Cogito, Ergo Sum

Blogger news

Tuesday, July 1, 2014

On 8:13 AM by Zufar M Ihsan in ,    No comments


Ketidaktahuan kita tentang penyebab tidak bisa tidur sebagian disebabkan kita tak mengetahui kenapa kita perlu tidur. Yang kita tahu hanyalah kita merasa ada yang kurang jika tidak tidur. Dan kita tahu bahwa sekuat apa pun kita berusaha bertahan, pada akhirnya kita akan jatuh tertidur. Kita tahu bahwa setelah tujuh-sembilan jam tidur, kebanyakan dari kita akan bangun, dan 15-17 jam kemudian kita lelah kembali. Kita telah 50 tahun mengetahui bahwa tidur terbagi atas periode tidur gelombang-dalam dan tidur gerak mata cepat (rapid eye movement, REM). Pada fase REM, otak seaktif seperti saat kita bangun, tapi otot sadar dalam keadaan lumpuh. Kita tahu bahwa semua mamalia dan burung tidur. Lumba-lumba tidur dengan setengah otak terjaga, sehingga tetap dapat mengetahui keadaan di sekelilingnya di dalam air. Ikan, reptil, dan serangga semua juga beristirahat.

Masa istirahat ini memiliki konsekuensi. Binatang harus berdiam diri untuk waktu yang lama, dan pada saat itu rawan menjadi mangsa. Apa yang mungkin jadi imbalan bagi risiko sebesar itu? "Kalau tidur tidak memiliki fungsi yang benar-benar penting," peneliti tidur terkenal Allan Rechtschaffen pernah berkata, "itu merupakan kesalahan evolusi yang terbesar."

Teori yang paling diterima: tidur merupakan kebutuhan otak. Siapa yang tidak merasa lebih segar setelah tidur nyenyak di malam hari? Masalahnya adalah cara mengonfirmasi asumsi ini dengan data penelitian. Bagaimana tidur bisa membantu otak? Baru-baru ini, para peneliti di Harvard yang dipimpin Robert Stickgold menguji para mahasiswa dengan berbagai tes kompetensi, mengizinkan mereka tidur siang, lalu menguji mereka lagi. Para peneliti menemukan bahwa mahasiswa yang mengalami tidur REM meningkat kinerjanya dalam tugas pengenalan pola, seperti tata bahasa, sementara mahasiswa yang mengalami tidur gelombang-dalam lebih baik dalam menghafal. Peneliti lain menemukan bahwa otak yang tidur terlihat mengulangi pola penembakan neuron yang terjadi sebelum subjek tidur, seolah-olah pada saat tidur, otak memasukkan kejadian hari itu ke dalam ingatan jangka panjang.

Penelitian ini menunjukkan bahwa konsolidasi memori mungkin merupakan salah satu fungsi tidur. Giulio Tononi, peneliti tidur terkenal, membalik logika itu dalam teorinya yang diterbitkan beberapa tahun yang lalu: Pada saat tidur, otak tampaknya membuang sinapsis atau sambungan yang berlebihan atau tidak perlu. Jadi, tujuan tidur mungkin untuk membantu kita mengingat hal yang penting, dengan membiarkan kita melupakan hal yang tidak penting.

Tidur mungkin juga memiliki tujuan fisiologis: Kenyataan bahwa pasien pengidap FFI (fatal familial insomnia) tidak berumur lama mungkin merupakan bukti penting. Banyak penelitian yang berusaha menemukan penyebab pasti kematian mereka. Apakah mereka benar-benar meninggal karena kurang tidur? Dan jika tidak, sejauh mana penyakit tak bisa tidur berkontribusi pada kondisi yang menyebabkan mereka meninggal? Beberapa peneliti menemukan bahwa kurang tidur menghambat penyembuhan luka pada tikus, sementara peneliti lain berpendapat bahwa tidur membantu meningkatkan sistem kekebalan. Tetapi, berbagai penelitian ini tidak punya cukup bukti.

Pada 1980-an, Rechtschaffen memaksa tikus tetap terjaga di laboratoriumnya dengan menempatkannya di atas piringan yang diletakkan di atas poros di atas tangki air. Jika tikus tertidur, piringan akan berputar dan melemparkannya ke air; saat jatuh ke air, tikus segera terbangun. Setelah sekitar dua minggu tak bisa tidur, semua tikus itu mati. Tapi, saat Rechtschaffen membedah mayat hewan itu, dia tidak menemukan perbedaan yang signifikan. Organnya tidak rusak; hewan itu tampaknya mati karena kelelahan—akibat tidak tidur. Sebuah percobaan lanjutan pada tahun 2002, dengan instrumen yang lebih canggih, lagi-lagi gagal menemukan "penyebab pasti kematian" tikus-tikus itu.

Di Stanford University saya mengunjungi William Dement, salah satu penemu tidur REM. Saya memintanya menceritakan apa yang diketahuinya, setelah 50 tahun penelitian, tentang penyebab kita tidur. "Sejauh yang saya tahu," jawabnya, "satu-satunya penyebab ilmiah kita perlu tidur adalah karena kita mengantuk."

