Author: Βασίλης Λεμπέσης

  • To Kεφάλαιο και η Οικολογία των Ασθενειών

    To Kεφάλαιο και η Οικολογία των Ασθενειών

    John Bellamy Foster, Brett Clark και Hannah Holleman

    Μετάφραση: Βασίλης Ζουμπουρλής, Μαρία Αδαμάκη και Μαρία Γουλιελμάκη«Οι αρχαίοι Έλληνες φιλόσοφοι», έγραψε ο Φρίντριχ Ένγκελς (Friedrich Engels) στο βιβλίο Σοσιαλισμός: Ουτοπικός και Επιστημονικός, «όλοι γεννήθηκαν φυσικοί διαλεκτικοί». Αυτή η διαλεκτική, υλιστική και οικολογική προσέγγιση στην επιδημιολογία (από την αρχαία ελληνική λέξη επί, που σημαίνει πάνω ή από πάνω, και από το δήμος, δηλαδή οι άνθρωποι) επεξηγείται στο κλασικό κείμενο του Ιπποκράτη (Περί Αέρων, Υδάτων και Τόπων) (περίπου 400 π.Χ.), το οποίο ξεκινούσε ως εξής:

    «Όποιος επιθυμεί να διερευνήσει σωστά την ιατρική, πρέπει να προχωρήσει ως εξής: πρώτον, να εξετάσει τις εποχές του έτους και ποιες επιπτώσεις επιφέρει η καθεμιά, γιατί δεν είναι όλες όμοιες, αλλά διαφέρουν μεταξύ τους όσον αφορά τις αλλαγές τους. Στη συνέχεια τους ανέμους, τη ζέστη και το κρύο, ειδικά όπως αυτά είναι κοινά σε όλες τις χώρες, και όπως είναι ιδιαίτερα σε κάθε τοποθεσία. Πρέπει επίσης να λάβουμε υπόψη τις ιδιότητες των υδάτων, διότι διαφέρουν μεταξύ τους στη γεύση και το βάρος, όπως επίσης διαφέρουν πολύ στις ποιότητές τους.Ο John Bellamy Foster είναι συντάκτης του Monthly Review και καθηγητής κοινωνιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Όρεγκον. Ο Brett Clark είναι αναπληρωτής συντάκτης του Monthly Review και καθηγητής κοινωνιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα. Η Hannah Holleman είναι διευθύντρια του Monthly Review και αναπληρώτρια καθηγήτρια στο Amherst College.  Το άρθρο δημοσιεύτηκε στο περιοδικό MONTHLY REVIEW. AN INDEPENDENT SOCIALIST MAGAZINE  στις 1 Ιουνίου του 2021. Το αγγλικό κείμενο είναι διαθέσιμο εδώ.Με τον ίδιο τρόπο, όταν κάποιος επισκέπτεται για πρώτη φορά μια πόλη στην οποία είναι ξένος, πρέπει να εξετάσει την κατάσταση που επικρατεί στην πόλη αυτή, για παράδειγμα την τοποθεσία ως προς στους ανέμους και την ανατολή του ηλίου…. Αυτά τα πράγματα πρέπει κανείς να τα εξετάσει προσεκτικά και σχετικά με τα νερά που χρησιμοποιούν οι κάτοικοι, είτε είναι ελώδη και μαλακά, είτε σκληρά, και τρέχουν από υπερυψωμένες βραχώδεις περιοχές, και έπειτα εάν είναι αλμυρά και ακατάλληλα για μαγείρεμα, και το έδαφος, εάν είναι γυμνό και ανεπαρκές σε νερό, ή δασώδες και καλά ποτισμένο, και αν βρίσκεται σε μια κοίλη ή περιορισμένη κατάσταση, ή αν είναι ανυψωμένο και κρύο. Καθώς και τον τρόπο με τον οποίο ζουν οι κάτοικοι, και ποιες είναι οι αναζητήσεις τους, αν τους αρέσει να πίνουν και να τρώνε υπερβολικά, και να έχουν αδράνεια, ή αν αγαπούν την άσκηση και την εργασία…

    Γιατί αν κάποιος γνωρίζει όλα αυτά τα πράγματα καλά, ή τουλάχιστον το μεγαλύτερο μέρος τους, δεν μπορεί να μην γνωρίζει, όταν έρχεται σε μια ξένη πόλη, είτε τις ασθένειες που είναι ιδιαίτερες στον τόπο, είτε τη συγκεκριμένη φύση των κοινών ασθενειών, ώστε να μην έχει αμφιβολίες ως προς τη θεραπεία των ασθενειών, ούτε να διαπράξει λάθη, όπως πιθανότατα συμβαίνει στην περίπτωση που κάποιος δεν είχε εξετάσει προηγουμένως τα θέματα αυτά. Και ειδικότερα, καθώς προχωρά η σεζόν και το έτος, μπορεί κανείς να προβλέψει ποιες επιδημικές ασθένειες θα προσβάλουν την πόλη, είτε το καλοκαίρι είτε το χειμώνα, και τι θα κινδυνεύει να βιώσει κάθε άτομο από την αλλαγή του καιρού… Διότι με τις εποχές υφίστανται αλλαγές και τα πεπτικά συστήματα των ανθρώπων.»

    Ένα βασικό στοιχείο αυτής της άποψης ήταν η έννοια μιας διαλεκτικής σχέσης μεταξύ του σώματος και του περιβάλλοντος, έτσι ώστε το σώμα να βρίσκεται ή να ενσωματωθεί σε ένα συγκεκριμένο τόπο και σε συγκεκριμένες φυσικές συνθήκες (αέρας και νερό), δημιουργώντας ένα όραμα, όπως ανέφερε ο ιστορικός της ιατρικής Charles E. Rozenberg, το οποίο ήταν «ολιστικό και ενοποιητικό – που θα μπορούσε κανείς να το ονομάσει τόσο οικολογικό όσο και κοινωνιολογικό».

    Σίγουρα, στην αρχαία Ελλάδα, η ιατρική ήταν δύο επιπέδων. Οι σκλάβοι είχαν σκλάβους γιατρούς και οι πολίτες είχαν πολίτες γιατρούς, οι οποίοι δρούσαν υπό πολύ διαφορετικές συνθήκες. Ο Ιπποκράτης, στο σύγγραμμά του Περί Αέρων, Υδάτων και Τόπων, έγραφε ειδικά για τους πολίτες γιατρούς, και έτσι η συγκεκριμένη διατριβή αντικατοπτρίζει την ταξική φύση της ελληνικής κοινωνίας. Ωστόσο, το κείμενο αποτέλεσε μια γενική προσέγγιση που έμελλε να επηρεάσει την μεταγενέστερη ανάπτυξη της επιδημιολογίας για χιλιάδες χρόνια.

    Ο μεγάλος κληρονόμος της περιβαλλοντικής και διαλεκτικής προσέγγισης της υγείας στην πρώιμη καπιταλιστική εποχή ήταν ο Bernardino Ramazzini (1633-1714), του οποίου το πρωτοποριακό έργο Οι Ασθένειες των Εργαζομένων (The Diseases of Workers)  ήταν, όπως τόνισε ο Καρλ Μάρξ στο Κεφάλαιο, η θεμελιώδης διατριβή της «βιομηχανικής παθολογίας» ή αυτό που είναι τώρα γνωστό ως το πεδίο της επαγγελματικής και περιβαλλοντικής υγείας. Ο Ramazzini διερεύνησε τις επαγγελματικές ασθένειες που σχετίζονταν με μεταλλωρύχους, επιχρυσωτές, χημικούς, ζωγράφους, εργάτες θείου, σιδηρουργούς, καθαριστές ιδιωτικών σκαφών, καθαριστές υφασμάτων, πρεσαδόρους, βυρσοδέψες, καπνεργάτες, μεταφορείς πτωμάτων, μαίες, παραμάνες, ζυθοποιούς, αρτοποιούς, εργάτες ελαιοτριβείων, λιθοξόους, πλύστρες, αγρότες, εργαζόμενους σε ορθοστασία, εργαζόμενους καθισμένους και πολλές άλλες επαγγελματικές κατηγορίες και εργασιακές συνθήκες. Συνειδητά ενσωμάτωσε την αντίληψη του Περί Αέρων, Υδάτων και Τόπων υπερβαίνοντας τη διαφοροποίηση που υπήρχε στην ελληνική ιατρική μεταξύ ελεύθερου πολίτη και σκλάβου, και εξετάζοντας τις περιβαλλοντικές συνθήκες των επαγγελμάτων των πιο χαμηλών ταξικά στρωμάτων. Έγραψε: «Όταν ένας γιατρός επισκέπτεται ένα σπίτι εργατικής τάξης, θα πρέπει να είναι ικανοποιημένος αν κάθεται σε ένα τρίποδο σκαμνί, εάν δεν υπάρχει επιχρυσωμένη καρέκλα, και πρέπει να πάρει το χρόνο του για την εξέταση του ασθενούς . και στις ερωτήσεις που προτείνει ο Ιπποκράτης, θα πρέπει να προσθέσει μία ακόμη – Ποια είναι η δουλειά σας;“Έγκον Σίλε, Η οικογένεια, 1918, λάδια σε καμβά, 150 × 160.8 cm, Πινακοθήκη Μπελβεντέρε, Βιέννη.Στα μέσα του δέκατου ένατου αιώνα, ο Μαρξ διάβασε το σύγγραμμα του Ramazzini για τη βιομηχανική παθολογία, η οποία επέκτεινε την επιδημιολογία στα επαγγέλματα της εργατικής τάξης, ως το κλειδί για την ανάπτυξη της δημόσιας υγείας, όπως διατυπώθηκε από ριζοσπαστικούς ιατρούς του 19ου αιώνα. Οι ευρύτερες ιστορικές επιπτώσεις αυτής της ανόδου του βιομηχανικού καπιταλισμού παρουσιάστηκαν στα μέσα της δεκαετίας του 1840 στο βιβλίο Η Κατάσταση της Εργατικής Τάξης στην Αγγλία (The Condition of the Working Class in England) του Ένγκελς (Friedrich Engels). Στα μέσα της δεκαετίας του 1860, ο Μαρξ στράφηκε στο έργο του Ένγκελς και στις πιο πρόσφατες έρευνες για τη δημόσια υγεία όταν επιδίωξε να διερευνήσει τις περιβαλλοντικές συνθήκες της εργατικής τάξης στις σελίδες του Κεφαλαίου. H περίοδος από τις αρχές έως τα μέσα του δέκατου ένατου αιώνα ήταν η εποχή των μεγάλων υγειονομικών μεταρρυθμίσεων, με επικεφαλής τους ριζοσπάστες γιατρούς. Ήταν επίσης μια εποχή σημαντικών αλλαγών στην ιατρική, με την ανάπτυξη του μικροσκοπίου και την εμφάνιση της θεωρίας της κυτταρικής παθολογίας στο έργο του Rudolf Virchow, ο οποίος διαδραμάτισε καθοριστικό ρόλο στη δημιουργία της κοινωνικής επιδημιολογίας και βοήθησε στη δημιουργία μιας γενικής προσέγγισης των επιδημιών που βασίστηκε στο έργο του Ένγκελς.

