Ce surprize s-au înregistrat la premiile Nobel, într-un an marcat de pandemie

Premiile Nobel de anul acesta au în­cân­tat și dezamăgit deopotrivă. A fost răs­plătită munca de cercetare impor­tantă, dar premiile de anul acesta au comis și o mare omisiune.

Adesea, oamenii de știință se referă eliptic la câștigarea premiului Nobel drept „dru­mul până la Stockholm“. Nu și anul acesta, ceremoniile de acordare a premiilor și petrecerea de după fiind, ca și în 2020, anulate. Ceea ce nu va anula, to­tuși, bucuria laureaților de anul acesta, co­mentează revista britanică The Economist.

Premiul Nobel pentru Fizică a ajuns la trei cercetători care au studiat sistemele complexe, haotice, aparent dezordonate și au dezvoltat modalități de a anticipa comportamentul acestora pe termen lung, cu implicații variind de la studiul climei la exploatarea materialelor exotice.

Jumătate din premiul de 1,1 milioane de dolari a fost împărțit între Syukuro Manabe, de la Universitatea Princeton (SUA), și Klaus Hasselmann, de la Institutul pentru Meteorologie Max Planck din Hamburg, iar cealaltă jumătate a ajuns la Giorgio Parisi, de la Universitatea Sapienza din Roma.

Manabe și Hasselmann au pus bazele unui model de analiză a climei globale care cuantifică variabilitatea și prezice cu precizie încălzirea globală, potrivit in­formării publice transmise de Comitetul Nobel pentru Fizică din cadrul Aca­demiei Regale de Științe din Suedia. Parisi a fost recompensat pentru descoperirea „interacțiunii dintre dereglări și fluctuații din sistemele fizice, de la scară atomică la scară planetară“.

Încălzirea globală

În anii ’60, Manabe, cercetător în domeniul atmosferic, a reușit să creeze un model de înțelegere a dinamicii și termodinamicii atmosferei Pământului – a obținut prima predicție cre­dibilă potrivit căreia dublarea cantității de dioxid de carbon atrage după sine creș­terea temperaturii globale. Munca sa a con­tribuit decisiv la articularea modelelor climatice cu care se lucrează în prezent.

În același timp, oameni de știință precum Edward Lorenz, de la Massachusetts Institute of Technology (MIT), au început să descrie vremea drept un sistem haotic – ceva care cuprinde numeroase componente care interacționează între ele – temperatura, presiunea, umiditatea, viteza vân­tului, astfel că și cele mai mici variații ale condițiilor inițiale antrenează ulterior diferențe uriașe. În baza acestui model, vre­mea evoluează rapid și devine impre­vi­zibilă chiar și cu câteva zile înainte de data predicției.

În anii ’70, Hasselmann a dezvoltat mo­dele care arată că vremea, deși haotică și imprevizibilă pe termen scurt, livrează indicii pe baza cărora pot fi create modele care să anticipeze evoluția climatică a Pă­mântului în perioade mai lungi. Pentru a fi mai ușor de înțeles, a recurs la o compa­rație – mișcarea browniană (descoperirea din 1827 a botanistului Robert Brown). După 80 de ani, Albert Einstein afirma că zigzagul lent al firelor de polen se explică prin faptul că sunt bombardate continuu de moleculele de apă mai mici și mai ra­pide. Similar, clima globală poate fi expli­cată ca fiind o consecință a numeroase eve­nimente mult mai mici.

În anii ’80, Parisi descoperea mai multe reguli care guvernează fenomene aparent fără legătură între ele. Aplicând modele de analiză matematică, Parisi a putut explica o parte din sistemele complexe ale climei te­restre așa cum au fost descrise de cei doi colegi ai săi cu care a împărțit Nobelul. Ace­leași modele explică fenomene aparent aleatorii și în alte domenii – comportamentul animalelor, neuroștiință sau învățarea automată (machine learning).

Premiul Nobel pentru Fizică acordat anul acesta este o premieră – prima distincție de acest fel acordată pen­tru înțelegerea cli­mei Pământului. În­trebați dacă nu cumva alegerea este un me­saj nu foarte subtil transmis liderilor lumii înainte de reuniunea climatică de la Glasgow (programată pe 26 noiembrie, n.r.), membrii Co­mitetului Nobel au spus că sunt celebrate descope­ririle științifice în sine. Au adăugat însă că aceste descope­riri dovedesc, iată, că no­ți­u­nea de încăl­zire globală se bazează pe date științifice so­li­de. Oamenii nu mai pot spune că nu au știut cum și de ce Pă­mân­tul se încălzește.

Rațiune și simțire

Al doilea premiu Nobel la care analiza revistei The Economist se oprește este cel acordat în domeniul medi­cinei. Ideea celor cinci simțuri a fost prima dată expusă filosofic de Aristotel. Numai că nu este întru totul adevărată. Avem în mod evident patru simțuri, fiecare fiind aso­­ciat unui organ – văzul cu ochii, au­zul cu urechile, gustul cu limba și mirosul cu nasul. Al cincilea simț – cel tactil – este distri­buit pe toată suprafața corpului uman, chiar dacă este concentrat cumva la nivelul buricului degetelor. Mai mult, tactilul este singurul simț cu astfel de dis­tri­buție. Simțim în mod conștient durere, căldură, rece, dar și inconștient, ceea ce este cunoscut sub denumirea de proprio­cepție – receptorii de mișcare și de echilibru ai cor­pului uman.