Sayangnya, kebalikannya tidak selalu berlaku, kita tidak selalu mengantuk saat kita perlu tidur. Insomnia sudah mewabah di negara maju. Lima puluh sampai 75 juta orang Amerika, sekitar seperlima penduduknya, mengeluhkan masalah tidur. Lima puluh enam juta resep obat tidur ditulis di AS pada 2008, naik 54 persen dari empat tahun sebelumnya. Namun, sangat sedikit yang dicurahkan untuk memahami akar penyebabnya. Sebagian besar mahasiswa kedokteran hanya mendapat empat jam pelatihan tentang gangguan tidur; sebagian tidak dapat sama sekali.    

Beban sosial dan ekonomi akibat kurangnya penanganan sukar tidur sangat besar. Institute of Medicine, kelompok penasihat ilmiah nasional independen, memperkirakan hampir 20 persen dari semua kecelakaan kendaraan bermotor yang serius berkaitan dengan sopir yang mengantuk. Perkiraan biaya medis langsung akibat utang tidur nasional mencapai ratusan triliun rupiah di AS. Kerugian akibat menurunnya produktivitas kerja lebih tinggi lagi. Lalu, ada biaya yang lebih sulit dihitung—hubungan yang terganggu atau hancur, pekerjaan yang tak akan dilamar oleh orang yang lelah, dan berkurangnya kesenangan dalam menikmati hidup.

Jika ada masalah medis pada fungsi tubuh yang tidak sepribadi dan semisterius insomnia yang menyebabkan kerugian sebesar itu, pemerintah pasti sudah memeranginya. Namun, National Institute of Health hanya menyumbang sekitar dua triliun rupiah per tahun untuk penelitian tidur—setara dengan uang yang dikeluarkan produsen pil tidur populer Lunesta dan Ambien untuk iklan televisi selama satu musim pada 2008. Perjuangan melawan insomnia kebanyakan diserahkan kepada perusahaan obat dan pusat terapi tidur komersial.

Suatu sore tahun lalu saya mengunjungi Sleep Medicine Center di Stanford. Klinik yang didirikan pada 1970 ini adalah klinik pertama di AS yang didedikasikan untuk masalah insomnia, dan masih merupakan salah satu yang terpenting. Pusat terapi tidur ini dikunjungi lebih dari 10.000 pasien per tahun dan melakukan lebih dari 3.000 penelitian tidur malam.

Alat diagnostik utama di klinik ini adalah polysomnogram, dengan komponen utama elektroensefalograf (EEG), yang menangkap sinyal listrik dari otak pasien yang tidur. Saat tidur, otak kita melambat, dan pola sinyal listriknya berubah dari gelombang pendek bergerigi menjadi gelombang panjang mulus, seperti ombak laut yang kian mulus semakin jauh dari pantai. Di otak, gelombang pelan ini secara berkala terganggu oleh aktivitas mental tidur REM yang muncul tiba-tiba. Karena alasan yang tak diketahui, hampir semua mimpi kita terjadi pada fase tidur REM.

Sementara EEG merekam masa yang penuh perubahan ini, teknisi polysomnogram juga mengukur suhu tubuh, aktivitas otot, gerakan mata, irama jantung, dan pernapasan. Lalu, mereka menganalisis datanya untuk mencari tanda tidur abnormal atau sering terbangun. Apabila seseorang mengidap narkolepsi, misalnya, dia masuk ke fase tidur REM dari keadaan terjaga tanpa melalui tahap perantara. Pengidap insomnia familial fatal tidak pernah bisa melewati tahap pertama tidur; suhu tubuhnya naik dan turun dengan cepat.

FFI dan narkolepsi tidak dapat didiagnosis tanpa EEG dan perangkat pemantau lainnya. Namun, menurut Clete Kushida, direktur klinik itu, dia umumnya dapat mendeteksi masalah tidur pasien pada saat pertemuan pertama: Ada orang yang tidak bisa membuka matanya, ada pula yang mengaku lelah tetapi tidak bisa tidur. Yang pertama biasanya mengidap apnea tidur. Yang terakhir mengidap penyakit yang disebut Kushida "insomnia sejati".

Pada penderita apnea tidur obstruktif, relaksasi otot yang terjadi saat tidur menyebabkan jaringan lunak tenggorokan dan kerongkongan menutup, sehingga menghalangi jalan napas orang tersebut. Ketika otak menyadari tidak mendapatkan oksigen, orang tersebut terbangun, menarik napas, otak kembali mendapat oksigen, dan tidur kembali. Tidur malam penderita apnea ternyata merupakan rangkaian seratus tidur singkat. John Winkelman dari Brigham and Women's mengatakan bahwa di pusat penanganan tidurnya, dua pertiga dari yang diperiksa didiagnosis mengidap kondisi ini.

