Om ett träd faller i skogen

Om det inte finns någon som hör när ett träd faller i skogen, hörs det då? Det är en klassisk filosofisk fråga. Nu vet vi att svaret är nej. Trädet ger inget ljud ifrån sig om det inte finns ett öra kopplat till ett nervsystem (eller någon annan sorts mottagare) i närheten. Fallet skapar bara en kortvarig förändring i luftens molekyler. Det bildas en våg i luften som breder ut sig, tunnas ut och försvinner. Det krävs ett öra för att fånga upp dessa vibrationer och ett nervsystem som tolkar förändringarna i tryck som ett ljud av ett fallande träd.

I rymden finns inga ljud 
När vi hör, fångas ljudvågor in genom ytterörat. Ljudvågorna tränger in i hörselgången och får trumhinnan att dallra. Trumhinnan är fäst vid tre små ben som förstärker ljudvågorna och ett av benen - stigbygeln - slår på hörselsnäckan. Inuti snäckan finns en geléartad vätska och slagen får vätskan att röra sig och böja nerver som skickar signalerna vidare till hjärnan via hörselnerven. Om vi har begrepp som träd och att träd kan falla kan vi göra tolkningen att ljudet kommer från ett träd som faller. Våra hjärnor skapar vår verklighet, som färger och ljud. Att tro att vi uppfattar verkligheten som den är kallas naiv realism.

Ljudupplevelser var ett sätt att upptäcka omgivningens rörelser som senare blev en del av djurens kommunikation. Örat har en lång evolutionär historia. Fiskar "hör" hur vattnet flödar runt dem med hjälp av receptorer på kroppen. De första kräldjuren hade inga öron, de hörde med ben i käken. Dessa käkben vandrade sedan upp och utvecklades till innerörats små ben och på utsidan av skallarna växte det ut trattar som ledde in luftens rörelser. Det är inte heller så att allt ljud går in via örat. När man själv pratar leds en del av ljudet via ben i skallen, vilket, tillsammans med ljudet som kommer från munnen och in genom örat, ger en annan ljudupplevelse än om man skulle höra sig själv utifrån. Det är därför man låter konstigt på film. Apropå film är det lite märkligt att man kan höra explosioner och motorljud i rymden som saknar luft. I rymdens vakuum hör inte ens ett nervsystem om en sten faller.

Kvantmekanik
En variant på trädet som ingen hör är en katt som ingen vet om den lever när ingen ser den. Fysikerna har länge diskuterat ett tankeexperiment kallat Schrödingers katt. Man tänker sig en katt instängd i en liten låda. I lådan placeras även en anordning som med 50 procents sannolikhet dödar katten inom en timme. Efter en timme befinner sig kattens öde i ett kvantmekaniskt tillstånd med samma sannolikhet för liv och död. Katten är alltså både levande och död samtidigt enligt kvantmekanikens lagar. Men detta flytande tillstånd kollapsar till ett antingen eller när lådan öppnas - antingen död eller levande. Frågan är: När övergår systemet från flera möjliga tillstånd till antingen eller?

Det låter märkligt och snurrigt. Syftet med tankeexperiementet var just det, att visa att kvantmekaniken är motsägelsefull om man beskriver den i vardagsspråk. Kvantmekanik är märklig och snurrig och det är bevisat i flera experiment att naturen uppför sig enligt dessa motsägelsefulla lagar. Kvantmekanik är intressant, framför allt för att det inte tycks spela någon roll hur mycket man läser och tror sig förstå, det är ändå inte riktigt vettigt. Jag begriper det, men jag fattar det ändå inte riktigt. Det påminner lite om koanerna inom zen. 

Naturens motsägelsefulla karaktär är ett faktum och snart kanske vi har kvantdatorer som utnyttjar att en bit kan vara både 0 och 1 samtidigt. Dagens datorer bygger på bitar som är antingen 1 eller 0, men en kvantbit kan alltså ha flera värden samtidigt. Nyligen kunde man också visa ett lite större objekt - en trampolin - som befann sig i kvanttillstånd. Se videon om det nedan.

video ...

