Η κατανόηση της αλλαγής στη χημεία του αέρα στους κινηματογράφους λόγω των αντιδράσεων του κοινού μπορεί να μας βοηθήσει να αναπτύξουμε τεχνικές για την έγκαιρη ανίχνευση του καρκίνου.
Φανταστείτε να παρακολουθείτε την τελική μάχη του
Avengers:Endgame σε ένα θέατρο. Ο Thanos πρόκειται να σπρώξει τον Stormbreaker στο στήθος του Thor. Όλοι κρατούν την αναπνοή τους, περιμένοντας κάποιον να τον σώσει. Ξαφνικά, ο Mjolnir σηκώνεται από το έδαφος, χτυπά τον Thanos και επιστρέφει στο Captain America! Το πλήθος λαχανιάζει από χαρά και το θέατρο γεμίζει ζητωκραυγές. Χωρίς να το ανιχνεύουν οι αισθήσεις σου, άλλαξε και κάτι άλλο στο θέατρο. Ο αέρας γύρω σας είναι ελαφρώς διαφορετικός από αυτόν που ήταν πριν ο Cap χειριστεί το σφυρί. Όχι, κανείς δεν γεμίζει το θέατρο με αέριο ή οποιαδήποτε άλλη ουσία… είστε εσείς και κάθε άλλος άνθρωπος στην αίθουσα που αφήνετε το σύμπαν να γνωρίζει πώς αισθάνεται με ένα χημικό σήμα. Ακούγεται ενδιαφέρον; Τότε είναι καιρός να ρίξουμε μια ματιά στο πώς οι άνθρωποι αλλάζουν την ίδια τη χημεία του αέρα γύρω μας και τι είδους γνώσεις μπορεί να προσφέρει αυτή η ατμοσφαιρική δυναμική.
Οι κινηματογραφιστές απελευθερώνουν χημικές ουσίες στον περιβάλλοντα αέρα
Ένα σύνολο πειραμάτων που διεξήχθησαν από επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Χημείας Max Plank και το Πανεπιστήμιο Johannes Gutenberg αποκάλυψε ένα πολύ ενδιαφέρον φαινόμενο. Οι θεατές του κινηματογράφου απελευθερώνουν ένα μείγμα μικροσκοπικών ποσοτήτων χημικών ουσιών στον αέρα ως απόκριση σε οπτικοακουστικά ερεθίσματα από ταινίες. Η σύνθεση του αέρα σε ένα θέατρο θα ποικίλλει ανάλογα με το είδος της σκηνής που παίζεται.
(Photo Credit :Iconic Bestiary/Shutterstock) Οι ταινίες γενικά προβάλλονται σε κλειστό και ηχομονωμένο περιβάλλον. Έτσι, κάθε κινηματογράφος έχει ένα σύστημα κυκλοφορίας αέρα όπου ο αέρας του περιβάλλοντος κινείται μέσα και έξω. Οι επιστήμονες συναρμολόγησαν την πειραματική τους διάταξη στην οπή εκροής, η οποία άνοιγε έξω από την αίθουσα προβολών. Για να ανιχνευθεί η αλλαγή στη χημική σύνθεση, η έξοδος τοποθετήθηκε με PTR-ToFMS (ένας τύπος φασματόμετρου μάζας), ένα φασματόμετρο υπερύθρων και έναν ανιχνευτή CO2. Μαζί με το CO2 από την κανονική εκπνοή, περισσότερα από 100 άλλα ιχνοαέρια και οι διακυμάνσεις τους εντοπίστηκαν από τους μετρητές αέρα της εξόδου. Για να συσχετίσουν με ακρίβεια την αλλαγή στον αέρα με τις ίδιες τις σκηνές, τα όργανα έκαναν αναγνώσεις κάθε 30 δευτερόλεπτα σε όλη τη διάρκεια της ταινίας. Οι ανιχνευτές παρατήρησαν ένα στιγμιαίο άλμα στα επίπεδα CO2 κάθε φορά που υπήρχε μια τεταμένη σκηνή, κυρίως κάτι που θα ανέβαζε τον σφυγμό και τον ρυθμό αναπνοής ενός ατόμου. Σε κάθε προβολή του «The Hunger Games» που παρατηρήθηκε στη μελέτη, τα επίπεδα ισοπρενίου στον αέρα κορυφώθηκαν κατά τη διάρκεια της σκηνής όταν το φόρεμα της ηρωίδας παίρνει φωτιά (το ισοπρένιο είναι μια πτητική οργανική ένωση που απελευθερώνεται από το σώμα μας κατά τη σύνθεση της χοληστερόλης).