Apnea merupakan masalah serius, dapat menyebabkan peningkatan risiko serangan jantung dan stroke. Tetapi, ini hanyalah penyakit tidur tidak langsung. Penderita insomnia sejati—orang yang didiagnosis mengidap penyakit yang disebut sebagian dokter-tidur sebagai insomnia psikofisiologis—adalah orang tidak bisa tidur atau tidak bisa tidur lama tanpa alasan yang jelas. Saat bangun, mereka tidak merasa telah beristirahat. Saat berbaring, otaknya tetap berputar. Kelompok ini berjumlah sekitar 25 persen pasien yang berkunjung ke klinik-tidur.

Sementara apnea dapat diobati dengan alat yang memaksa udara masuk ke tenggorokan orang yang tidur agar saluran udara tetap terbuka, pengobatan insomnia klasik tidak sesederhana itu. Akupunktur dapat membantu—cara ini sudah lama dipakai dalam pengobatan Asia dan kini tengah diteliti di pusat penanganan tidur University of Pittsburgh.

Biasanya, insomnia psikofisiologis diobati dengan pendekatan dua bagian. Pertama menggunakan pil tidur, yang terutama bekerja dengan meningkatkan aktivitas GABA, neurotransmiter yang mengatur tingkat kecemasan dan kewaspadaan tubuh. Meskipun sekarang lebih aman, pil tidur tetap dapat menyebabkan kecanduan psikologis. Banyak pengguna mengeluh bahwa tidur dengan pil tidur terasa berbeda, dan mereka merasa pusing ketika bangun, seperti kebanyakan minum alkohol.

Langkah kedua dalam mengobati penderita insomnia sejati biasanya dengan terapi perilaku kognitif (cognitive behavioral therapy, CBT). Dalam CBT, psikolog khusus mengajari penderita insomnia untuk menganggap masalah tidurnya dapat dikendalikan, bahkan dipecahkan—itu bagian kognitifnya—dan mempraktikkan "higiene tidur" yang baik. Higiene tidur yang baik terutama berisi saran yang sudah lama diakui kebenarannya: tidur di ruangan yang gelap, tidur hanya bila sudah mengantuk, dan jangan berolahraga sebelum tidur. Penelitian menunjukkan bahwa CBT lebih efektif daripada pil tidur untuk mengobati insomnia jangka panjang, tetapi masih banyak penderita yang tidak yakin.

Menurut Winkelman, CBT lebih bermanfaat bagi penderita insomnia yang memiliki penyebab psikologis. Istilah insomnia mencakup banyak kondisi. Antara FFI, yang sangat langka, dan apnea, yang sangat umum, ada hampir 90 gangguan tidur yang diketahui. Beberapa penderita insomnia menderita sindrom kaki resah (RLS), rasa sangat tidak nyaman di tungkai yang membuatnya sukar tidur, atau gangguan gerakan tungkai secara berkala (PLMD), yang menyebabkan orang menendang tanpa sengaja saat tidur. Penderita narkolepsi sering mengalami kesulitan baik untuk tidur maupun terjaga. Lalu, ada pula orang yang tidak bisa tidur karena depresi, dan orang yang depresi karena tidak bisa tidur. Yang lain memiliki masalah tidur karena pikun atau penyakit Alzheimer. Beberapa wanita terganggu tidurnya selama haid (perempuan dua kali lebih mungkin mengidap insomnia daripada laki-laki) dan banyak yang mengalaminya pada masa menopause. Tidur orang tua umumnya tidak senyenyak anak muda. Yang lain khawatir soal pekerjaannya atau khawatir akan kehilangan pekerjaan; sepertiga penduduk Amerika mengaku kurang tidur selama krisis ekonomi baru-baru ini. Dari semua penderita sukar tidur ini, pasien pengidap insomnia yang diakibatkan oleh penyebab internal fisik—mungkin kelebihan atau kekurangan berbagai neurotransmiter—yang mungkin paling sulit disembuhkan dengan CBT.

Namun, CBT berpeluang menyembuhkan sebagian besar kondisi di atas. Mungkin ini karena untuk waktu yang lama masalah insomnia hanya digeluti para psikolog. Dalam pandangan mereka, insomnia umumnya disebabkan oleh sesuatu yang dapat diobati dengan cara mereka, biasanya kecemasan atau depresi. Oleh karena itu, terapi perilaku kognitif meminta pengidap mencari masalah dalam perilakunya, bukan masalah pada tubuhnya. Winkelman ingin sekali kedua aspek tidur ini—fisik dan mental—lebih sering dipertimbangkan secara terpadu. "Tidur merupakan hal yang sangat rumit," katanya. "Mengapa kita tak berpikir bahwa mungkin juga ada sesuatu di rangkaian saraf yang rusak?"