    Παρ’ όλα αυτά, στα τέλη του 19ου και στις αρχές του 20ου αιώνα οι επιδημιολογικές έρευνες έπρεπε να κυριαρχούνται από τη μικροβιακή θεωρία της νόσου και τις θρυλικές ανακαλύψεις των «κυνηγών μικροβίων». Δόθηκε έμφαση σε συγκεκριμένες εξελίξεις στη βιοϊατρική όσον αφορά την αντιμετώπιση των πανδημιών, όπως αυτές που σχετίζονται με την ανάπτυξη εμβολίων και αντιβιοτικών. Αυτές οι εξελίξεις στη βιοϊατρική ήταν λογικά συμβατές με μια οικο-κοινωνική προσέγγιση στην επιδημιολογία, όπως μπορούσε να φανεί στο έργο του E. Ray Lankester – προστατευόμενου του Charles Darwin και του Thomas Huxley, οικείου φίλου του Μαρξ και στενού συνεργάτη του Louis Pasteur. Ωστόσο, η γενική τάση ήταν να παραμεριστούν ολοένα και περισσότερο ευρεία περιβαλλοντικά ζητήματα ως ασύμβατα με το κεφάλαιo8. Μέχρι τα μέσα του εικοστού αιώνα, ένα αναγωγικό βιοϊατρικό μοντέλο είχε θριαμβεύσει έναντι ευρύτερων, περιβαλλοντικών αντιλήψεων, παραμερίζοντας έτσι τα αξιοσημείωτα επιτεύγματα οικο-κοινωνικών στοχαστών όπως οι Ένγκελς, Μαρξ, Virchow και Lankester, μαζί με εκείνες των Florence Kelley, W.E.B. Du Bois, Alice Hamilton, Norman Bethune και Salvador Allende.

    Η περιθωριοποίηση, στα μέσα του εικοστού αιώνα, των κοινωνικο-περιβαλλοντικών προσεγγίσεων στην επιδημιολογία δικαιολογείται, σε μεγάλο βαθμό, από αυτό που απεικονίστηκε ως ο πλήρης θρίαμβος της σύγχρονης ιατρικής για τις μολυσματικές ασθένειες. Το 1971, ο Abdel R. Omran εισήγαγε τη θεωρία του για την «επιδημιολογική μετάβαση», η οποία υποστήριζε ότι οι μολυσματικές ασθένειες ήταν ουσιαστικά φαινόμενα του παρελθόντος στις ανεπτυγμένες οικονομίες, τις οποίες, πλέον, έχει εκτοπίσει η διαδικασία εκσυγχρονισμού. Ενώ οι λοιμώδεις ασθένειες υπήρχαν ακόμη σε υπανάπτυκτες οικονομίες, υποστηρίχθηκε ότι θα εξαφανίζονταν απλώς με την περαιτέρω οικονομική ανάπτυξη.9 Κατά συνέπεια, προτάθηκε ότι οι ανησυχίες για την υγεία πρέπει να επικεντρώνονται στην ταυτόχρονη αύξηση των εκφυλιστικών ασθενειών. Η αντίληψη της επιδημιολογικής μετάβασης παρέμεινε – τουλάχιστον πριν από την εμφάνιση της COVID-19 – η προσέγγιση με την μεγαλύτερη επιρροή στη γενική εξέλιξη της περιβαλλοντικής υγείας. Ωστόσο, άρχισε να υποχωρεί και έγινε όλο και πιο περιορισμένη (εάν όχι απολύτως μη αποδεκτή) λόγω δύο κατηγοριών κριτικών: (1) της αποτυχίας να ληφθούν υπόψη οι αυξανόμενες ανισότητες στον τομέα της υγείας (ιδιαίτερα οι ταξικές και φυλετικές) στις ανεπτυγμένες καπιταλιστικές κοινωνίες, και (2) της τεράστιας επέκτασης της καπιταλιστικής παγκοσμιοποίησης, που οδήγησε στη διάδοση ασθενειών – που δεν περιορίζονταν απλώς σε φτωχές, τροπικές χώρες, καθώς απειλούσαν και τα έθνη στον καπιταλιστικό πυρήνα.10

    Όπως δήλωσε ο οικολόγος του Χάρβαρντ Ρίτσαρντ Λέβινς (Richard Levins) στο «Είναι ο καπιταλισμός μια ασθένεια;» (Is Capitalism a Disease?), η εμφάνιση στο τέλος του εικοστού αιώνα μιας νέας σειράς παθογόνων, συμπεριλαμβανομένης της επανεμφάνισης της ελονοσίας, της χολέρας, του δάγκειου πυρετού, της φυματίωσης και άλλων κλασικών ασθενειών, σε συνδυασμό με τον Έμπολα, το AIDS (HIV), τη νόσο του Legionnaire, το σύνδρομο τοξικού σοκ και την φυματίωση που ήταν ανθεκτική σε πολλά φάρμακα – στα οποία θα μπορούσαμε πλέον να προσθέσουμε κι άλλα παθογόνα όπως H1N1, H5N1, MERS, SARS και COVID-19 (SARS-CoV-2) – επισήμανε την πλήρη αποτυχία της θεωρίας της επιδημιολογικής μετάβασης. Ενόψει αυτού, ο Levins επέμεινε ότι «αντί για ένα δόγμα της επιδημιολογικής μετάβασης, το οποίο υποστήριζε ότι οι μολυσματικές ασθένειες θα εξαφανίζονταν καθώς αναπτύσσονταν οι χώρες, πρέπει να αντικαταστήσουμε μια οικολογική πρόταση: ότι με οποιαδήποτε σημαντική αλλαγή στον τρόπο ζωής ενός πληθυσμού (όπως η πυκνότητα του πληθυσμού, τα πρότυπα διαμονής και στέγασης, τα μέσα παραγωγής), θα υπάρξει επίσης μια αλλαγή στις σχέσεις μας με τα παθογόνα, τις δεξαμενές τους και με τους φορείς της ασθένειας».11 Τέτοιες αλλαγές έχουν συμβεί ως αποτέλεσμα του κύματος της νεοφιλελεύθερης παγκοσμιοποίησης και της επέκτασης των αγροτικών επιχειρήσεων τα τελευταία πενήντα χρόνια από την αρχή της επιδημιολογικής μετάβασης, που οδήγησε σε μια νέα κριτική έμφαση στην οικολογία των ασθενειών και τις σχέσεις της με τη διαρθρωτική κρίση του κεφαλαίου.Το Επιδημιολογικό Ρήγμα

