Apua, minä palan, huutaa puu. Puun viesti kiirii palokuntaan, ja uhkaava tilanne päättyy onnellisesti.
Tämä voi ensi vuosikymmenellä olla totta.



Tämä voi ensi vuosikymmenellä olla totta.

Julkaistu Tiede-lehdessä 5/2009

Aurinko porottaa kuivassa metsässä. Ainoatakaan ihmistä ei näy, mutta silti karikkeesta alkaa nousta savua. Joku on sammuttanut nuotion huolimattomasti ja lähtenyt tiehensä.

Pieni sensori puun kyljessä havaitsee, että nyt kuumenee liikaa. Viesti lähtee liikkeelle ja saavuttaa toisen sensorin. Hälytys hyppii puusta puuhun, menee sitten yleiseen tietoverkkoon ja saapuu lopulta hätäkeskukseen. Paloauto kiitää paikalle ja tukahduttaa tulen alkuunsa.

Ihmiset saisivat kyllä olla vähän huolellisempia, manailee palomies ja lähtee sammuttamaan seuraavaa pesäkettä.
Tällaiselta saattaa näyttää metsäpalojen sammutus 2010-luvulla, jos biokemisti Shuguang Zhangin ajatukset toteutuvat.


Sähköä maasta ja puusta

Palohälyttimien sijoittaminen maastoon on vanha idea, mutta tiheiden hälytysverkkojen rakentamista on rajoittanut tekniikan kalleus ja kömpelyys. Kun hälyttimien määrä kasvaa miljooniin, tarvitaan jotain hyvin halpaa ja helposti huollettavaa.

Tohtori Zhang ja hänen työtoverinsa Massachusettsin teknisen yliopiston MIT:n biolääketiteteellisen tekniikan keskuksesta ovat kehittäneet sensoria, joka kiinnitetään puuhun. Laite saa energiansa pienestä sähkövirrasta puun ja maan välillä. Sensori seuraa lämpötilaa ja kosteutta ja tekee tarvittaessa palohälytyksen.

Kauan on tiedetty, että kasveissa kulkee pieniä sähkövirtoja. MIT:n tutkijat halusivat selvittää, mikä virran aiheuttaa. Tutkijat kasvattivat limoviikunaa (Ficus benjamina) ruukussa, ja ruukun he sijoittivat Faradayn häkkiin, joka eliminoi ulkopuoliset häiriöt.


Virta riittää sensorille

Tarkoissa kokeissa sähkövirran syyksi paljastuivat puun ja maan happamuuserot. Kasvien aineenvaihdunta edellyttää, että solukon pH-arvo pysyy tietyllä tasolla. Limoviikunan puuaineksen eli ksyleemin pH-arvo on noin kuusi, eli puu on hieman hapanta. Mullan pH-arvoa tutkijat vaihtelivat kahden ja kahdentoista välillä. He havaitsivat, että puun ja maan välille syntyi jännite, joka oli 50-200 millivolttia riippuen pH-arvojen erosta.

Pohtiessaan ilmiön hyödyntämistä tutkijat totesivat, että näinkin pienestä jännite-erosta syntyvä virta riittää sensorille, joka tarkkailee kosteutta ja lämpötilaa.

Sähkövirta lataa hitaasti sensorin akkua. Kun puun ja maan pH-arvoissa vain on eroa, niin energiaa kertyy niin paljon, että sensori pystyy lähettämään viestin neljä kertaa päivässä sekä tietysti hälytystilanteessa. Paristoja ei tarvita.


Tagista voi syntyä hälytin

Puihin kiinnitettävää elektroniikkaa kehitetään Suomessakin, mutta tähtäimessä ei ole hälytin vaan teollisuuden raaka-ainevirran ohjaaminen.

Eurooppalaisessa Indisputable Key -hankkeessa Tampereen teknillisen yliopiston muovi- ja elastomeeritekniikan laboratorio on mukana kehittämässä puuhun kiinnitettävää radiotaajuustunnistetta, Woody Tagia. Tunnisteeseen talletetaan erilaisia tietoja, joita teollisuus tarvitsee valitakseen oikean puun oikeaan käyttökohteeseen.