Jika kita tidak dapat tidur, mungkin itu karena kita lupa caranya. Sebelum masa modern, orang tidur dengan pola yang berbeda, yaitu tidur saat Matahari terbenam dan bangun saat fajar. Selama bulan-bulan musim dingin, dengan waktu istirahat yang begitu lama, nenek moyang kita mungkin tidur beberapa babak di malam hari. Di negara berkembang, orang masih sering tidur dengan cara ini. Mereka tidur bersama-sama dan bangun sesekali di malam hari. Ada yang tidur di luar, di tempat yang lebih dingin dan sinar Matahari berefek lebih langsung pada ritme sirkadian. Pada tahun 2002, Carol Worthman dan Melissa Melby dari Emory University menerbitkan sebuah studi perbandingan tentang pola tidur dalam berbagai kebudayaan. Mereka menemukan bahwa di suku yang berburu dan meramu seperti !Kung dan Efe, "batas antara tidur dan bangun sangat cair." Tidak ada waktu tidur yang tetap, dan tidak ada yang menyuruh orang lain untuk tidur. Orang bangun apabila ada percakapan atau pertunjukan musik yang terdengar saat beristirahat dan menarik hatinya. Mereka mungkin bergabung, kemudian tidur lagi.

Tidak ada orang di negara maju yang tidur dengan cara ini sekarang, setidaknya tidak secara sengaja. Kita masuk ke tempat tidur pada waktu yang cukup tetap, sendirian atau bersama pasangan, di atas kasur empuk berlapis seprei dan selimut. Tidur kita tiap malam rata-rata sekitar satu setengah jam lebih sedikit daripada satu abad lalu. Sebagian penyebab epidemi insomnia atau penyakit sukar tidur mungkin hanya karena kita tidak memerhatikan biologi kita. Irama tidur alami remaja adalah bangun siang—tetapi mereka sudah masuk sekolah sebelum pukul 8. Pekerja shift malam yang tidur di pagi hari menentang irama purba dalam tubuhnya yang menyuruhnya terjaga untuk berburu atau meramu ketika langit bermandi cahaya. Namun, dia tak punya pilihan.

Kita membahayakan diri jika menentang kekuatan ini. Charles Czeisler dari Harvard menjelaskan bahwa tidak tidur selama 24 jam atau hanya tidur lima jam setiap malam selama seminggu setara dengan tingkat alkohol darah 0,1 persen. Namun, etika bisnis modern malah membanggakan hal itu. "Kita tak akan pernah berkata, "Orang ini pekerja yang hebat! Dia mabuk sepanjang waktu!'" Demikian tulis Czeisler dalam artikel Harvard Business Review tahun 2006.

Mulai tahun 2004, Czeisler menerbitkan serangkaian laporan dalam jurnal medis berdasarkan penelitian yang dilakukan kelompoknya pada 2.700 dokter residen tahun pertama. Para pria dan wanita muda ini bekerja shift yang lamanya mencapai 30 jam, dua kali seminggu. Penelitian Czeisler mengungkapkan risiko kesehatan masyarakat yang sangat besar yang diakibatkan kurang tidur ini. "Kami mendapati bahwa satu dari lima dokter residen tahun pertama mengaku melakukan kesalahan yang terkait kelelahan yang mengakibatkan pasien cedera," katanya kepada saya pada musim semi 2009. "Satu dari 20 mengaku melakukan kesalahan yang terkait kelelahan yang mengakibatkan kematian pasien." Ketika Czeisler menerbitkan informasi ini, dia mengira rumah sakit akan berterima kasih padanya. Sebaliknya, malah banyak yang "memasang benteng". "Saya yakin suatu hari nanti orang kelak menganggap kebiasaan ini sebagai praktik barbar."

Sekarang mari kita bahas soal tidur siang. Waktu tidur siang tradisional sesuai dengan penurunan alami ritme sirkadian setelah makan siang. Penelitian juga menunjukkan bahwa orang yang tidur siang sebentar umumnya lebih produktif dan bahkan mungkin memiliki peluang lebih kecil untuk kena serangan jantung. Bangsa Spanyol-lah yang membuat tidur siang terkenal. Sayangnya, jarak antara rumah dan kantor orang Spanyol sekarang tidak cukup dekat untuk pulang dan tidur siang. Sebaliknya, sebagian malah menggunakan waktu istirahat untuk berlama-lama makan siang dengan teman dan kolega. Setelah menghabiskan waktu dua jam untuk makan siang, pekerja Spanyol kembali bekerja hingga pukul tujuh atau delapan. Setelah itu pun, mereka tidak selalu pulang ke rumah. Mereka malah keluar untuk minum-minum atau makan malam, acara utama TV mereka baru saja berakhir.

Akhir-akhir ini Spanyol mulai menganggap serius masalah kurang tidur ini. Kini, polisi menanyai pengendara yang terlibat kecelakaan serius, berapa lama mereka tidur malam sebelumnya. Dan baru-baru ini pemerintah memperpendek jam kerja para pegawainya agar mereka pulang ke rumah lebih awal.

Yang memotivasi Spanyol mengambil tindakan ini bukanlah tingkat kecelakaan—termasuk yang tertinggi di Eropa Barat—tetapi produktivitas mereka yang tidak berkembang. Orang Spanyol menghabiskan lebih banyak waktu di tempat kerja, tetapi produktivitasnya lebih rendah daripada sebagian besar tetangga Eropa-nya. "Lama bekerja tak sama dengan menyelesaikan pekerjaan," tulis Ignacio Buqueras y Bach, seorang pengusaha berusia 68 tahun yang memimpin upaya agar orang Spanyol tidur lebih awal, melalui surat kabar di Madrid baru-baru ini.

