasking sembra essere una loro prerogativa…

Abbiamo per decenni sostenuto che la “nostra” (ovvero prerogativa di tutti i mammiferi) corteccia celebrale fosse la nostra marcia in più. Il nostro vantaggio evolutivo era in quei sei (lo scopro ora) strati di corteccia che facevano viaggiare i nostri neuroni alla velocità della luce.

Ora ci accorgiamo che i piccioni hanno funzioni celebrali superiori, come il multitasking anche senza tale corteccia, ma solo grazie ad un elevata densità (non numero) di neuroni. Il che spiegherebbe anche perché i volatili riescono a “sembrare svegli” come una scimmia anche avendo meno neuroni, un cervello più piccolo e non avendo corteccia celebrale.

Ovviamente lo studio, una ricerca dell’università di Bochum, passa da un campione sperimentale sia di bipedi che di volatili. 15 uomini vs 12 piccioni nella sfida di passare da un compito all’altro il più velocemente possibile (come abbiano convinto i piccioni a farlo è per me un mistero). Il passaggio fra i due compiti doveva essere o contemporaneo (meglio) al limite con un ritardo entro i 300 milli-secondi. Beh, i piccioni sono riusciti, nel caso di “multitasking con ritardo” di essere in media 250 milli-secondi più veloci degli uomini.

In the first case, real multitasking takes place, which means that two processes are running simultaneously in the brain, those being the stopping of the first task and switching over to the alternative task. Pigeons and humans both slow down by the same amount under double stress.

In the second case – switching over to the alternative task after a short delay – the processes in the brain undergo a change: the two processes, namely stopping the first task and switching over to the second task, alternate like in a ping-pong game. For this purpose, the groups of nerve cells that control both processes have to continuously send signals back and forth. The researchers had assumed that pigeons must have an advantage over humans because of their greater nerve cell density. They were, in fact, 250 milliseconds faster than humans.

Non lo sopporto.

WU

PS. Non posso non notare:

The study was financially supported by the German Research Foundation under the umbrella of the project “Entwicklung eines neuronalen Kausalmodells zu Mechanismen von Zielaktivierungsprozessen im ‘Multitasking’” (“Development of a neuronal causal model for target activation mechanisms in ‘multitasking’”).

PPSS. Quindi… magari il fantomatico uomo-piccione esistesse realmente 😀

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288P, the main-belt comet

Un po’ asteroide ed un po’ cometa. Diciamo che dipende dai punti di vista, come se stessimo parlando del principio di indeterminazione della meccanica quantistica. Peccato che si parli di qualcosa che sia ben più grande di noi e non di dimensioni quantistiche

L’ultimo target (beh, in realtà a Settembre 2016) su cui Hubble ha puntato il suo occhio è un oggetto della fascia principale degli asteroidi. Formalmente si tratta di un asteroide binario, ovvero di un sassone attorno al quale ruota un ulteriore sassone; tuttavia a causa della sua orbita quando raggiunge il punto più vicino al sole la sua superficie inizia a sublimare.

E sapete qual’è la conseguenza di tutto ciò? Che all’asteroide si forma una bella coda, proprio come quella di una cometa.

La strana coppia è formata di una coppia di oggetti grossomodo della stessa massa e dimensione che danzano a circa 100 km di distanza relativa. Tuttavia quando Hubble (assieme a tutta un’altra serie di osservazioni da Terra) ha messo gli occhi sulla coppietta ha osservato una strana fibrillazione

We detected strong indications of the sublimation of water ice due to the increased solar heating – similar to how the tail of a comet is created

La peculiarità dell’asteroide-cometa è abbastanza unica, gli altri asteroidi binari, infatti, hanno tipicamente orbita piuttosto circolari e non si avvicinano per parte della loro orbita sufficientemente al Sole da iniziare a sublimare. Oppure, in alternativa, sono già nati così vicini alla nostra stella che ormai hanno finito di sublimare. Ed infatti ciò la dice lunga anche circa la genesi della strana coppia.

Surface ice cannot survive in the asteroid belt for the age of the Solar System but can be protected for billions of years by a refractory dust mantle, only a few meters thick… The most probable formation scenario of 288P is a breakup due to fast rotation. After that, the two fragments may have been moved further apart by sublimation torques.