Eikö tunnistin voi tarvittaessa toimia myös palohälyttimenä? Tutkijoiden mukaan voi, mutta tarvitaan paljon lisäkehitystä.


Elektrodit suoraan puuhun

Ensiksi tunnisteelle on saatava oma energialähde, sillä nyt tagi on passiivinen eli saa energiansa lukulaitteesta. Energialähteitä onkin ideoitu. Ruotsalaiset tutkijat ovat samassa eurooppalaishankkeessa keksineet pariston, joka hankkii sähköä puusta. Kosteaan puuhun kiinnitetään kupari- ja sinkkielektrodit. Puu toimii elektrolyyttinä, jolloin syntyy paristo.

Lisäksi tagit on vielä linkitettävä toisiinsa ja edelleen internetiin.

Suuri yllätys tällainen kehitys ei olisi. Tagien yleistyessä syntyy alusta, jolle voi rakentaa uusia sovelluksia, kuten hälytystoimintoja.

Mutta energiaa on ehkä mahdollista saada muualtakin kuin puusta.

- Kuka ties tageihin voidaan jatkossa liittää hälytyssysteemi, joka hyödyntää palon tuottamaa energiaa, heittää vanhempi tutkija Kari Kolppo Tampereen teknillisestä yliopistosta.

Silloinhan oikeastaan tulipalo kutsuisi itse palokunnan paikalle.


Kalevi Rantanen on diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.


Lentäjän silmä näkee


Suomessa tehokkain metsäpalon havaintoväline on lentokone.

Metsäpalovalvonnan veteraani Timo Heikkilä käynnisti 1960-luvulla Pohjois-Suomessa palovalvontalennot. Sen jälkeen hän Metsähallituksen palotarkastajana tutki ja kehitti metsäpalojen torjuntaa monen vuosikymmenen ajan. Nykyään hän seuraa metsäpaloasioita eläkeläisenä.

Heikkilä kertoo, että lentotoiminta paransi tilannetta kahdella tavalla. Ensinnäkin palo pystyttiin koneesta

paikantamaan hyvin. Aikaisemmin metsää oli tarkkailtu tähystystorneista, mutta tähystäjän oli mahdoton määritellä tarkkaa palopaikkaa.

Toiseksi laittomat kulotukset ja holtittomuus tulen käsittelyssä vähenivät, kun ihmisille selkisi, että lentokone voi ilmestyä pään päälle milloin tahansa.

Jo yli kolme vuosikymmentä Suomen metsät ovat kasvaneet palovalvontalentäjien tarkan silmän alla. Suomen Ilmailuliitto ja myöhemmin Suomen Lentopelastusseura ovat tehneet paljon työtä valvonnan kehittämisessä ja lentäjien kouluttamisessa.

Lentovalvontaa täydentää satelliittikuvaus. Satelliitit havaitsevat laajat palot mutta ovat ainakin toistaiseksi liian suurpiirteisiä noteeratakseen pienet palonalut.

Parasta on ehkäistä ennalta. Ainakin Suomessa valtaosa metsäpaloista johtuu huolimattomuudesta. Tulenkäsittelytavat eivät valitettavasti ole parantuneet samalla tavalla kuin tekniikka.

- Tulen käsittelyssä tilanne parani 1970-luvulla ja oli hyvä 1980-luvullakin, mutta sitten Suomessa on menty huonompaan suuntaan, Timo Heikkilä toteaa.


Iso-Arskalla käytössä robotti


Automaattilennokeista eli lentävistä roboteistakin on kokemusta palontorjunnassa. Viime kesänä Nasan kehittämä lentorobotti Ikhana kierteli Kalifornian yllä. Robotissa on automaattinen skanneri, joka muistuttaa digikameraa. Sen suodattimet erottavat spektristä näkyvän valon, infrapunan ja lämpösäteilyn aallonpituudet.