Pada 2006, komisi yang dibentuk Buqueras untuk mengubah hal ini menjadi bagian pemerintah Spanyol. Dua tahun kemudian, saya mendapat kesempatan untuk menghadiri salah satu rapat komisi ini di gedung samping Congreso de los Diputados, majelis rendah Spanyol. Kalangan atas Spanyol modern berbicara tentang kecelakaan akibat pekerja yang lelah, beban ganda perempuan Spanyol akibat jam kerja yang panjang dan tugas rumah tangga, serta anak-anak yang tak mendapat haknya untuk tidur sepuluh sampai dua belas jam sehari.

Buqueras menghidupkan suasana, dia menyuruh pembicara menyampaikan pendapatnya "sesingkat telegram". Tapi, lampu redup dan udara hangat. Di kalangan peserta terlihat beberapa kepala mulai merosot ke dada, kemudian terangkat kembali saat mereka melawan kantuk, kemudian matanya semakin tertutup, kertas agenda rapat jatuh ke pangkuan, mereka mulai melunasi utang tidur negara mereka.

Sumber: National Geographic Indonesia
ngi.cc/f2r

Friday, May 9, 2014

On 8:18 AM by Zufar M Ihsan in ,    No comments
Bumi, 6 juta km dari Bumi, Diambil oleh Voyager 1, 1990
Pada 14 Februari 1990, wahana penjelajah Voyager yang sedang menginggalkan tata surya diperintahkan oleh NASA untuk memutar kameranya kembali ke arah bumi untuk mengambil gambar bumi atas perintah Carl Sagan, astronom Amerika.

Dalam bukunya, Pale Blue Dot: A Vision of the Human Future in Space, Carl Sagan menceritakan pemikirannya tentang foto tersebut secara mendalam.


Dari titik yang sangat jauh, Bumi mungkin tidak terlihat penting. Tapi untuk kita, semua berbeda. Renungkan lagi titik itu. Itulah tempatnya. Itulah rumah. Itulah kita. Di atasnya, semua orang yang kamu cintai, semua orang yang kamu kenal, semua orang yang kamu pernah dengar, semua manusia yang pernah ada, menghabiskan hidup mereka. Segenap kebahagiaan dan penderitaan kita, ribuan agama, ideologi, dan doktrin ekonomi yang merasa benar, setiap pemburu dan pengumpul, setiap pahlawan dan pengecut, setiap pendiri dan penghancur peradaban, setiap raja dan petani, setiap pasangan muda yang jatuh cinta, setiap ibu, ayah, dan anak bercita-cita tinggi, penemu dan petualang, setiap pengajar kebaikan, setiap politisi korup, setiap "bintang", setiap "pemimpin besar", setiap orang suci dan pendosa sepanjang sejarah spesies kita hidup di sana, di atas setitik debu yang melayang dalam seberkas sinar.
Bumi adalah panggung yang amat kecil di tengah luasnya jagat raya.
Renungkanlah sungai darah yang ditumpahkan para jenderal dan pemimpin sehingga dalam keagungan dan kemenangan mereka dapat menjadi penguasa fana di sepotong kecil sebuah titik. Renungkanlah kekejaman tanpa akhir yang dilakukan oleh orang-orang di satu sudut titik ini terhadap orang-orang tak dikenal di sudut titik yang lain, betapa sering mereka salah paham, betapa kejam mereka untuk membunuh satu sama lain, betapa dalam kebencian mereka.
Sikap kita, keistimewaan kita yang semu, khayalan bahwa kita memiliki tempat penting di alam semesta ini, tidak berarti apapun di hadapan setitik cahaya redup ini. Planet kita hanyalah sebutir debu yang kesepian di alam yang besar dan gelap. Dalam kebingungan kita, di tengah luasnya jagat raya ini, tiada tanda bahwa pertolongan akan datang dari tempat lain untuk menyelamatkan kita dari diri kita sendiri.
Bumi adalah satu-satunya dunia yang sejauh ini diketahui memiliki kehidupan. Tidak ada tempat lain, setidaknya untuk sementara, yang bisa menjadi penyelamat spesies kita. Kunjungi? Ya. Menetap? Belum saatnya. Suka atau tidak, untuk saat ini Bumi adalah satu-satunya tempat kita hidup.
Sering dikatakan bahwa astronomi adalah suatu hal yang merendahkan hati dan membangun kepribadian. Mungkin tak ada yang dapat menunjukkan laknatnya kesombongan manusia secara lebih baik selain citra dunia kita yang mungil ini. Bagiku, citra ini memperjelas tanggung jawab kita untuk bertindak lebih baik satu sama lain, dan menjaga serta merawat satu-satunya rumah yang kita kenali bersama, sang bintik biru pucat.