Praticamente al momento l’idea è che 288P è un sistema binario che si è formato almeno 5000 anni fa e deve aver accumulato ghiaccio che gironzolava nel periodo di formazione del nostro sistema solare. Dato che non se ne sono visti molti in giro finora è ragionevole assumere che il ghiaccio in questione sia merce veramente rara; di certo da osservare ancora e possibilmente anche da andar a vedere da vicino.

In particular, the study of those asteroids that show comet-like activity is crucial to our understanding of how the Solar System formed and evolved. According to contrasting theories of its formation, the Asteroid Belt is either populated by planetesimals that failed to become a planet, or began empty and gradually filled with planetesimals over time.

Se poi vogliamo generalizzare (… e sapete che questa è una passione), studiando la genesi della simil-cometa possiamo anche desumere qual’era la distribuzione dell’acqua, in qualche sua forma, durante la fase di formazione del sistema solare e si sa… dove c’era l’acqua, c’era vita…

WU

Fluidodinamica del caffè

Sul rapporto fra caffè ed essere umano, a parte nervosismo per abuso e fissazioni per sciccheria, abbiamo già discusso qui. Ovviamente la discussione può essere portato anche ad un livello fanta-scientifico e qui la menzione per IgNobel è garantita.

La domanda, quindi (come se fosse una conseguenza) è: come evitare di rovesciare il caffè?

Se sei italiano, o se sei banalmente un italiano come me la risposta è abbastanza facile, ovvero stai seduto e non ti agitare. Un sorso di caffè, il vento nei capelli, la sigaretta e la filosofia che ci ha reso famosi nel mondo (ed oggi stiamo perdendo anche questo). Se sei invece un maniaco dello stress (si, sono convinto che questo sia nella maggior parte dei casi un male autoindotto), un fissato delle mode d’oltre oceano, un fan del caffè nei bicchieri di carta (e secondo me è una specie di bestemmia) allora la domande è d’obbligo.

E’ tutta una questione di fluidodinamica (cioè le stesse equazioni che evitano che un bolide di F1 decolli o che un aereo precipiti). Ed è tutta una questione di avere una mente orientata ad un singolo obiettivo. Esattamente come il ricercatore SUDcoreano Jiwon Han.

L’orientale in questione si è guadagnato l’IgNobel per la fisica studiando il modo migliore di camminare per evitare di rovesciarsi il caffè addosso: “A Study on the Coffee Spilling Phenomena in the Low Impulse Regime“.

Modelli e modelli matematici che si trasformano in altrettanti modelli numerici che simulano diversi modi di impugnare la tazza e camminare per evitare di buttarsi addosso la preziosa (e spesso caldissima) bevanda.

Il paper è un inno all’ufficio complicazione affari semplici che con paginate di grafici “dimostra” che il modo migliore per non incorrere in incidenti è camminare all’indietro. Secondo classificato, la presa ad artiglio (ovvero con le cinque dita dall’alto).

Entrambe soluzioni comodissime che aumentano il piacere di sorseggiare la bevanda. IgNobel per la fluidodinamica meritatissimo.

WU

PS. Per i più curiosi, e sono certo pululano, ecco sotto l’abstract completo del paper:

When a half-full Bordeaux glass is oscillated sideways at 4 Hz, calm waves of wine gently ripple upon the surface. However, when a cylindrical mug is subject to the same motion, it does not take long for the liquid to splash aggressively against the cup and ultimately spill. This is a manifestation of the same principles that also make us spill coffee when we walk. In this study, we first investigate the physical properties of the fluid-structure interaction of the coffee cup; in particular, the frequency spectrum of each oscillating component is examined methodically. It is revealed that the cup’s oscillation is not monochromatic: harmonic modes exist, and their proportions are significant. As a result, although the base frequency of the cup is considerably displaced from the resonance region, maximum spillage is initiated by the second harmonic mode of driving force that the cup exerts on its contents. Thus, we spill coffee. As an application of these experimental findings, a number of methods to reduce liquid spillage are investigated. Most notably, an alternative method to hold the cup is suggested; in essence, by altering the mechanical structure of the cup-holding posture, we can effectively suppress the higher frequency components of the driving force and thus stabilize the liquid oscillation. In an attempt to rationalize all we have investigated above, a mechanical model is proposed. Due to practicalities, rather than to construct a dynamical system using Newton’s equation of motion, we choose to utilize the Euler-Lagrangian equations. Extensive simulation studies reveal that our model, crude in its form, successfully embodies the essential facets of reality. This liberates us to make two predictions that were beyond our experimental limits: the change in magnitude of the driving force and the temporal stabilization process.