    Οι κορυφαίοι επικριτές των συνθηκών εργασίας της εργατικής τάξης τον 19ο αιώνα αποτελούνταν από ιατρούς ριζοσπαστικών αντιλήψεων που προσωποποίησαν πολλές από τις πιο προοδευτικές πτυχές της αστικής επιστήμης και του πολιτισμού, που συχνά έρχονται σε αντίθεση με τη λογική της καπιταλιστικής κοινωνίας, η οποία αρκετές φορές υιοθετεί σοσιαλιστικές αξίες. Εν μέρει σε αυτό το πλαίσιο, πέρα από την πολιτική οικονομία, ο Μαρξ και ο Ένγκελς έπρεπε να αναπτύξουν μεγάλο μέρος της κριτικής τους για το κεφάλαιο. H Κατάσταση της Εργατικής Τάξης στην Αγγλία, του Ένγκελς, που γράφτηκε το 1844, βασίστηκε σε μεγάλο βαθμό στις παρατηρήσεις του από πρώτο χέρι, καθώς περπατούσε στους δρόμους του Μάντσεστερ όλες τις ώρες της ημέρας και της νύχτας, καθοδηγούμενος μερικές φορές από την σύντροφό του, την δραστήρια, νεαρή, ιρλανδή προλετάρια Mary Burns.12  Αλλά ο Ένγκελς βασίστηκε επίσης πολύ στις έρευνες ριζοσπαστών ιατρών, όπως του Peter Gaskell, του James Phillips Kay και του Thomas Percival από το Μάντσεστερ. Στα χρόνια από το 1820 έως το 1840, η αγγλική άρχουσα τάξη είχε το κίνητρο να εξετάσει τις συνθήκες των εργαζομένων και να πραγματοποιήσει υγειονομικές μεταρρυθμίσεις, κυρίως λόγω της εξάπλωσης των επιδημιών χολέρας, τύφου, τυφοειδούς πυρετού, οστρακιάς και άλλων ασθενειών, που, ενώ πάντα είχαν τα χειρότερα αποτελέσματα στις γειτονιές των φτωχών, συχνά επεκτείνονταν στις περιοχές των πλουσίων. Ωστόσο, οι γιατροί που ανέλαβαν πραγματικά το καθήκον να θεραπεύσουν αυτά τα δεινά ήταν συχνά, όπως ο Dr. Lydgate στο Middlemarch του George Eliot, ελεύθεροι στοχαστές που είδαν την ιατρική ως «παρουσιάζουσα την πιο τέλεια ανταλλαγή μεταξύ επιστήμης και τέχνης», επισημαίνοντας την ανάγκη για ριζοσπαστική κοινωνική μεταρρύθμιση και την απόρριψη των ευκόλως εξαγοραζόμενων προκλήσεων μιας κοινωνίας ταμειακών σχέσεων.13

    Αξίζει να σημειωθεί πως, ο Kay, ο Gaskell και ο Southwood Smith από το Λονδίνο, στον οποίο επρόκειτο να βασιστεί ο Ένγκελς, εκπαιδεύτηκαν στο Εδιμβούργο, το οποίο, μαζί με τη Γλασκόβη, αποτέλεσε την πηγή του σκωτσέζικου Διαφωτισμού, και που από ορισμένους θεωρείται ως η γενέτειρα πόλη της κλασικής κοινωνιολογίας. Κορυφαίοι διανοούμενοι του σκωτσέζικου Διαφωτισμού, όπως ο Adam Ferguson και ο James Millar, καθώς και ο Adam Smith, προώθησαν μια ευρεία οπτική της φυσικής ιστορίας, η οποία ήταν γενικά υλιστική και εμπειρικά προσανατολισμένη σε φιλοσοφικό προσανατολισμό. Ο Henry Julian Hunter, τον οποίο ο Μαρξ θαύμαζε, έλαβε το πτυχίο ιατρικής του στο Αμπερντίν.15 Ο Edwin Lankester έλαβε την ιατρική του εκπαίδευση στη Γερμανία, όπου  υιοθέτησε κριτική στάση απέναντι στην αστική κοινωνία.16 Από τους κορυφαίους ριζοσπάστες ιατρούς της εποχής στη Βρετανία που επρόκειτο να επηρεάσουν τον Ένγκελς και τον Μαρξ, ο John Simon, ιατρός του  Μυστικού Συμβουλίου, και ο Edward Smith, συγγραφέας του Υγεία και Ασθένεια (Health and Disease) (1861), ξεχώρισαν έχοντας λάβει τα ιατρικά τους πτυχία σε αγγλικά πανεπιστήμια, ο πρώτος στο King’s College, του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, ο δεύτερος στη Βασιλική Ιατρική Σχολή του Μπέρμιγχαμ.17 Με βάση τις δικές του παρατηρήσεις, τα πολιτικά κείμενα των Χαρτιστών και τους ριζοσπάστες ιατρούς της εποχής, ο νεαρός Ένγκελς αποκάλυψε το 1844 τις φρικτές περιβαλλοντικές συνθήκες της εργατικής τάξης στην Αγγλία εν μέσω της Βιομηχανικής Επανάστασης, εστιάζοντας στους παράγοντες που οδηγούν σε επιδημίες, καθώς και σε επαγγελματικές ασθένειες και διατροφικές ανεπάρκειες. Μεταξύ των ευρημάτων του, και που διερευνήθηκε με μεγάλη λεπτομέρεια, ήταν η πολύ υψηλότερη θνησιμότητα της εργατικής τάξης σε σύγκριση με αυτήν της αστικής τάξης. Σε ένα σημείο του κειμένου του, άντλησε στοιχεία από μια μελέτη για το Chorlton-on-Medlock, τότε προάστιο του Μάντσεστερ (τώρα μέρος της πόλης), που εκπονήθηκε από τον γιατρό P.H. Holland, ο οποίος είχε χωρίσει τόσο τους δρόμους όσο και τα σπίτια σε τρεις ποιοτικά διακριτές τάξεις, από πλούσιους έως φτωχούς. Όπως εξήγησε ο Ένγκελς, τα προκύπτοντα δεδομένα έδειξαν ότι η θνησιμότητα στους «…δρόμους της τρίτης τάξης ήταν κατά 68% μεγαλύτερη από εκείνη σε αυτούς της πρώτης τάξης», ενώ η θνησιμότητα στα σπίτια της τρίτης τάξης ήταν κατά 78% μεγαλύτερη από εκείνη σε αυτά της πρώτης τάξης».

    Το Μυστικό Συμβούλιο (Privy Council) ήταν μια επιτροπή αποτελούμενη από τους πιο έμπιστους συμβούλους του βασιλιά της Αγγλίας. Το σώμα αυτό συμβούλευε τον μονάρχη εμπιστευτικά πάνω σε ζητήματα του κράτους.

    Το κίνημα των Χαρτιστών ήταν το πρώτο εργατικό κόμμα στη σύγχρονη παγκόσμια πολιτική ιστορίαΣτο Λίβερπουλ, όπως έδειξε ο Ένγκελς βάσει κοινοβουλευτικών εκθέσεων, «η μέση μακροζωία (δηλαδή, το προσδόκιμο ζωής κατά τη γέννηση) των ανώτερων τάξεων, των επαγγελματιών, κ.λπ., ήταν τριάντα πέντε χρόνια», ενώ εκείνη της εργατικής τάξης ήταν δεκαπέντε χρόνια. Ο λόγος για τον οποίο το προσδόκιμο ζωής ήταν τόσο χαμηλό στην εργατική τάξη είχε σχέση με το υψηλό ποσοστό βρεφικής θνησιμότητας. Στο Μάντσεστερ, «περισσότερο από 57% των παιδιών της εργατικής τάξης πεθαίνουν πριν από το πέμπτο έτος τους, ποσοστό που μειώνεται στο 20% στα παιδιά των ανωτέρων τάξεων.… Οι επιδημίες στο Μάντσεστερ και το Λίβερπουλ είναι τρεις φορές πιο θανατηφόρες από ό,τι στις επαρχιακές περιοχές.… Θανατηφόρα κρούσματα ευλογιάς, ιλαράς, ερυθρού πυρετού και κοκκύτη σε μικρά παιδιά είναι τέσσερις φορές συχνότερα».18 Όπως έδειξε η ανάλυσή του, τα εργατικά στρώματα παρουσίαζαν υψηλότερη νοσηρότητα και θνησιμότητα σε κάθε ηλικία και φύλο, με τις εθνικές μειονότητες (στην Αγγλία εκείνη την εποχή κυρίως Ιρλανδούς) να πλήττονται πολύ πιο μαζικά.19 Ο Ένγκελς ισχυρίστηκε ότι αυτές οι άνισες συνθήκες ήταν προϊόν του συστήματος της συσσώρευσης του κεφαλαίου και αποτελούσε υπό αυτή την έννοια μια μορφή «κοινωνικής δολοφονίας». 20