Friday, March 14, 2014

On 6:31 AM by Zufar M Ihsan in ,    No comments

-In his classic 1864 adventure story Journey to the Centre of Earth, the French novelist imagined a vast ocean deep within the planet’s bowels. University of Alberta scientists have found the first direct evidence that he wasn’t far off.
“The original idea is a Jules Verne idea, isn’t it?” laughs geologist Graham Pearson. “One hundred years later it turns out to be pretty much true – except you can’t really stand around and see the water.”
In a paper published in the journal Nature, Pearson and his co-authors describe how a Brazilian diamond originating at least 400 kilometres down has yielded the only surface sample ever found of a deep-Earth mineral and provides the first concrete proof for a long-held theory about how the planet works.
“We found it by accident,” Pearson says. “It was really a bit of blue-sky research.”
Pearson’s lab studies diamonds. One of its scientists was trying to date a stone from a region of Brazil where the gems are known to have originated in a so-called transition zone between the Earth’s upper and lower mantle, between 400 and 600 kilometres deep.
The researcher found a mineral inside the diamond, but couldn’t identify it. He was about to move on when one of his colleagues walked in and realized it was ringwoodite.
“That was a eureka moment.”
Ringwoodite, thought to be one of the main constituents of the Earth’s mantle, is only stable at pressures deep underground equivalent to 150,000 times surface atmospheric pressure. The only previous examples of it came from meteorites and the bit in Pearson’s lab – 40 millionths of a metre long – is the first found at the Earth’s surface.
“The beauty is it’s trapped in diamond,” Pearson says. “The diamond is this amazing material that can withstand huge, intense internal pressures. The diamond is such a strong host it doesn’t allow the ringwoodite to expand.”
Once the scientists realized what they had, they knew they had a golden opportunity to test a theory about water in the deep underground.
Researchers have long suggested that minerals such as ringwoodite have the ability to store water molecules locked within their crystal structure. Pearson and his colleagues, for the first time ever, had a chance to look inside an actual sample.
Sure enough, their tiny chip of ringwoodite was about one per cent water by weight. Over the uncountable millions of tonnes of ringwoodite in the Earth’s mantle, it adds up – and makes a big difference.
Thermal spikes from even deeper underground can “torch off” water from transition-zone rocks, says Pearson. Scientists theorize such releases of water can destabilize upper layers, sometimes resulting in volcanoes on the surface.
“Water exerts a huge influence on the strength of rocks and their melting temperatures. It can remove very large thicknesses of the plate beneath continents.
“Water’s the reason that the interior of the Earth flows so well and it’s also the reason why we see a lot of melting of the deep Earth evident at the Earth’s surface – volcanoes.”
Pearson says the finding confirms a generation of theorizing and mathematical models, and opens up new ways of understanding Earth’s geology. It’s also, he says, a good example of how science really works.
“It’s an example of why you can’t just do applied science all the time,” he says. “A lot of really fundamental discoveries are made by accident, but you’ve got to be doing the science in the first place. It stifles innovation if all you do is applied science.”
Written by:
EDMONTON — The Canadian Press

Source:

Thursday, March 13, 2014

On 8:01 AM by Zufar M Ihsan in ,    No comments
Lubang Hitam

-Kesalahpengertian tentang horizon peristiwa, terutama horizon peristiwa lubang hitam, adalah bahwa mereka merepresentasikan permukaan tak dapat berubah yang menghancurkan benda apapun yang mendekatinya. 

Pada kenyataannya, semua horizon peristiwa nampak memiliki jarak tertentu dari pengamat , dan benda yang dikirim ke suatu horizon peristiwa tidak pernah tampak menyeberanginya dari sudut pandang pengamat yang mengirim benda tersebut (karena kerucut cahaya peristiwa yang melewati horizon tidak pernah berpotongan dengan garis dunia pengamat). Mencoba membuat sebuah benda yang mendekati horizon tersebut tetap diam di tempat dari pengamat memerlukan gaya yang besarnya menjadi tak terbatas (menjadi tak terhingga) dengan semakin dekatnya benda tersebut.

Untuk horizon peristiwa yang dilihat oleh pengamat yang mengalami percepatan seragam di ruang kosong, horizon tersebut nampak berada pada jarak tetap dari pengamat tersebut bagaimanapun lingkungannya bergerak. Mengubah-ubah percepatan pengamat tersebut dapat menyebabkan horizon itu nampak bergerak dengan berjalannya waktu, atau dapat menghalangi adanya horizon peristiw, tergantung fungsi percepatan yang dipilih. Perngamat itu tidak pernah menyentuh horizon tersebut, dan tidak pernah melalui tempat horizon tersebut tampak berada.

Untuk horizon yang dilihat oleh penghuni alam semesta De Sitter, horizon tersebut selalu nampak pada jarak tetap dari pengamat tak-dipercepat. Ia tidak pernah berkontraksi, bahkan oleh pengamat yang mengalami percepatan.