Ei bine, premiul Nobel pentru Medicină de anul acesta a fost acordat pentru desco­pe­­rirea mecanismelor moleculare ce stau la baza a două din aceste sim­țuri – tem­pera­tura și sti­mularea meca­nică.

Câștigătorii – David Julius, de la Universitatea California din San Francisco, și Ardem Patapoutian, de la institutul biomedical Scripps Research din San Diego – au lucrat independent în prima fază. Julius a făcut descoperiri în premieră despre tem­peratură, iar Patapoutian s-a concentrat pe stimularea mecanică.

Munca de cercetare a lui Julius a înce­put la finalul anilor ’90 și s-a centrat pe cap­saicină – ingredientul activ din ardeiul iute. Printr-o coincidență chimică (bănuită an­te­rior, confirmată acum), capsaicina reac­ționează și stimulează unul dintre receptorii de căldură ai corpului – o anumită pro­teină, iar Julius s-a decis să o identifice. A selectat milioane de fragmente de material genetic pentru proteine despre care se știa că sunt active în receptorii de căldură. A introdus respectivele fragmente în alte celule și le-a stimulat să producă fragmentele de proteină relevantă. Apoi a testat celu­lele modificate pentru a le vedea sen­sibi­li­tatea la capsaicină.

Fragmentele sensibile s-au dovedit a fi parte a proteinei nu­­mite trpv1 – aparține clasei canalelor io­nice (canalele ionice sunt proteine de mem­brană cu pori care permit migrarea ionilor prin membranele celulare, n.r.) cu sar­cini di­fe­rite în organism. Cum era de aș­teptat, trpv1 s-a dovedit a fi sen­si­bilă la căl­dură. Când temperatura depă­șește 43 de grade Celsius, canalul se deschide, per­mițând ionilor de calciu și sodiu să treacă. Acest semnal chimic stimulează un nerv care dă informații creierului cu pri­vire la schimba­rea de temperatură.

Trpv1 este unul dintre canalele ionice sen­­sibile la temperatură, unele la căldură, altele la rece (trpm8, sensibil la rece, a fost descoperit simultan de cei doi cercetători).

Patapoutian și-a mutat cercetările asupra simțului tactil. În contextul progreselor din domeniul biologiei moleculare, a putut lucra cu genele proteinelor în integralita­tea lor. A identificat 72 de proteine și le-a tes­tat pe rând. Din cele 72 de proteine, una singură s-a dovedit cea pe care o căuta. A bo­tezat-o piezo1. În natură, piezo1 nu se află în neuronii senzoriali, ci în organe precum vezica urinară, unde senzorii de presiune sunt importanți. Patapoutian a mai descoperit un canal similar, piezo2, care se află de data aceasta chiar în terminațiile nervoase și este responsabil pentru simțul tactil și propriorecepție.

Așadar, o muncă de cercetare fascinantă și, deopotrivă, importantă, căci prin sim­țuri și doar prin simțuri oamenii pot percepe lumea din jur, ne reamintește revista britanică.

Totuși, Nobelul pentru Medicină rămâne marea surpriză a premiilor acordate anul acesta. Într-un an marcat în continuare de pandemia de COVID-19, toată lumea se aș­tepta ca premiul premiul Nobel pentru Me­di­cină să ajungă la inventatorii tehnologiei ARN mesager. Dar, ca și Dumnezeu, membrii juriului care acordă premiul Nobel par să lucreze pe căi misterioase.

Ceilalți câștigători

Seria anunțurilor privind câștigătorii premiilor de anul acesta s-a încheiat pe 11 octombrie.

• Literatură. ­­Premiul Nobel pentru Litera­tură a fost câștigat de scriitorul Abdulrazak Gurnah, din Zanzibar, pentru „abordarea fără compromisuri și plină de compasiune a efectelor colonialismului și a destinului refugia­ți­lor în prăpastia dintre culturi și continente“.
• Pace. ­­Premiul Nobel pentru Pace a fost câștigat în 2021 de Maria Ressa și Dmitri Muratov, pentru „lupta lor curajoasă pentru apărarea libertății de exprimare în Filipine și în Rusia“.
• Chimie. ­­Premiul Nobel pentru Chimie le-a fost acordat neamțului Benjamin List și ame­ricanului de origine scoțiană David William Cross MacMillan, pentru dezvoltarea orga­no­catalizei asimetrice.
• Economie. ­­Pe 11 octombrie au fost anun­țate și numele laureaților din acest an ai premiului Nobel pentru Economie. Academia Regală de Științe din Suedia a decis ca jumă­tate din suma aferentă premiului să îi fie acordată lui David Card, de la Universitatea din California, Berkeley, iar cealaltă jumătate să le revină lui Joshua D. Angrist, de la Massachusetts Institute of Technology, și lui Guido W. Imbens, de la Universitatea Stanford. Motivația juriului a fost că „ne-au oferit noi perspective privind piața muncii și au arătat ce concluzii despre cauză și efect pot fi trase din experimente naturale. Abordarea lor s-a extins și în alte domenii și a revolu­țio­nat cercetarea empirică“.

Acest articol a apărut în numărul 126 al revistei NewMoney

FOTO: Getty