    Στη Γερμανία, ο Virchow, ο Γερμανός γιατρός και παθολόγος, διάσημος ως συγγραφέας της Κυτταρικής Παθολογίας (Cellular Pathology) (1858), χρησιμοποίησε το έργο του Ένγκελς «Η Κατάσταση της Εργατικής Τάξης στην Αγγλία» για να σχεδιάσει το δικό του πρωτοποριακό έργο στην κοινωνική επιδημιολογία, χρησιμοποιώντας μερικά από τα στατιστικά στοιχεία του τελευταίου για την σχέση της θνησιμότητας με την ταξική προέλευση. Ορίζοντας τις επιδημίες της χολέρας και του τύφου ως «ασθένειες του πλήθους», ο Virchow έπαιξε πρωταγωνιστικό ρόλο στην υγειονομική μεταρρύθμιση στο Βερολίνο. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το βιβλίο του Ένγκελς επηρέασε την κορυφαία σοσιαλίστρια, ακτιβίστρια και κοινωνική μεταρρυθμίστρια Florence Kelley, η οποία ήταν στενή φίλη και διατηρούσε και συχνή αλληλογραφία με τον Ένγκελς, και μετέφρασε το «Η Κατάσταση της Εργατικής Τάξης στην Αγγλία» στα αγγλικά το 1887. Η Kelley έμεινε για λίγο στο Hull House στο Σικάγο, όπου ανέπτυξε χάρτες που τεκμηριώνουν τις φτωχές περιοχές του Σικάγου, κωδικοποιώντας χρωματικά γειτονιές με βάση την εθνικότητα και την κοινωνική τάξη, προκειμένου να αποκαλυφθούν συγκεκριμένες μορφές ανισοτήτων. Αργότερα, ως επικεφαλής επιθεωρητής εργοστασίων για την πολιτεία του Ιλλινόι, αγωνίστηκε ενάντια στις συνθήκες ζωής στις θερμαινόμενες καλύβες των αυτοχθόνων (sweat houses), στις εργατικές πολυκατοικίες, την παιδική εργασία, καθώς και ενάντια σε μια επιδημία ευλογιάς. Στη συνέχεια έγινε ηγετική προσωπικότητα στη μάχη για τη μεταρρύθμιση των κοινωνικών και περιβαλλοντικών συνθηκών της εργατικής τάξης, και ιδιαίτερα των γυναικών, στις ΗΠΑ. Όπως δήλωσε ο δικαστής του Ανώτατου Δικαστηρίου των ΗΠΑ Felix Frankfurter το 1953, η Kelley ήταν «μια γυναίκα που είχε πιθανώς το μεγαλύτερο μερίδιο στη διαμόρφωση της κοινωνικής ιστορίας των Ηνωμένων Πολιτειών κατά τα πρώτα τριάντα χρόνια αυτού του αιώνα», ανταποκρινόμενη στις συνθήκες μιας «πυρετώδους εκβιομηχάνισης».21 Το 1900, το ποσοστό θανάτου από τυφοειδή πυρετό στις Ηνωμένες Πολιτείες, σύμφωνα με τον Βρετανό επιστήμονα και σοσιαλιστή Lancelot Hogben, ήταν τριάντα έξι ανά χίλια άτομα, αλλά είχε μειωθεί σε έξι ανά χίλια άτομα μέχρι το 1932, κυρίως λόγω του αγώνα των μεταρρυθμιστών της υγείας, από τους σημαντικότερους των οποίων ήταν η Kelley.

    Ο Μαρξ ασχολήθηκε με πολλά από τα επιδημιολογικά ζητήματα που εξετάστηκαν στο έργο του Ένγκελς «Η Κατάσταση της Εργατικής Τάξης στην Αγγλία» λίγο παραπάνω από είκοσι χρόνια αργότερα στο «Κεφάλαιο». Για τον Μαρξ, οι «περιοδικές επιδημίες» που εξερεύνησε ο Ένγκελς ήταν τόσο μια εκδήλωση του «ανεπανόρθωτου ρήγματος στην αλληλεξαρτώμενη διαδικασία του κοινωνικού μεταβολισμού» όσο και «η λίπανση των αγγλικών χωραφιών με γκουανό» (σ.τ.μ. πρόκειται για τεχνητό λίπασμα από περιττώματα θαλασσοπουλιών και νυχτερίδων) από το Περού.23 Υπό αυτήν την έννοια, ένα σωματικό ρήγμα στην ανθρώπινη νοσηρότητα και θνησιμότητα έπρεπε να θεωρηθεί ως μέρος του ευρύτερου μεταβολικού ρήγματος στη σχέση της ανθρωπότητας με τη φύση μέσω της κοινωνικής παραγωγής.24 Αναλύοντας το οικολογικό / επιδημιολογικό ρήγμα του καπιταλισμού, ο Μαρξ άντλησε έντονα από το έργο των ριζοσπαστών Άγγλων ιατρών της δεκαετίας του 1860, ιδιαίτερα του Simon, τον οποίο θεωρούσε ως έναν από τους μεγάλους κριτικούς του καπιταλισμού της εποχής, μαζί με τους Henry Julian Hunter, Edward Smith και Edwin Lankester (των οποίων τα έργα ο Μαρξ γνώριζε έμμεσα) – όλοι τους εργάστηκαν σε διάφορα επίπεδα με τον Simon.25 Ο Μαρξ γέμισε πολλές σελίδες του Κεφαλαίου με θεραπείες για τις κοινωνικές και ταξικές αιτίες των επιδημιών, τις διατροφικές ανεπάρκειες, τις διαφορές θνησιμότητας (συμπεριλαμβανομένης της υψηλής παιδικής θνησιμότητας), της στέγασης και των υγειονομικών συνθηκών. Οι εκτιμήσεις των ριζοσπαστών ιατρών που ερεύνησαν την κατάσταση της δημόσιας υγείας, σύμφωνα με τα λόγια του Μαρξ, αφθονούσαν από «ετερόδοξες επιθέσεις για την «ιδιοκτησία και τα δικαιώματά της»»26

    Δίπλα στον ίδιο τον Simon, ο οποίος, παρά την υψηλά ιστάμενη θέση του στην κορυφή του αγγλικού ιδρύματος δημόσιας υγείας, ήταν ένας αυτοαποκαλούμενος «σοσιαλιστής» που ασχολήθηκε με τις «προλεταριακές» συνθήκες, ο ριζοσπάστης γιατρός που ο Mαρξ θαύμαζε περισσότερο ήταν ο Hunter, ο οποίος ήταν ένας από τους ταλαντούχους της ομάδας ιατρών που οργάνωσε ο Simon για να διερευνήσει τις συνθήκες υγείας των εργαζομένων στην Αγγλία και την Ουαλία. Ο Μαρξ χαρακτήρισε τις έρευνες του Hunter στην έκτη, την έβδομη και την όγδοη έκθεση δημόσιας υγείας (1864–66) σχετικά με τη βρεφική θνησιμότητα, τη διατροφή, την υγιεινή, τις επιδημίες και τις γενικές συνθήκες διαβίωσης των εργαζομένων σε όλη την Αγγλία ως τις πιο σημαντικές εκείνης της εποχής, βασίζοντας περισσότερες από δώδεκα σελίδες της έρευνας του Κεφαλαίου στην επιτόπια έρευνα του Hunter.28 Όσον αφορά τη στέγαση, ο Hunter τόνισε τον παραλογισμό μιας εθνικής απαίτησης για «την παροχή στέγασης σε εκείνους που λόγω του ότι διαθέτουν κεφάλαια, δεν μπορούν να την παρέχουν στον εαυτό τους, αν και μπορούν με περιοδικές πληρωμές να ανταμείβουν εκείνους που θα τους την παρέχουν.” Αυτή η έλλειψη κεφαλαίου εκ μέρους του εργατικού πληθυσμού και τα υπερβολικά ενοίκια που έπρεπε να καταβληθούν από τους μικρούς μισθούς τους, σε συνδυασμό με συχνές απαλλοτριώσεις από ιδιοκτήτες, οδήγησαν τον Μαρξ να αναφερθεί ειρωνικά στον «αξιοθαύμαστο χαρακτήρα της κεφαλαιοκρατικής δικαιοσύνης!»29 Ο υπερπληθυσμός, που μετρήθηκε ως έλλειψη του απαραίτητου χώρου για τους κατοίκους (καθώς και από την έλλειψη παραθύρων, επαρκών εγκαταστάσεων υγιεινής και καθαρού νερού), ήταν, κατά τα λεγόμενά του, το έδαφος αναπαραγωγής μιας σειράς επιδημιών, όπως η ευλογιά, η χολέρα, ο τύφος, ο τυφοειδής πυρετός, η οστρακιά και η φυματίωση.30

    Ο Μαρξ παρείχε πολλά από τα στοιχεία αυτού που τώρα ονομάζεται «οικο-κοινωνική» θεωρία της κατανομής των ασθενειών. Η έναρξη ενός σιδηροδρόμου από το Lewisham προς το Tunbridge (τώρα Tonbridge), όπως εξήγησε, είχε την ακούσια συνέπεια της εξάπλωσης μιας επιδημίας ευλογιάς στην ενορία των Seven Oaks, περίπου τριάντα μίλια από το σημερινό Λονδίνο. Οι βελτιωμένες μεταφορές υπό καπιταλιστικές συνθήκες θα μπορούσαν έτσι να θεωρηθούν ότι οδηγούν στην ταχύτερη εξάπλωση μολυσματικών ασθενειών.Αντουάν Βιρτζ, Η πρόωρη ταφή, 1854, λάδια σε καμβά, 160 x 235 cm, Μουσείο Βίερτζ, Βρυξέλλες.Ομοίως, το σύστημα συνεργείων της αγροτικής εργασίας στην ύπαιθρο βασίστηκε σε μετανάστες εργάτες που αποτελούνταν κατά μεγάλο μέρος από γυναίκες και παιδιά, οι οποίοι μετακινούνταν από τόπο σε τόπο ως απάντηση στις ανάγκες του κεφαλαίου, προκειμένου να εξυπηρετήσουν έργα που σχετίζονταν με κατασκευές όπως «έργα οικοδομής και αποστράγγισης, τούβλα, καύση ασβέστη και σιδηροδρομικές κατασκευές». Το αποτέλεσμα, δήλωσε ο Μαρξ, ήταν «μια ιπτάμενη στήλη λοιμού», που μετέφερε «ευλογιά, τύφο, χολέρα και ερυθρό πυρετό στα μέρη της γειτονιάς που [το συνεργείο των εργαζόμενων μεταναστών] έστηνε τον καταυλισμό του». 31