Untuk horizon di sekitar lubang hitam, pengamat yang diam dari suatu benda jauh semuanya akan setuju tentang tempat horizon tersebut berada. Sementarahal ini nampak memungkinkan seorang pengamat menuruni lubang tersebut pada sebuah tali untuk kontak dengan horizon tersebut, pada kenyataannya hal tersebut tidak bisa dilakukan. Jika pengamat tersebut turun sangat lambat, maka, dari kerangka acuan pengamat itu, horizon tersebut tampak sangat jauh, lebih banyak tali yang diperlukan untuk mencapai horizon itu. Jika pengamat tersebut didahului turun oleh pengamat lain dengan cepat, maka pengamat pertama, dan beberapa tali dapat menyentuh bahkan menyeberangi horizon peristiwa (pengamat kedua) itu. Jika tali tersebut diikat erat pada ikan yang dikeluarkan pengamat itu, maka gaya sepanjang tali meningkat tanpa batas dengan mendekatnya mereka pada horizon itu, dan pada satu titik tali tersebut pasti putus. Lebih jauh lagi, putusnya tali itu pasti terjadi tidak pada horizon peristiwa tersebut, tetapi pada titik dimana pengamat kedua dapat mengamatinya.

Mencoba menancapkan batang yang kaku melalui horizon peristiwa lubang itu tidak bisa dilakukan: jika batang tersebut diturunkan sangat lambat, maka ia selalu terlalu pendek untuk menyentuh horizon peristiwa itu, karena kerangka koordinat dekat ujung batang itu sangat termampatkan. Dari sudut pandang pengamat di ujung batang itu, horizon peristiwa tetap jauh dari jangkauan. Jika batang tersebut diturunkan dengan cepat, maka masalah yang sama terjadi: batang tersebut pasti patah dan patahannya pasti jatuh.

Keanehan ini hanya terjadi karena anggapan bahwa pengamat tersebut diam ditempat dari beberapa pengamat lain yang jauh. Pengamat yang jatuh ke lubang itu bergerak dari pengamat jauh, dan maka melihat horizon itu berada di lokasi lain, kelihatan menjauh di depan mereka hingga mereka tidak pernah kontak dengannya. Gaya pasang-surut yang meningkat (dan tumbukan akhir dengan singularitas gravitasi lubang hitam itu) adalah satu-satunya efek yang dirasakan di tempat tersebut. Sementara hal ini nampak membolehkan pengamat yang jatuh mengirim informasi dari benda di luar horizon yang mereka lihat, kenyataannya horizon tersebut menjauh dalam jumlah cukup kecil hingga pada waktu pengamat yang jatuh itu menerima sinyal dari tempat jauh ke dalam lubang itu, mereka sudah menyeberangi apa yang dilihat oleh pengamat yang jauh sebagai horizon, dan peristiwa peneriman ini (dan pemancaran ulang) tidak bisa dilihat oleh pengamat jauh.

Diambil dari Wikipedia

Monday, December 2, 2013

On 5:29 AM by Zufar M Ihsan in ,    No comments

"The germ seems to especially like infesting the brain, parasites hijacking the mind"

We have an innate fear for snakes or spiders as have rats for cats. 

So much that cat urine triggers fear response in rats that have never encountered a feline even by generations. 

But after being infected with the brain parasite Toxoplasma gondii, however, rats turned attracted to cat urine, raising the chance to be preyed upon. 

But a new research revealed the amazingly mechanism by which the parasite, which also infects over 50 % of the world's human population, operates with almost surgical precision, not affecting other behaviors. 

"This discovery could shed light "on how fear is generated in the first place" and how people can potentially better manage phobias," said researcher Ajai Vyas, a Stanford University neuroscientist.

Toxoplasma's primary hosts are the felines, the only hosts in which it reproduces sexually, but this protozoan infects a large array of mammals, including humans, with about 50 million infected people in the US. 

Some scientists say the parasite has affected human behavior enough to change entire cultures. 

"The germ seems to especially like infesting the brain, parasites hijacking the mind," Vyas said.

In humans this disease is rarely deadly, but in pregnant women, if they get infected during pregnancy, can provoke abortion and the infection can be risky for infants and persons with depressed immune systems. 

Some connect Toxoplasma to schizophrenia and even neuroticism. 

The parasite could change the brains of rats to turn them into easier preys for cats, so they can jump into felines to start their sex life. 

Vyas' team found that infected rats turn mildly attracted to bobcat urine, but they remained fearful of open spaces as uninfected rats and kept their fear response to sound cues predicting mild electrical shocks. 

Rats are prudent enough when it comes to touch food that smells unfamiliar. 

Infected rats, like the normal rats, rejected food smelling like coriander.

"One would thus assume that if something messes up with fear to cat pee, it will also mess up a variety of related behaviors. We do not see that. Toxoplasma affects fear to cat odors with almost surgical precision. We show that parasites are a little more likely to be found in amygdala [a region of the brain] than in other brain areas," Vyas said. 

"This is important because the amygdala is involved in a variety of fear-related behaviors."

Other potential targets of the parasite could be the stress hormone corticosterone and the brain chemical dopamine. 