- Kiitän Nasaa tärkeästä palontorjuntatyövälineestä, joka auttaa maksimoimaan ponnistukset parhaillaan riehuvien yli 300 palon sammuttamiseksi, kehui osavaltion kuvernööri Arnold Schwarzenegger laitetta verkkolehti ScienceDailyssä.

Suomessa lentorobotin käyttöä palovalvonnassa ei ole vielä suunniteltu, vaikka lentorobottitietämystä meillä kyllä olisi omasta takaa (ks. Robotti lensi siviilitöihin, Tiede 2/2008, s. 14-15). Viranomaisten mielestä inhimillinen, lentäjien tekemä tähystys ja satelliittivalvonta riittävät toistaiseksi.

Kätevä sana on valunut moneen käyttöön.

Makea vesi kuuluu elämän perusedellytyksiin. Siksi tuntuu itsestään selvältä, että vesi-sana kuuluu suomen kielen vanhimpiin sanastokerroksiin.

Se ei kuitenkaan ole alun perin oma sana, vaan hyvin vanha laina indoeurooppalaisista kielistä, samaa juurta kuin saksan Wasser ja englannin water.

Suomensukuisissa kielissä on toinenkin vettä merkitsevä sana, jota edustaa esimerkiksi saamen čáhci, mutta sen vastine ei syystä tai toisesta ole säilynyt suomessa. Ehkäpä indoeurooppalainen tuontivesi on tuntunut muodikkaammalta ja käyttökelpoisemmalta.

Tarkemmin ajatellen vesi-sana on monimerkityksinen. Luonnon tavallisimman nesteen lisäksi se voi tarkoittaa muunkinlaisia nesteitä, kuten yhdyssanoissa hajuvesi, hiusvesi tai menovesi.

Vesiä voi erotella käsittelyn tai käyttötarkoituksen mukaan, vaikka Suomen oloissa juomavesi, kasteluvesi ja sammutusvesi ovatkin usein samaa tavaraa. Sade- ja sulamisvesistä tulee varsinkin asutuskeskuksissa viemäröitävää hulevettä. Murteissa hulevesi tarkoittaa tulvaa tai muuta väljää vettä, esimerkiksi sellaista, jota nousee sopivilla säillä jään päälle.

Luonnon osana vesi voi viitata erilaisiin vedenkokoumiin, etenkin järviin. Suomen peruskartasta löytyy satoja vesi-loppuisia paikannimiä, joista useimmat ovat vesistönnimiä, kuten Haukivesi, Hiidenvesi tai Puulavesi.

Useat vesien rannalla olevat asutuskeskukset ovat saaneet nimensä vesistön mukaan. Vesi-sana ei enää suoranaisesti viittaa veteen, kun puhutaan vaikkapa Petäjäveden kirkosta tai Ruoveden pappilasta.

Vesi-sanasta on aikojen kuluessa muodostettu valtava määrä johdoksia ja yhdyssanoja. Näistä suuri osa on vanhoja kansanomaisia murresanoja, kuten vetelä, vetinen, vetistää ja vettyä.

Vesikosta on muistona enää nimi, sillä tämä vesien äärellä ja vedessä viihtyvä näätäeläin on hävinnyt Suomesta 1900-luvun kuluessa. Myyttisiä veden asukkaita ovat olleet vetehinen ja vesu eli vesikyy, jotka mainitaan myös Kalevalassa.

Antiikista 1700-luvun loppupuolelle asti uskottiin veden olevan yksi maailman alkuaineista. Sitten selvisi, että se onkin vedyn ja hapen yhdiste. Oppitekoinen uudissana vety tuli suomen kielessä tarpeelliseksi kuitenkin vasta 1800-luvun puolimaissa, kun luonnontieteistä alettiin puhua ja kirjoittaa suomeksi.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehden numerossa 11/2018

Alzheimerin tautiin tarkoitettu lääke auttoi unien hallintaa.

Jos haluat hallita uniasi, se voi onnistua muistisairauden hoitoon tarkoitetulla lääkkeellä. Lääke virittää ihmisen näkemään niin sanottuja selkounia, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Selkounessa ihminen tiedostaa näkevänsä unta ja pystyy jopa vaikuttamaan siihen.