Kaninen och träningen
Vi har haft en Schrödingers kanin hemma några år, men nu har vi äntligen lyckats sälja kaninen till en djurvän. Varje gång jag gick in till kaninen var jag osäker på om den skulle vara död eller levande. Kaniner gör inte så mycket väsen av sig och de är lätta att glömma bort. Osäkerhetsfunktionen kollapsade då jag öppnade dörren. Hon levde varje gång jag observerade henne. Hon har det nog bättre hos sina nya ägare.

Igår sprang jag långa intervaller runt Sidsjön som är drygt tre kilometer runt om. Det blev tre varv med lite joggvila emellan. Jag såg ut som om jag badat efteråt. Det är inte många på jobbet så jag tar långa luncher som inkluderar ett träningspass.

Smaken sitter i hjärnan

Alla tycker inte om rödbetsjuice. Jag gillar det inte men det är ett effektivt sätt att få i sig prestationshöjande nitrater så jag sväljer ett par flaskor före varje stor tävling. Nitrat har en besk smak och beskt är en signal att något är giftigt eller farligt. Små barn och gravida är mer känsliga för giftiga smaker av förklarliga skäl. Men en vuxen ska väl klara av lite gift? Det är nätt och jämnt. Tanken på effekten gör att det går att svälja. Om den gamla smakkartan över tungan hade varit korrekt kunde man hälla juicen på sidan om det beska området. Tyvärr är den bilden falsk. Smaklökarna är utspridda över hela tungan och dessutom har vi smaklökar på kindernas insida och i munhålan och det är hursomhelst inte tungan som ger oss en smakupplevelse. Det är hjärnan. 

Vi har minst fem smaker
När jag gick i skolan sa läraren att det fanns fyra smaker: salt, surt, sött och beskt och de var placerade på olika ställen på tungan. Enligt trovärdiga källor säger lärarna fortfarande det i skolan och det står också så i olika läroböcker. Alldeles nyligen upptäckte man att japanerna 1908 upptäckt att det finns en femte smak - umami - hos människan. Smakämnet som ger denna smak är framför allt aminosyran glutaminsyra. Glutamat finns i proteiner som man hittar i kött och lagrad ost.

Två fel. Smakerna är utsmetade över hela tungan och det finns just nu fem smaker.

Hjärnan har utvecklat dessa fem smaker (det finns förmodligen fler) så att vi ska äta mat som är bra för oss och undvika giftig och rutten mat. Salt behöver vi för att få i oss mineraler och hålla vätskebalansen. Växtätare får inte i sig salt och deras hjärnor tvingar ner dem i djupa grottor på jakt efter saltet. 

Elefanter på saltjakt i grottor

Söt smak signalerar snabb energi och det har vi svårt att motstå. Umamismaken signalerar att det finns viktiga aminosyror för kroppen, medan besk smak antyder att något är giftigt och olämpligt att äta. Svag sur smak gillar vi. Kanske för att det smakar vatten. Stark sur smak signalerar dock att det är giftig eller oätlig föda, som t ex omogna frukter. Äter vi en starkt sur citron ökar salivutsöndringen, vilket späder ut syran och skyddar slemhinnorna.

Socker och salt har bytt gestalt 
På senare tid har vi människor fått tillgång till rent koksalt och rent socker. Det är en situation som vi inte är biologiskt anpassade för. Men det fattar inte vår gamla hjärna. Den är programmerad att leta rätt på söta frukter och salta mineraler. Men våra högre förmågor begriper det och måsta skapa vanor så att vi undviker att fastna i salt- och sockerträsket.