Σε σκηνές που επικαλούνταν το κράτημα της αναπνοής, το λαχανιάζω ή το σύσπασμα, οι ανιχνευτές είδαν αύξηση στις συγκεντρώσεις ακετόνης. Η ακετόνη είναι ένα αέριο που απελευθερώνεται από το σώμα μας ως υποπροϊόν του καταβολισμού του λίπους. Σκηνές που απεικόνιζαν τραυματισμό προκάλεσαν απελευθέρωση μεθανόλης, ακεταλδεΰδης, βουταδιενίου και 2-φουρανόνης. Μετά από πολλαπλές προβολές 16 ταινιών σε διάστημα εβδομάδων, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η ισχυρότερη συλλογική χημική απόκριση ήταν για σασπένς και σεκάνς κωμωδίας. Χιλιάδες θεατές του κινηματογράφου μετέδωσαν εν αγνοία τους αλλά συγχρονισμένα παρόμοια χημικά σήματα στον αέρα κατά τη διάρκεια αυτών των σκηνών. Λοιπόν, τι σημαίνει αυτό για εμάς ως ανθρώπους;
Ανθρώπινη βολατόλομη και ανίχνευση ασθενειών
Κάθε οργανισμός σε αυτόν τον πλανήτη έχει το δικό του γενετικό υλικό, που αναφέρεται ως γονιδίωμά του. Ομοίως, κάθε οργανισμός απελευθερώνει μια δέσμη πτητικών οργανικών ενώσεων (VOC) στο περιβάλλον μέσω διαφορετικών σωματικών διεργασιών. Αυτά τα VOCs είναι συλλογικά γνωστά ως Volatilome/ Volatome. Οι VOCs είναι χημικές ουσίες χαμηλού μοριακού βάρους που απελευθερώνονται από το σώμα μας κατά τη διάρκεια διαφορετικών μεταβολικών δραστηριοτήτων. Πρόσφατες μελέτες έχουν αποκαλύψει ότι οι άνθρωποι εκπέμπουν ~1.800 διαφορετικές πτητικές οργανικές ενώσεις μέσω του δέρματος, της εκπνεόμενης αναπνοής και άλλων μερών του σώματος. Οι πτητικές οργανικές ενώσεις αντικατοπτρίζουν τις μεταβολικές και ψυχολογικές αλλαγές που συμβαίνουν στο σώμα μας και οι πληροφορίες που παρέχονται από αυτές τις χημικές ουσίες είναι βιοδείκτες που μπορούν να μας βοηθήσουν να παρακολουθούμε την υγεία μας. Οι VOCs είναι βασικά ρεπόρτερ που μεταδίδουν ειδήσεις για το τι συμβαίνει μέσα στο σώμα μας και τις μεταδίδουν στον έξω κόσμο. Η ανίχνευση και η ανάλυση αυτών των βιοδεικτών μπορεί να μας οδηγήσει σε πολλές ασθένειες. Για παράδειγμα, μια μυρωδιά μούχλας στην αναπνοή κάποιου υποδηλώνει προβλήματα στο συκώτι, ενώ μια έντονη μυρωδιά ακετόνης στην αναπνοή κάποιου μπορεί να είναι σημάδι διαβήτη. Η αναγνώριση των βιοδεικτών θα μπορούσε να αυξήσει την ικανότητά μας να διαγνώσουμε τον καρκίνο σε πρώιμα στάδια χρησιμοποιώντας μη επεμβατικές τεχνικές. Επιστήμονες σε όλο τον κόσμο εργάζονται για την ταυτοποίηση βιοδεικτών VOC που σχετίζονται με καρκίνο, λοιμώξεις και άλλες χρόνιες ασθένειες. Η κατανόηση των θολών νερών των ανθρώπινων πτητικών μπορεί να ξεκλειδώσει έναν εντελώς νέο κόσμο δυνατοτήτων. Από την ανάπτυξη μη επεμβατικών διαγνωστικών εργαλείων μέχρι τη βοήθεια με προγράμματα αστικής έρευνας και διάσωσης μετά από ανθρωπογενείς ή φυσικές καταστροφές, αυτά τα εργαλεία θα μας ωθήσουν περισσότερο προς την ασφάλεια και την ετοιμότητα.
Συμπέρασμα
Ένα σύστημα που αξιολογεί ταινίες με βάση τις αλλαγές στη χημεία του αέρα στο θέατρο μπορεί να είναι μακριά, αλλά ανιχνευτές που μπορούν να αναγνωρίσουν VOCs που σχετίζονται με συναισθήματα όπως η διασκέδαση, το σασπένς, ο φόβος ή το άγχος θα μπορούσαν σίγουρα να μας βοηθήσουν να σχεδιάσουμε μια συγκεκριμένη μέθοδο για την ανίχνευση διαφορετικά θέματα ψυχικής υγείας. Επίσης, απλά φανταστείτε όλα τα πράγματα που θα μπορούσαμε να κάνουμε αν είχαμε αισθητήρες που θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν τις λεπτές χημικές υποδείξεις που εκπέμπονται από το σώμα μας τόσο εύκολα όσο την προσοχή μας τραβάει η μυρωδιά των φρέσκων μπισκότων στο φούρνο!