    Για τον Μαρξ, όλα αυτά βέβαια σχετίζονται με το μεταβολικό ρήγμα που δημιουργείται από τον καπιταλισμό μεταξύ της ανθρωπότητας και της φύσης στο σύνολό της – συμπεριλαμβανομένου κι αυτού που μπορεί να θεωρηθεί ως σωματικό ρήγμα (επιδημιολογικό ρήγμα) στην ανθρώπινη σωματική ύπαρξη. Ανά πάσα στιγμή, ήταν απαραίτητο, τόνισε, να ληφθεί υπόψη η «κυκλική κίνηση των συνθηκών της ανθρώπινης ζωής», δηλαδή ο ανθρώπινος κοινωνικός μεταβολισμός.32 Στην έβδομη έκθεση για τη δημόσια υγεία, ο Hunter είχε διερευνήσει τα «seigneurial rights» (δικαιώματα φεουδαρχικής ιδιοκτησίας) για την κοπριά στην οποία εκτίθεντο οι φτωχοί της περιοχής Durham από τους γαιοκτήμονες. Όπως εξήγησε ο Μαρξ, παραθέτοντας τον Hunter, «Είναι περίεργο που παρατηρούμε ότι η ίδια η κοπριά του εργάτη γης και του δούλου είναι το επιμίσθιο του υπολογιστή άρχοντα… και ο άρχοντας δεν θα επιτρέψει σε κανένα άλλο ενδιαφερόμενο μέλος του Μυστικοσυμβούλιου πέρα από τον εαυτό του να δρα στη γειτονιά, και προτιμά να δώσει λίγη κοπριά εδώ και εκεί για έναν κήπο παρά να αποποιηθεί οποιοδήποτε μέρος του δικαιώματος ιδιοκτησίας του.33 Στόχος της αριστοκρατίας και των αρχόντων στην επιβολή αυτών των προϋποθέσεων ήταν να μπορέσει να αρπάξει και να μονοπωλήσει την ίδια την κοπριά που παράγεται από τους εργάτες στην προσπάθειά τους να κάνουν πιο γόνιμα τα χωράφια στις ιδιοκτησίες των γαιοκτημόνων.

    Επίσης, ο Μαρξ επεσήμανε τις ευρύτερες περιβαλλοντικές συνθήκες των ανθρακωρύχων, οι οποίοι εκτός από το να εργάζονται σε ένα από τα πιο επικίνδυνα από όλα τα επαγγέλματα, αναγκάζονταν συχνά να ζήσουν στο κτήμα του ιδιοκτήτη του ορυχείου πληρώνοντας υπερβολικά υψηλά ενοίκια για φτωχικές εξοχικές κατοικίες, μόνο και μόνο για να μπορούν απλά να εργαστούν στα ορυχεία. Εδώ ανέφερε την αρκετά κυνική άποψη του Simon, ότι «οι εργάτες… δεν έχουν λάβει αρκετή εκπαίδευση/παιδεία για να γνωρίζουν την αξία των υγειονομικών τους δικαιωμάτων, [έτσι] ώστε ούτε το άσεμνο κατάλυμα ούτε το άκρως ακατάλληλο πόσιμο νερό δεν θα είναι αξιοσημείωτα κίνητρα για μια «απεργία»».34 Η εκμετάλλευση των ανθρακωρύχων και των οικογενειών τους από το κεφάλαιο ήταν σε αυτήν την περίπτωση άμεσα συνδεδεμένη με την απαλλοτρίωση των ίδιων των μέσων διαβίωσης – όχι μόνο εντός, αλλά και εκτός του ορυχείου.

    Εξερευνώντας τις επιδημιολογικές συνθήκες των εργαζομένων, ο Μαρξ έδωσε ιδιαίτερη προσοχή στη διατροφική πρόσληψή τους, στηριζόμενος σε στοιχεία του Edward Smith, δείχνοντας ότι οι βιομηχανικοί εργαζόμενοι είχαν ανεπάρκεια τόσο σε υδατάνθρακες όσο και σε πρωτεΐνες, σε σύγκριση με τους καταδίκους, και σε πολλές περιπτώσεις δεν ήταν σε θέση, λόγω χαμηλής διατροφικής πρόσληψης, « να αποτρέψουν τις ασθένειες που προκαλούνται από ασιτία». Οι γυναίκες ήταν γενικά οι πιο υποσιτισμένες.35 Οι γυναίκες της εργατικής τάξης με βρέφη συχνά δεν είχαν άλλη επιλογή, από να τα θηλάσουν πριν να πάνε στη δουλειά, και πάλι άλλη μια φορά μετά τη δουλειά, με συχνά μια περίοδο δώδεκα ωρών ή μεγαλύτερη μεταξύ των δύο θηλασμών. Ο Μαρξ, βασισμένος στον Hunter, εξήγησε ότι τα βρέφη που έμεναν με ηλικιωμένους «τροφούς», τρέφονταν συχνά με τεχνητά μίγματα όπως το Godfrey’s Cordial το οποίο ήταν αναμιγμένο με όπιο για να τα κρατά σε ηρεμία. Για αυτόν τον λόγο, μεταξύ άλλων, τα μικρά παιδιά σε εργατικές περιοχές πέθαιναν σε τεράστιους αριθμούς.36

    Εξίσου ανησυχητική ήταν η επαγγελματική ασθένεια, που προέκυψε από ακραίες μορφές εκμετάλλευσης, ιδίως από συνθήκες που επιβλήθηκαν σε γυναίκες στην αδήλωτη οικιακή εργασία. Η απεικόνιση του Μαρξ για την κατάσταση της υπερβολικής εργασίας και του υπερπληθυσμού στο κεφάλαιό του «Η Εργατική Ημέρα» στο  Κεφάλαιο βασίστηκε σε περιγραφές των συνθηκών υπό τις οποίες εργάζονταν νεαρές γυναίκες ως μοδίστρες σε σπίτια, που δημοσιεύθηκαν σε αρκετές εφημερίδες του Λονδίνου τον Ιούνιο του 1863 με βάση την Έκθεση του Ιατρικού Υπεύθυνου Υγείας στην Ενορία του Αγίου Τζέιμς (Report of the Medical Officer of Health to the Parish Vestry of St. James) από τον Edwin Lankester.37 Οι αναφορές της εφημερίδας του 1863 βασίζονταν στον απολογισμό του πρεσβύτερου Lankester για τον θάνατο της 20χρονης Mary Ann Walkley, που εργαζόταν σε ένα κατάστημα μοδιστρικής που διοικούσε η Madame Elise, και που αποτελούσε ένα από τα πιο γνωστά καπελάδικα του Λονδίνου. Η Walkley, μαζί με εξήντα άλλες νεαρές γυναίκες, αναγκάζονταν να δουλέψουν 26,5 ώρες σερί χωρίς διάλειμμα, ενώ παράλληλα περιορίζονταν τριάντα σε ένα δωμάτιο, με μόνο το ένα τρίτο των απαραίτητων κυβικών ποδιών ανά άτομο τα οποία είναι εγγυούνται την επαρκή πρόσληψη αέρα. Για τον Μαρξ, αυτή ήταν μια ξεκάθαρη περίπτωση υπερβολικής εργασίας και κοινωνικής και περιβαλλοντικής αδικίας, αντικατοπτρίζοντας τις συνθήκες υπό τις οποίες παγιδεύονταν οι προλετάριοι, μειώνοντας τη συνολική διάρκεια ζωής τους – αν όχι κυριολεκτικά σβήνοντας τη ζωή τους μέσα σε λίγες ώρες, όπως στην περίπτωση της Walkley.38

    Εξετάζοντας τις επιδημιολογικές συνθήκες της εργατικής τάξης, ένα απόσπασμα του Simon ήταν τόσο σημαντικό για τον Μαρξ που το ανέφερε αυτούσιο και στον πρώτο και στον τρίτο τόμο του Κεφαλαίου: «[Είναι] πρακτικά αδύνατο… για τους εργαζόμενους να επιμείνουν σε αυτό που θεωρητικά είναι το πρώτο τους υγειονομικό δικαίωμα – το δικαίωμα που, ανεξάρτητα από την εργασία που τους συγκεντρώνει ο εργοδότης τους, πρέπει, στο βαθμό που εξαρτάται από αυτόν, η εργασία να απαλλαχθεί από όλες τις αχρείαστα επιβλαβείς συνθήκες.… Ενώ οι εργαζόμενοι είναι σχεδόν ανίκανοι να απαιτήσουν αυτή την υγειονομική δικαιοσύνη για τον εαυτό τους, δεν μπορούν επίσης (παρά τις υποτιθέμενες προθέσεις του νόμου) να αναμένουν οποιαδήποτε πραγματική βοήθεια από τους ειδικά επιφορτισμένους υπαλλήλους της υγειονομικής αστυνομίας. Προς το συμφέρον μυριάδων εργαζόμενων ανδρών και γυναικών, των οποίων η ζωή τώρα πλήττεται άσκοπα και το προσδόκιμο ζωής μικραίνει από τον άπειρο σωματικό φόρτο που δημιουργεί η εργασιακή απασχόλησή τους, θα τολμούσα να εκφράσω την ελπίδα μου, ότι καθολικά οι υγειονομικές συνθήκες της εργασίας μπορεί, τουλάχιστον μέχρις εδώ, να συμπεριληφθούν στις κατάλληλες διατάξεις του νόμου».39

    Αυτό, μαζί με τα άλλα ευρύτερα ζητήματα των επιδεινούμενων οικολογικών συνθηκών των ασθενειών που δημιουργούνται από το κεφαλαιοκρατικό σύστημα, απαιτούσαν, κατά την άποψη του Μαρξ, τίποτα λιγότερο από την επαναστατική ανασύσταση της κοινωνίας γενικότερα: όχι μόνο για την εργασία, αλλά και για τη ζωή επίσης.