Smaken är som baken därför att den sitter i hjärnan
Smaken sitter på tungan, i gommen och i svalget. Fast egentligen sitter den i huvudet, i ett område i hjärnan. Smak är en subjektiv upplevelse, en signal om matens kemiska sammansättning som hjärnan gör till en smakupplevelse. Därför skiljer sig smaker åt mellan och inom arter. Råttor och människor gillar sackarin och sackaros, medan hundar avvisar sackarin och katter inte bryr sig om någon av smakerna. Katter är rovdjur och har inte utvecklat någon smak för sött. Även vi människor har som bekant olika smakpreferenser. En del kan bara inte äta brysselkål. Vi är olika känsliga för den bittra smaken.

Smakreceptorer är ihopklumpade i smaklökar som vardera innehåller ett knippe olika receptorer för sött, salt, o s v. I smaklökarnas rötter sitter tre nerver som leder in den smaklösa signalen till hjärnstammen där den delar sig. En signal skickas till thalamus - hjärnans omkopplingsstation - som i sin tur skickar signalen vidare till hjärnans smakcentrum. Andra signaler går till amygdala och hypothalamus och kopplar samman smaker med minnen och känslor. I amygdala ges smaken ett känslomässigt innehåll och i hypothalamus regleras vikt och aptit. Den signalen spelar antagligen en mycket stor roll i vårt ätbeteende. 

Den totala smakupplevelsen kräver även information från luktsinnet. Smaklökarna är bara en väg till hjärnan. Det finns fler. Den viktigaste av dem är lukten. Doftämnen från födan bidrar till den gastronomiska upplevelsen i hjärnan. Lukt har en egen motorväg in i hjärnan och följer inte reglerna för andra sinnen. Den går rakt in i skallen utan att passera hjärnans omkopplingsstation i thalamus och därför är luktminnen lite speciella. Jag minns t ex fortfarande hur det luktade i olika hus från då jag var barn, jag skulle känna igen doften direkt. Luktsinnet tros vara det äldsta sensoriska systemet. Det utvecklades för att upptäcka och analysera kemisk information i form av lukt och den följer samma principer hos nästan alla djur.

Vidare har vi känselsinnet i munhålan som känner av matens konsistens och spelar en stor roll för smakupplevelsen. En mosad och en hel potatis smakar olika trots att de har samma kemiska sammansättning. Till och med smärtsinnet kan bidra till smakupplevelsen, när vi kryddar maten med starka kryddor som chilipeppar.

Även minnen är viktiga. Om vi ätit en maträtt och blivit dålig av den minns vi det mycket länge och känner avsmak för just den maten. Jag blev dålig efter att ha ätit messmör som barn och även om det inte var messmörets fel så är det för alltid förknippat i mitt minne och jag står inte ut med lukt eller smak av messmör. I ett försök för några år sedan lät man personer dricka Coca-Cola och Pepsi-Cola och när de inte visste vad det var de drack aktiverades en del i hjärnan som enbart reagerade på smak och följaktligen smakade dryckerna lika. När personerna blev upplysta om vilken dryck de drack då förändrades också smaken och den dryck de i förväg tyckte var godare smakade också godare. Nya områden tändes i hjärnan, bl a hippocampus och bakre delen av pannloben. Pannloben påverkar smakupplevelsen beroende på tidigare erfarenheter och känslor, medan hippocampus svarar för minnen och framtagande av information som är förknippade med sådana minnen. Även priset påverkar smaken. Ett dyrt vin smakar bättre än ett billigt, även om det är samma vin.

Hur jag dricker rödbetsjuice
När jag dricker rödbetsjuice så nyper jag till näsan och försöker klämma ihop hela tiden. Då kommer ingen signal från luktsinnet till hjärnan och smakupplevelsen blir inte lika påfrestande. Juicen rinner smaklös ner genom svalget. Jag känner igen konsistensen och jag minns smaken, men jag känner inte den starka, bittra smakupplevelsen av rödbetsjuice. När jag släpper taget efter att ha svalt en halvliter kommer lukten rusande förbi thalamus rakt upp i hjärnan där den blandas med signalen från smaklökarna och ger mig en smakupplevelse som får mig att rysa och stöna till. Men hellre en kort chock än en lång utdragen plåga.