Scientists will test if infected rats turn less afraid of cat images or scents of various rat predators.

Taken from http://news.softpedia.com/news/A-Human-Brain-Parasite-That-Cuts-Off-Fear-51014.shtml
On 5:25 AM by Zufar M Ihsan in ,    No comments

-Parasites can experience an extremely rapid evolution that turns them helpful

We know that parasites are the bad guys that trigger diseases. Some are lethal, like malaria, others just decrease fitness (like gut worms). Those attacking the sexual apparatus affect fertility. Wolbachia is a bacterium encountered in over 20 % of all insects and known to decrease female fertility. 

But a new research found that parasites can experience an extremely rapid evolution that turns them helpful, due to an opposite effect of boosting host fertility, a process meant to spread further the parasites themselves. It's a type of example showing how parasites can turn into symbionts, the way mitochondria, involved in cell's oxygen respiration, turned from an infectious bacterium into a crucial organelle. 

"It may be that the Wolbachia in this case is well on the way to having a relationship that will eventually develop into a dependency by the host on the Wolbachia for survival," said evolutionary biologist Andrew Weeks at the University of Melbourne in Australia. 

Wolbachia already parasitizes a human parasite worm, which cannot reproduce without these bacteria; this is also the situation of certain wasps. The insects get Wolbachia bacteria from their mothers, but usually the bacteria induce a wide array of reproductive impairments, like turning males to females, parthenogenesis (virgin females lay eggs), higher female promiscuity and male sexual exhaustion, lowered female fertility (eggs number). But the bacteria would rather necessitate higher number of host offspring to flourish themselves. 

"We had a very thorough theoretical analysis which suggested that this could and should evolve, but we had no idea of the timeframe that this might take," said Weeks. 

His team investigated the populations of the Californian fruit fly Drosophila simulans. 
Wolbachia was detected in this species 20 years ago and have monitored the disease's spread, which occurred over 400 miles (640 km) from south to north. In the lab the bacteria decrease female fertility by 15 to 20 %. But now, the parasite was found to cause an average 10 % increase in fertility in the lab. 

By now, researchers can just guess that the parasites could deliver to their hosts some nutritional benefits. The researchers were shocked by the rhythm of this evolution, thought to take thousands to millions of years and not in just two decades, "although it is becoming clearer that evolution does work on such short time scales," Weeks said. 

"The fact that Wolbachia can alter itself so quickly might also help explain why the germs have such a diversity of effects on their hosts," he explained.

Taken From http://news.softpedia.com/news/The-Sex-Booming-Parasite-53284.shtml
Remember to keep the source when you copy this article.

Wednesday, October 30, 2013

On 7:31 AM by Zufar M Ihsan in ,    No comments

-Dinosaurus memang masih kalah dari paus. Namun, jika dibandingkan dengan sesama mamalia darat, tidak ada yang bisa menyamai dinosaurus.

Dinosaurus bisa tumbuh begitu mega lantaran memiliki sendi yang lebih licin dibanding mamalia darat lainnya. Adanya tambahan lapisan tulang rawan yang menghubungkan tulang-belulang pada dinosaurus membuat tulang tersebut mampu menahan bobot lebih besar.

Demikian hasil penelitian dari sekelompok peneliti di Richard Stockton College of New Jersey, Amerika Serikat. Memang dari ukuran, dinosaurus masih kalah dari paus sebagai mamalia laut. Namun, jika dibandingkan dengan sesama mamalia darat, tidak ada yang bisa menyamai tinggi dan besarnya dinosaurus. Manusia, misalnya, tulang yang kita miliki bisa rontok ketika bobot tubuh terlalu berat.

Untuk bisa mencapai kesimpulan tersebut, tim peneliti ini memeriksa tulang dari beragam mamalia dan membandingkannya dengan tulang dinosaurus. Mereka juga meriset tulang milik burung dan reptil yang memiliki garis keturunan dinosaurus.

Ditemukan bahwa tulang mamalia secara progresif menjadi lebih bulat di bagian ujung untuk menopang berat tubuh agar tidak membebani tekanan pada tulang rangka. Saat tulang menjadi lebih lebar, tulang rawan tertarik oleh lapisan tipis dan kencang di bawah tulang. Keketatannya memungkinkan distribusi berat yang merata.

Namun, tulang dari reptil dan dinosaurus tumbuh lebih lebar dan lebih rata saat hewan tersebut tumbuh membesar dengan bobot yang juga berat. Dibanding mamalia yang memiliki hanya memiliki lapisan tipis, dinosaurus mempunyai lapisan lebih banyak sehingga sendi mereka lebih licin.

Sendi ini tidak hanya melakukan distribusi berat yang lebih merata, tapi juga bisa menahan tekanan lebih besar. Dikatakan oleh Matthew Bonnan sebagai pemimpin penelitian, "Awalnya saya mengharap pola yang sama di kedua grup [mamalia dan dinosaurus], tapi yang Anda lihat ternyata pola yang bertolak belakang."