Didgeridoo

Se lo vedete è più facile che capiate di cosa sto parlando. Ed è anche più facile che pronunciarne il nome (onomatopeico, l’avreste mai detto?). Si tratta praticamente di quella specie di lungo tubo che è uno strumento musicale australiano. Gli aborigeni dell’isola, infatti, da qualche migliaio di anni sono capaci di prendere un tubo di forma più o meno regolare, da perfettamente cilindrico a svasato, cavarlo e renderlo uno strumento a fiato (più precisamente della categoria degli aerofoni ad ancia labiale).

Si va da un metro e mezzo a più di due metri e mezzo, tipicamente di eucalipto e tradizionalmente partendo da quei rami già internamente scavati dalle termiti. Decorazioni ed incisioni a piacere, ovviamente.

Ma il vero motivo per cui mi ci sono imbattuto è che è stato di recente oggetto di studio. Studio musicale? Archeologico? Etnologo? Beh, non proprio.

Pare che il Didgeridoo abbia un particolare effetto benefico sul sonno. Si, avete capito bene. Soffrite di una di quelle sindromi da apnee notturne ostruttive o in generale disturbi respiratori del sonno (e lo dico dopo una notte completamente in bianco, e non per via della respirazione)?

Basta, “semplicemente” suonare per una mezz’ora il lungo tubone per una media di 5,9 giorni a settimana (praticamente ogni sera!) per risolvere la questione. Respirerete meglio e russerete meno (voi…) oltre che ridurrete anche la sonnolenza diurna (e certo, dormirete meglio!)

AS, a didgeridoo instructor, reported that he and some of his students experienced reduced daytime sleepiness and snoring after practising with this instrument for several months. In one person, the apnoea-hypopnoea index decreased from 17 to 2. This might be due to training of the muscles of the upper airways, which control airway dilation and wall stiffening

E lo studio, neanche a dirlo degno vincitore dell’IgNobel per la Pace del 2017, sottolinea il fatto che russare meno ed essere più svegli durante il giorno diminuisce sostanzialmente il disturbo e lo stress di chi vive, ed in particolare dorme con voi.

Regular playing of a didgeridoo reduces daytime sleepiness and snoring in people with moderate obstructive sleep apnoea syndrome and also improves the sleep quality of partners. Severity of disease, expressed by the apnoea-hypopnoea index, is also substantially reduced after four months of didgeridoo playing.

IgNobel per la Pace (almeno quella domestica) assicurato!

WU

PS. Studio a molte mani (e continenti) condotto su 25 volontari australiani (e di dove senno?) che data ben 2005!

Generi numerici

… e non numeri generici.

Sono un fermo sostenitore che abbiamo bisogno delle nostre piccole certezze per sentirci tranquilli. Per trovare il nostro posto nel mondo abbiamo bisogno che il mondo, come lo conosciamo noi, sia quello. Abbiamo bisogno di dei punti di riferimento, di sapere che sole sorgerà di nuovo, che dopo il 1238764781 viene il 1238764782.

Ed abbiamo bisogno di sapere di che sesso siano le figure e le cose che ci circondano. Indipendentemente da tutto, abbiamo bisogno di sapere se stiamo parlando di/con un uomo o una donna. O meglio maschio o femmina.

Gendered information plays a prominent role in how people interpret both the physical and social environments in which they live. Research has shown that individuals begin to acquire information about gender as early as 6 months of age, when infants start to distinguish males and females

Ed a questo diktat nulla fa eccezione (si, ci sarebbe il neutro in qualche lingua, ma è una generalizzazione dei due casi di cui sopra), compresi i numeri. Ma di che sesso sono i numeri?

Diciamo che la risposta a questa domanda rientra nel campo del genere percepito delle cose; ovvero quella parte del nostro inconscio che ha, come dicevamo prima, bisogno di sapere se parliamo di maschi/femmine indipendentemente dalla nostra lingua/età/cultura/religione/istruzione/etc.