Joka toinen ihminen on mielestään nähnyt selkounen ainakin kerran elämässään. Joka neljäs näkee niitä kuukausittain, arvioi parin vuoden takainen tutkimuskatsaus.

Alzheimerlääke auttoi tuoreessa yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa koehenkilöitä selkouniin. Koehenkilöistä nuori nainen onnistui unessa rullaluistelemaan tavaratalossa, kun oli ensin suunnitellut sitä valveilla.

”Luistelimme ystäväni kanssa pitkin käytäviä. Oli niin hauskaa, että upposin täysillä uneen mukaan”, 25-vuotias nainen kuvailee.

Unet olivat koehenkilöiden mukaan lääkkeen vaikutuksesta todentuntuisempia kuin ilman lääkettä. Yhdysvaltalainen tutkimus julkaistiin Plos One -lehdessä.

Kokeessa tutkijat harjoittivat yli 120 eri ikäistä koehenkilöä näkemään selkounia. Ryhmään oli valkoitunut ihmisiä, jotka muistavat unensa hyvin ja ovat kiinnostuneita selkounista.

He opettelivat tekniikoita, joiden pitäisi helpottaa selkouneen pääsyä. Pitkin päivää ja ennen nukkumaan menoa voi esimerkiksi toistella itselleen, että kun näen unta, muistan näkeväni unta.

Unia voi visualisoida eli harjoitella mielessään etukäteen. Selkouneen päästyään voi tehdä todellisuustestejä, kuten onnistuuko seinän läpi käveleminen tai leijuminen.

Lääkekokeessa, jota johti selkounien uranuurtaja Stephen LaBerge, koehenkilöt saivat galantamiinia. Sitä käytetään lievän tai kohtalaisen vaikean Alzheimerin taudin hoitoon.

Lääke terästää asetyylikoliinin määrää aivoissa. Asetyylikoliini huolehtii viestien välityksestä aivosolujen välillä, virkistää muistia ja kiihdyttää rem-unta. Juuri remvaiheessa ihminen näkee yleisimmin unia.

Suurimman annoksen galantamiinia saaneista 42 prosenttia pystyi kuvauksensa mukaan selkouniin. Osuus oli huomattavasti suurempi osa kuin muissa koeryhmissä.

Koehenkilöiden unta ei mitattu unilaboratorioiden laitteilla, joilla tallennetaan silmien liikkeitä ja elintoimintoja. Tulokset perustuivat koehenkilöiden kertomaan.

LaBerge seurasi kuitenkin toisessa tuoreessa tutkimuksessaan silmien liikkeitä unennäön aikana. Silmien liikkeet kiihtyvät rem-unen aikana.

Kun koehenkilöt siirtyivät selkouneen, he liikuttivat silmiään ennalta sovitusti vasemmalta oikealle. Sitten heidän piti seurata unensa kohteita, joita he olivat ennalta visualisoineet.

Silmät liikkuivat sulavasti, samoin kuin ihmisen seuratessa katseella todellista kohdetta. Kuviteltua kohdetta seuratessa silmät liikkuvat nykäyksittäin.

Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä.

Kysely

Oletko nähnyt selkounta?

mdmx
Seuraa 
Viestejä5250
Liittynyt23.11.2009

Viikon gallup: Oletko nähnyt selkounta?

Lucid unet näen ehkä vähän samantyyppisenä kuin hypnoosin, niiden avulla voinee käsitellä asioita jotka eivät tule suoraan tietoisuuteen ja vaikuttaa siihen miten tietyt piirteet itsessään kokee. Mulla ne kuulu tiettyyn elämänvaiheeseen, olisinko ollut joku 25vuotias tjsp. Painajaisia oli, aika rajujakin jotka toistui samanlaisena lukuisia kertoja, pomppasin unissani sängyssä istumaan ja huusin ja uni vaan jatku ja jatku, näin päällekkäin unta ja todellisuutta. Kesti pitkään ennenkö uni lakkasi...
Lue kommentti