    «Η εκδίκηση της φύσης»

    Ο E. Ray Lankester, γιος του Edwin Lankester, ήταν ο κορυφαίος ζωολόγος στην Αγγλία στη γενιά μετά τον Darwin και τον Huxley. Ήταν ένας ανυπόμονος υλιστής, Φαβιανός σοσιαλιστής και σχολιαστής και κριτικός περιβαλλοντικών ζητημάτων, ο οποίος είχε διαβάσει το Κεφάλαιο του Μάρξ και ήταν συχνός επισκέπτης στο σπίτι του.40 Ο Λάνκεστερ είχε εργαστεί στη Γερμανία με τον Ernst Haeckel. Η πρώτη εισαγωγή της λέξης οικολογία ή œcology (επινοήθηκε από τον Haeckel το 1866) στα Αγγλικά εμφανίστηκε στη μετάφραση της Ιστορίας της Δημιουργίας (History of Creation) του Haeckel του 1876 υπό την επίβλεψη του Lankester. Ο ίδιος ο Lankester επινόησε τον όρο bionomics (βιονομική), μια κατηγορία που χρησιμοποιείται συνήθως για την οικολογία.Βασιλική Φίλου / Αλληγορία Νο 2 / Γραφίτης σε χαρτί / Διαστάσεις: 53x62cm / Έτος: 2020Μια από τις βασικές πτυχές της ευρείας επιστημονικής έρευνας του Λάνκεστερ ήταν η μελέτη των παρασιτικών παθογόνων. Ο πατέρας του ήταν ιδρυτικός συντάκτης του περιοδικού Quarterly Journal of Microscopical Science και ο Ray Lankester στη συνέχεια έγινε συντάκτης της έκδοσης που αφορούσε τον συγκεκριμένο τομέα για μισό αιώνα. Έμελλε να αναδειχθεί σε ένα κορυφαίο βρετανικό επιστημονικό περιοδικό αφιερωμένο στη μικροβιακή έρευνα. Το 1871, ο Lankester ανακάλυψε ανεξάρτητα (η προηγούμενη ανακάλυψή του το 1843 είχε περάσει απαρατήρητη) το Trypanosoma rotatorum, έναν τύπο μικροσκοπικού παρασίτου σε σχήμα ατράκτου (ή ανοιχτηριού) που ευθύνεται για διάφορες ασθένειες του ύπνου και τη νόσο του Chagas.42 Το 1882, “ο Lankester ήταν o πρώτος που περιέγραψε το πρωτόζωο παράσιτο ως του τύπου που αργότερα αποδείχθηκε από τον C. L. A. Laveran ότι είναι ο αιτιολογικός παράγοντας της ελονοσίας”. Το παράσιτο, στο οποίο ο Lankester αναφέρθηκε ως Depranidium ranarum, μετονομάστηκε σε Lankerstella προς τιμήν του το 1892.43

    Για τον Lankester, τα «φαινομενικά αντίθετα» συχνά συνδέονται στενά στη Φύση.… Η μικρότερη αλλαγή στην ουσία που χορηγείται ή η μικρότερη διαφορά στη ζωτική ουσία ενός ατόμου… κάνει όλη τη διαφορά μεταξύ «δηλητηρίου» και «ωφελίμου».44 Ως εκ τούτου, οι σχετικά μικρές μεταβολές στις οικολογικές συνθήκες που προκύπτουν από την υπέρβαση κρίσιμων ορίων που οφείλονται σε ανθρωπο-κοινωνικές δράσεις, θα μπορούσαν να ενισχύσουν σε μεγάλο βαθμό τις οικολογικο-επιδημιολογικές σχέσεις, οδηγώντας στην εξάπλωση επιδημιών. Αυτή η ευρεία διαλεκτική και οικολογική προοπτική έμελλε να κάνει τις παρατηρήσεις του Lankester για τον ανθρώπινο ρόλο στην εξάπλωση των επιδημιών – πέρα από το πραγματικό παθογόνο παράσιτο – μοναδικές για την εποχή του.

    Το 1887, ο Lankester επισκέφτηκε το Ινστιτούτο Παστέρ (Pasteur) στο Παρίσι για πρώτη φορά, και έγινε επιστημονικός συνεργάτης του Pasteur. Εργάστηκε επίσης στενά τα τελευταία του χρόνια με τον Élie Metchnikoff, ο οποίος διαδέχθηκε τον Pasteur ως επικεφαλής του Ινστιτούτου. Ο Lankester ήταν το βασικό πρόσωπο για την οργάνωση της βρετανικής επιστημονικής και πολιτικής ελίτ για την υποστήριξη της έρευνας του Ινστιτούτου Παστέρ και για τη δημιουργία των προϋποθέσεων για την ίδρυση του παρόμοιου Ινστιτούτου Lister στην Αγγλία. Ως διευθυντής του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας στο Λονδίνο, το κύριο ζωολογικό κέντρο της Αγγλίας, ο Lankester δημιούργησε σημαντικές συλλογές κουνουπιών και μυγών τσε-τσε για ερευνητικούς σκοπούς.45

    Με την επέκταση της αποικιοκρατίας και του ιμπεριαλισμού στα τέλη του 19ου αιώνα, σημειώθηκε τεράστια αύξηση στις τροπικές ασθένειες, κυρίως στην αφρικανική ασθένεια του ύπνου (τρυπανοσωμίαση), η οποία αφάνισε ολόκληρους πληθυσμούς στην Κεντρική και Ανατολική Αφρική, σκοτώνοντας εκατοντάδες χιλιάδες ανθρώπους. Το παθογόνο παράσιτο εξαπλώθηκε μέσω της μύγας τσε-τσε. Μόλις το παράσιτο περνούσε τον αιματο-εγκεφαλικό φραγμό και μόλυνε το κεντρικό νευρικό σύστημα, ο ασθενής γινόταν ληθαργικός, έχανε τα λογικά του, έπεφτε σε κώμα και τελικά πέθαινε.46 Οι ευρωπαϊκές δυνάμεις είχαν διχοτομήσει την Αφρική το 1884–85, οδηγώντας σε μια μαζική επέκταση της αποικιοκρατίας και στη λεηλασία της ηπείρου. Καθώς οι Βρετανοί αποίκισαν την Ουγκάντα, ξέσπασε μια επιδημία τρυπανοσωμίασης, σκοτώνοντας το ένα τρίτο του πληθυσμού μέσα σε λίγα χρόνια. Επιδημίες τρυπανοσωμίασης ξέσπασαν επίσης στο Γαλλικό Κονγκό, στο Βελγικό Κονγκό και στις αποικίες της Γερμανίας και της Πορτογαλίας.47

    Ως πρόεδρος της Επιτροπής Τροπικών Νοσημάτων της Βασιλικής Εταιρείας (Royal Society’s Tropical Disease Committee), καθώς και ως διευθυντής του Βρετανικού Μουσείου Φυσικής Ιστορίας, ο Lankester αφιέρωσε πολλές από τις προσπάθειές του στα τέλη του αιώνα στην αναζήτηση των πηγών των τροπικών νοσημάτων, ιδίως της ασθένειας του ύπνου. Τα τρυπανοσώματα ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά στο ανθρώπινο αίμα το 1902. Ο Lankester συνεργάστηκε στενά με τον μικροβιολόγο David Bruce που ήταν ο πρώτος που απέδειξε επιστημονικά ότι η ασθένεια του ύπνου μεταδίδεται από τη μύγα τσε-τσε, η οποία επίσης μεταδίδει τις συγκεκριμένες παραλλαγές του παθογόνου παράσιτου που μολύνει τον άνθρωπο (Trypanosoma brucei gambiense και Trypanosoma brucei rhodesiense).48

    Το πιο αξιοσημείωτο σχετικά με την έρευνα του ίδιου του Lankester στον συγκεκριμένο τομέα ήταν η οικο-κοινωνική προσέγγιση της επιδημιολογίας. Ο Bruce είχε αρχικά ανακαλύψει το είδος του πρωτόζωου τρυπανοσώματος (Trypanosome brucei) που μολύνει οικόσιτα βοοειδή, προκαλώντας τη θανατηφόρα ασθένεια nagana. Αυτό το είδος τρυπανοσωμάτων διαβιούσε από καιρό σε μια καλοήθη σχέση με άγρια ζώα, όπως βουβάλια, αντιλόπες και άγρια βοοειδή. Έγινε θανατηφόρο μόνο όταν πέρασε στα οικόσιτα βοοειδή και στον άνθρωπο. Παρόλο που η ασθένεια του ύπνου προφανώς προϋπήρχε σε κάποιο βαθμό για πολλά χρόνια, οι αφρικανικοί πληθυσμοί είχαν καθιερώσει μια ισορροπία μεταξύ των φυσικών / άγριων οικοσυστημάτων και των ανθρώπων / εξημερωμένων ζώων49. Η αποικιοκρατία τα κατέστρεψε όλα.