Beh, si da il caso che questo studio (in realtà un insieme di due campagne “sperimentali” su 315 soggetti) ha proprio cercato di dettagliare questo fenomeno arrivando alla conclusione (se di conclusione si può parlare) che:

odd numbers seemed masculine while even numbers seemed feminine

“Sicuramente” per i numeri ad una cifra. Per quelli a due cifre è tendenzialmente ancora vero anche se:

men viewed 2-digit numbers as relatively masculine, regardless of whether they were even or odd

NumGender.png

Altro risultato interessante dello studio (ma come dicevamo qui non lo scopo principale ed in questo caso, non essendo possibile che lo studio desse risultati negativi, non è stato spacciato per lo scopo primario) è che:

Although both men and women showed this pattern, it was more pronounced among women

Dal mio punto di vista credo che (ovviamente!) mi condizioni molto il contesto in cui sento (o meglio inconsciamente associo il pensiero) i numeri: 1 mi sembra maschile se è un tavolo e femminile se è 1 mela. Se penso alla pura sequenza numerica tenderei a dire che i numeri sono tutti femminili, che è un genere che associo inconsciamente alle cose astratte (o neutri, al limite, ma questa credo sia una sovrastruttura).

WU

La ricerca che aiuta se stessa

Sembrerebbe quasi un paradosso (il catalogo dei cataloghi), un circolo vizioso (mi fumo una sigaretta per festeggiare il fatto che non fumo più) oppure una cazzata bella e buona. Invece non mi pare affatto male.

Mi sa che ho più volte sproloquiato sul fatto che la ricerca scientifica così come è impostata oggi non serve più ad un granché, se non a generare paper (non li vorrete mica chiamare articoli, vero?) molto spesso inutili/discutibili/falsi/nonverificabili.

Ed in origine fu la “crisi di riproducibilità”. Partendo dall’ambito medico, quello psicologico più precisamente, ed estendendosi a macchia d’olio a tutti i campi, i ricercatori, i reviewer e gli editori si sono preso (?) accorti che la comunità scientifica è sostanzialmente impossibilitata a ripetere i risultati oggetto di pubblicazione (e qui starebbe bene: nelle più prestigiose riviste di settore… anche se la cosa si addice praticamente a tutti gli articoli “da journal”).

Quindi, l’oggettività del metodo scientifico che dovrebbe essere il pilastro su cui poggia la scienza moderna ha iniziato a vacillare. Ed i “pubblicatori seriali” quelli che in buona fede o fraudolentemente hanno come unico scopo aumentare il loro indice di pubblicazioni (complici anche i geniali indicatori di rendimento universitario e/o di istituti di ricerca) hanno e stanno sguazzando alla grande. Publish or perish è la vera epigrafe delle pubblicazioni scientifiche.

E poi ci sono i “publication bias“, ovvero quella strana (neanche tanto) tendenza dei ricercatori a pubblicare i risultati positivi e tralasciare (…per non dire nascondere) quelli negativi. Come se un esperimento, una ricerca che ha come esito “non si può fare” fosse meno degna di una che da esito positivo. E la cosa è, ahimè, molto ben supportata anche da reviewers ed editori. Ovviamente non voglio neanche pensare (mettendo un po’ la testa sotto la sabbia) al passo successivo: ritocco (!!) il risultato per farlo esser positivo. E così addio al senso della ricerca…

E poi ci sono gli “hidden outcome switching“, ovvero quella innata tendenza del ricercatore a cambiare (beh, diamo pure indirizzare…) lo scopo di una ricerca in base ai risultati che man mano ottiene. Prendiamo una grande campagna di raccolta dati, un grande esperimento, una lunghissima simulazione numerica, diciamo che prima di dire “non si può fare” provo a vedere se ha dato qualche risultato positivo e magari pubblico solo quello anche se non era quello che mi interessava dimostrare.

La risposta che la ricerca scientifica si sta dando è il “Registered Report“. Ovvero una nuova forma di articolo che tende a prescindere dai risultati e valutare il metodo!
(devo leggere la frase sopra un paio di volte per credere alle mie orecchie).

Praticamente si intende garantire il valore scientifico delle pubblicazioni indipendentemente dal risultato ed impedendo qualunque alterazione del protocollo, del metodo seguito. L’idea è di sottomettere il Registered Report ad una rivista PRIMA di iniziare lo studio. L’editor ed i reviewer devono quindi valutare l’interesse dello studio, il metodo proposto, gli obiettivi che si prefigge. Poi, una volta accettato, i ricercatori sanno che avranno i loro risultati , solo quelli dichiarati a priori (“otto nera nella buca all’angolo”) pubblicati indipendentemente dal fatto che siano positivi o negativi (ovviamente dopo debita peer review per verificare che non vi siano ulteriori deviazioni da “quanto promesso”).

Un bel segno di progresso. Che questo sia poi sufficiente a far(mi) recuperare la fiducia nelle pubblicazioni scientifiche è (scetticamente e conservativamente) da valutare.

WU