    Ο Lankester, γράφοντας στο «Η εκδίκηση της φύσης: η ασθένεια του ύπνου», (“Nature’s Revenges: The Sleeping Sickness”) που περιλαμβάνεται στο Βασίλειο του Ανθρώπου (The Kingdom of Man), κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η ασθένεια του ύπνου «σύρθηκε μέσα από τις νέες εμπορικές διαδρομές προς το λεκανοπέδιο του Κονγκό» που δημιουργήθηκαν από τις αποικιακές δυνάμεις. «Η φρικτή θνησιμότητα που προκαλείται από αυτή την ασθένεια στην Κεντρική Αφρική», έγραψε, «φυσικά προκάλεσε το μεγαλύτερο άγχος» στη βρετανική κυβέρνηση, «η οποία είχε μόλις ολοκληρώσει τη σιδηροδρομική γραμμή από την Ανατολική Ακτή προς τις όχθες της λίμνης Victoria Nyanza».50

    Γράφοντας για το «Άνθρωπος και Νόσος» (“Man and Disease”) στο Βασίλειο του Ανθρώπου, ο Lankester παρουσίασε την υπόθεση ότι,

    «Στο, πέρα από την επίδραση του ανθρώπου, σύστημα της Φύσης δεν υπάρχει ασθένεια και δεν υπάρχει καμία σύνδεση μεταξύ ασυμβίβαστων μορφών ζωής, όπως ο Άνθρωπος έχει προκαλέσει στην επιφάνεια του πλανήτη… Είναι αξιοσημείωτο – και σε γενικές γραμμές, ενδέχεται να είναι λιγότερο αληθινό από ό,τι φαίνεται να προτείνει η σημερινή μας γνώση – ότι η προσαρμογή των οργανισμών στο περιβάλλον τους είναι τόσο απόλυτα πλήρης στη Φύση, εκτός από τον Άνθρωπο, που οι ασθένειες είναι άγνωστες και εμφανίζονται ως σταθερά και φυσιολογικά φαινόμενα υπό δεδομένες συνθήκες.… Φαίνεται να αποτελεί ισχύουσα άποψη ότι κάθε νόσος για την οποία ευθύνονται τα ζώα (και πιθανώς και τα φυτά), εξαιρουμένων ορισμένων παροδικών και εκτάκτων περιπτώσεων, οφείλεται στην παρέμβαση του ανθρώπου. Οι ασθένειες των βοοειδών, των προβάτων, των χοίρων και των αλόγων δεν είναι γνωστές παρά μόνο σε εξημερωμένα κοπάδια και σε εκείνα τα άγρια πλάσματα στα οποία τις έχουν μεταφέρει οι διαδικασίες εξημέρωσης του Ανθρώπου…Οι επιδημικές νόσοι παρασιτικής προέλευσης με τις οποίες ο πολιτισμένος άνθρωπος είναι δυστυχώς εξοικειωμένος φαίνεται ότι οφείλονται είτε στη δική του δραστηριότητα είτε, απουσία ανθρώπινης δραστηριότητας, σε μεγάλες και πιθανώς κάπως ξαφνικές γεωλογικές αλλαγές – αλλαγές στις συνδέσεις, και επομένως στην επικοινωνία, μεταξύ μεγάλων χερσαίων εκτάσεων.… Ο άνθρωπος έχει σπείρει τον όλεθρο στο είδος του και σε όλα τα είδη με τα οποία έρχεται σε επαφή, αναμιγνύοντας τα προϊόντα μιας περιοχής με τα προϊόντα μιας άλλης.… Στις άπληστες προσπάθειές του να παράγει μεγάλες ποσότητες ζώων και φυτών που εξυπηρετούν τον σκοπό του, και την επιθυμία του να οργανώσει τη δική του κούρσα για άμυνα και κατάκτηση, ο άνθρωπος έχει συσσωρεύσει φυσικούς πληθυσμούς ενός είδους σε χωράφια και ράντσα και αφύσικους πληθυσμούς του δικού του είδους σε πόλεις και φρούρια. Τέτοιες πυκνές συγκεντρώσεις ενός οργανισμού χρησιμεύουν ως έτοιμο πεδίο για τη διάδοση σπανίων και ασήμαντων παρασίτων από άτομο σε άτομο. Οι ανθρώπινες επιδημικές νόσοι, καθώς και αυτές των βοοειδών και των καλλιεργειών, οφείλονται, σε μεγάλο βαθμό, σε αυτήν την απρόσκοπτη δράση του ανθρώπου που δεν έχει σχέση με την επιστήμη.»51

    Οι επιδημίες στον άνθρωπο (καθώς και στα εξημερωμένα ζώα και φυτά) προέκυψαν συνεπώς από την οικολογική καταστροφή και την τεράστια συγκέντρωση των ανθρώπων και των οικόσιτων ζώων τους, συμπεριλαμβανομένων των μονοκαλλιεργειών και των κτηνοτροφικών μονάδων, που δημιούργησαν οδούς για την εξάπλωση των παθογόνων. Τέτοιες ασθένειες προέκυψαν από τη διαρροή των παθογόνων από τους φυσικούς ξενιστές τους προς τα οικόσιτα ζώα και τους ανθρώπους, λόγω των διαταραχών που προκλήθηκαν από τις ανθρώπινες ενέργειες.52 Και με τη βιοποικιλότητα να έχει μειωθεί και, σε πολλές περιπτώσεις, να έχει εξαλειφθεί, η εξάπλωση των ασθενειών έγινε πολύ πιο εύκολα. Επιπλέον, υπήρχαν συγκεκριμένες κοινωνικο-οικονομικές αιτίες που προκάλεσαν αυτές τις αλλαγές, που σχετίζονται με την αποικιακή επέκταση και την παγκοσμιοποίηση του καπιταλισμού, και έχουν να κάνουν με ένα σύστημα που κυριαρχείται από «αγορές» και «κοσμοπολίτες εμπόρους».

    Όπως έγραψε ο Lankester στο «Η εκδίκηση της φύσης: η ασθένεια του ύπνου» (“Nature’s Revenges: The Sleeping Sickness”):

    Είμαστε δικαιολογημένοι να πιστεύουμε ότι έως ότου ο άνθρωπος εισήγαγε τα τεχνητά επιλεγμένα και μεταφερθέντα είδη βοοειδών και αλόγων στην Αφρική, δεν υπήρχε η νόσος nagana [τρυπανοσωμίαση οικόσιτων ζώων]. Το Trypanosoma Brucei έζησε στο αίμα των άγριων ζώων σε απόλυτη αρμονία με τους ξενιστές του. Επίσης, είναι πιθανό ότι το παράσιτο της ασθένειας του ύπνου «άνθισε αθώα» σε κατάσταση προσαρμογής λόγω ανοχής των αυτόχθονων πληθυσμών και ζώων της Δυτικής Αφρικής. Μόνο όταν οι Άραβες έμποροι σκλάβων, οι Ευρωπαίοι εξερευνητές και οι Ινδοί κλέφτες καουτσούκ αναστάτωσαν τους ήσυχους πληθυσμούς της Κεντρικής Αφρικής και αναστάτωσαν με τη βία τους τις ιθαγενείς φυλές, το παράσιτο της ασθένειας του ύπνου έγινε μια θανατηφόρα μάστιγα – μία «δυσαρμονία», για να χρησιμοποιήσω τον όρο που εισήγαγε ο φίλος μου [Élie Metchnikoff].54

    Ο Lankester συνέχισε επιμένοντας στην ανάγκη επέκτασης της δημόσιας υγείας σύμφωνα με την παράδοση του Simon, διακηρύσσοντας την καπιταλιστική τάση οργάνωσης της ιατρικής «ως επάγγελμα με βάση την πληρωμή».55 Μόνο με τη συντονισμένη εμπλοκή της πολιτείας μπορεί να διασφαλιστεί η υγεία και η ασφάλεια του πληθυσμού.

    Η Δεύτερη Ασθένεια

    Παρά την επικράτηση του βιοϊατρικού μοντέλου, με τη στενή εστίασή του στην ιδιωτική ατομική υγεία, παρέμεινε μια ευρύτερη αντίληψη της κοινωνικοποιημένης ιατρικής, που βασίζεται σε μια ολιστική κατανόηση του κοινωνικο-οικονομικού και φυσικού περιβάλλοντος. Σημαντικοί συντελεστές αυτής της περιβαλλοντικής προσέγγισης είναι οι Du Bois, Hamilton, Bethune και Allende, καθένας από τους οποίους διερεύνησε πώς η οργάνωση και οι λειτουργίες της πολιτικής οικονομίας συνέβαλαν τόσο στην ανισότητα όσο και στην εξάπλωση των ασθενειών. Ο Bethune περιέγραψε αυτή την πτυχή ως «δεύτερη ασθένεια», η οποία έπρεπε να αναγνωριστεί ως «κοινωνικό έγκλημα», παρόμοια με την ιδέα του Ένγκελς για την κοινωνική δολοφονία.56

    Στο έργο του «Η Υγεία και Φυσική Κατάσταση των Νέγρων Αμερικανών» (The Health and Physique of the Negro American) (1906), ο Du Bois έδειξε πώς η αντιμετώπιση των επιδημιολογικών ανησυχιών θα έπρεπε να περιλαμβάνει την αντιμετώπιση φυλετικών αντιλήψεων, ειδικά όσον αφορά τις βιολογικές έννοιες σχετικά με τις έμφυτες ικανότητες και τις προδιαθέσεις. Ερεύνησε τις πιο πρόσφατες μελέτες στην ανθρωπολογία και διάφορες βιολογικές επιστήμες, οι οποίες έκριναν ότι ήταν «αδύνατο να χαράξουμε μια χρωματιστή γραμμή μεταξύ των μαύρων και των άλλων φυλών» όσον αφορά τα «φυσικά χαρακτηριστικά», έτσι οι μαύροι «δεν μπορούν να ξεχωρίσουν… ως απολύτως διαφορετικοί.»57 Συγκεκριμένα, αμφισβήτησε διάφορες κρανιακές ανθρωπομετρικές μελέτες, όπως αυτές του Γάλλου γιατρού Paul Broca στα μέσα έως τα τέλη του 1800, ο οποίος μετρούσε και ζύγιζε τον ανθρώπινο εγκέφαλο σε μια προσπάθεια να προτείνει ξεχωριστές εξελικτικές πορείες μεταξύ των διαφόρων λαών του κόσμου. Ο Du Bois επεσήμανε τα διάφορα προβλήματα με αυτές τις μελέτες, όπως τον ανεπαρκή αριθμό εγκεφάλων από τους μαύρους, σε σύγκριση με εκείνους των λευκών, και την αποτυχία να ληφθούν υπόψη τα κοινωνικά και δημογραφικά χαρακτηριστικά, όπως η ηλικία, η τάξη, το επάγγελμα και η διατροφή.

    Προκειμένου να αποδείξει τις κοινωνικές αιτίες των ασθενειών, ο Du Bois παρουσίασε μια σειρά συγκριτικών περιπτώσεων και καταστάσεων για να διαφωτίσει τις διαφορές στην υγεία και την ασθένεια. Αυτό αποκάλυψε την αδυναμία της άποψης ότι «οι νέγροι είναι εγγενώς κατώτεροι στη σωματική διάπλαση έναντι των λευκών».58 Αναφέρει λεπτομερώς πώς τα ποσοστά θανάτου των νέγρων στη Φιλαδέλφεια, αν και υψηλά σε σχέση με τους λευκούς, ήταν χαμηλότερα από τα ποσοστά θανάτου των λευκών σε πολλές άλλες περιοχές της χώρας, υποδεικνύοντας ότι εμπλέκονταν κι άλλοι παράγοντες εκτός από τη λεγόμενη βιολογική φυλή, ιδίως οι κοινωνικές σχέσεις της φυλής και της τάξης. Προκειμένου να σφυρηλατήσει αυτή την άποψη, ο Du Bois επεσήμανε ότι στις αρχές του εικοστού αιώνα στη Ρωσία, όπου το χάσμα μεταξύ της αριστοκρατίας / αστικής τάξης και των αγροτών / προλετάριων ήταν ιδιαίτερα μεγάλο, το «ποσοστό θανάτου λόγω φτώχειας» αποκάλυψε «μια πολύ μεγαλύτερη απόκλιση σε σχέση με το ποσοστό μεταξύ των εύπορων, από ότι το ποσοστό μεταξύ των νέγρων και των λευκών της Αμερικής». Παρόμοια αποτελέσματα υπήρξαν αναφορικά με τη Βρετανία, τη Σουηδία και τη Γερμανία, όπου το ποσοστό θνησιμότητας για τους φτωχούς ήταν διπλάσιο από εκείνο των πλουσίων, με τους «εύπορους» να κυμαίνονται μεταξύ των δύο ομάδων. Οι λευκοί που εργάζονταν στις αποθήκες του Σικάγο είχαν υψηλότερο ποσοστό θανάτων από τους νέγρους εντός της πόλης.

    Επισημαίνοντας αυτά τα γεγονότα, ο Du Bois διαφωνούσε με τα καθοριστικά επιχειρήματα που βασίζονταν στη βιολογική φυλή. Σε απάντηση, επεσήμανε αλληλοσυνδεόμενες μορφές καταπίεσης. Η υψηλή βρεφική θνησιμότητα, οι ασθένειες και το ευρύτερο ποσοστό θανάτων αντικατοπτρίζουν μια συνολική «κοινωνική κατάσταση», που περιλαμβάνει ανεπαρκή στέγαση, μολυσμένο νερό, έλλειψη αερισμού, ανεπαρκή διατροφή, ατμοσφαιρική ρύπανση και επικίνδυνες συνθήκες εργασίας – με όλα να συνδέονται με φυλετικές και ταξικές ανισότητες.59 «Η φθίση [φυματίωση]», επέμεινε, «δεν είναι φυλετική αλλά κοινωνική ασθένεια».60

    Δεκαετίες αργότερα, το 1947, ο κορυφαίος Βρετανός βιολόγος και μαρξιστής θεωρητικός J. B. S Haldane έγραψε ότι η φυματίωση σχετιζόταν στενά με οικονομικούς παράγοντες, κυρίως τα πραγματικά οικονομικά κέρδη, «με τις δύο καμπύλες» των πραγματικών εισοδημάτων και των ποσοστών θανάτου από φυματίωση νεαρών γυναικών στην Αγγλία «σχεδόν πανομοιότυπες η μία με την άλλη όταν κανείς τις κοίταζε αντεστραμμένες» – μια σχέση που θα αναμενόταν να ισχύει και για άλλες καταπιεσμένες ομάδες.

    Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι οι ανισότητες στην υγεία Νέγρων / Λευκών δεν ήταν σε καμία περίπτωση καθορισμένες, αλλά διέφεραν σε σχέση με την τάξη και την τοποθεσία, ο Du Bois παρείχε μια οριστική διάψευση της θεωρίας της φυλετικής κατωτερότητας των Νέγρων που προτάθηκε από τον ευγονιστή Frederick Hoffman στο Φυλετικά χαρακτηριστικά και τάσεις στους Αμερικανούς Νέγρους (Race Traits and Tendencies in the American Negro) (1896). Ο Hoffman ισχυρίστηκε ότι οι στατιστικές για την υγεία έδειχναν ότι η ευαισθησία των Νέγρων «στη φυματίωση αυτή καθαυτή θα αρκούσε για να σφραγίσει τη μοίρα τους ως φυλή».62 Στο οποίο ο Du Bois απάντησε:

    «Το αδιαμφισβήτητο γεγονός είναι… ότι σε ορισμένες ασθένειες οι νέγροι έχουν πολύ υψηλότερα ποσοστά λοίμωξης από τους λευκούς, και ιδιαίτερα στη φυματίωση, στην πνευμονία και στις παιδικές ασθένειες. Το ερώτημα είναι: Αυτό είναι φυλετικό χαρακτηριστικό [σχετίζεται, δηλαδή, με τη βιολογική φυλή]; Ο Hoffman θα μας καθοδηγούσε να πούμε ναι, και να συμπεράνουμε ότι αυτό σημαίνει πως οι νέγροι είναι εγγενώς κατώτεροι σε φυσική κατάσταση από τους λευκούς. Αλλά η διαφορά στη Φιλαδέλφεια μπορεί να αποδοθεί σε άλλους λόγους πέρα από τη φυλή. Τα υψηλά ποσοστά θνησιμότητας των νέγρων της Φιλαδέλφειας είναι παρόλα αυτά χαμηλότερα από αυτά των λευκών της Σαβάνα, του Τσάρλεστον, της Νέας Ορλεάνης και της Ατλάντα».63

    Η κριτική του Du Bois για την «κακή μεταχείριση του ανθρώπου» αναφορικά με την υγεία του πληθυσμού των Νέγρων στις Ηνωμένες Πολιτείες είχε φαινομενικά ισχυρή επίδραση. Ο John William Trask, βοηθός γενικός χειρουργός στην Υπηρεσία Δημόσιας Υγείας των ΗΠΑ, έγραψε ένα άρθρο το 1916 για το American Journal of Public Health σχετικά με τη φυλή και την υγεία που ήταν εκ διαμέτρου αντίθετο με το ειδικό τεύχος «Η Υγεία του Νέγρου» (“The Health of the Negro”) στο ίδιο περιοδικό το προηγούμενο έτος, εστιάζοντας όπως ο Du Bois στον ρόλο των ταξικών και οικονομικών παραγόντων και απορρίπτοντας τη βιολογική φυλή ως βάση για την ερμηνεία αποτελεσμάτων που αφορούν την υγεία.64Άρνολντ Μπέκλιν, Η πανούκλα, 1898, τέμπερα σε ξύλο, Μουσείο Τέχνης,Στις αρχές του εικοστού αιώνα, η γιατρός και (όπως η Kelley), κάτοικος του Hull House, Alice Hamilton, παρείχε πρωτοποριακές εργασίες που διερευνούσαν αυτό που ο Μαρξ, στο πνεύμα του Ραμαζίνι, ονόμασε «βιομηχανική παθολογία», ή εργασιακή και περιβαλλοντική υγεία. Εκείνη την εποχή, η βιομηχανική ιατρική δεν ήταν καλά εδραιωμένη στις Ηνωμένες Πολιτείες. Υπήρχαν λίγα δεδομένα. Οι γιατροί και τα αφεντικά των εταιρειών κατηγορούσαν την κακή υγεία, τις ασθένειες και τους τραυματισμούς σε μεμονωμένα περιστατικά εργαζομένων, υποδηλώνοντας ότι αυτοί είχαν αδύναμους οργανισμούς και υιοθετούσαν κακές συνήθειες υγιεινής. Η Hamilton διέλυσε συστηματικά αυτά τα επιχειρήματα μέσω εκτεταμένων ερευνών σχετικά με τις συνθήκες εργασίας. Διεξήγαγε λεπτομερείς μελέτες σχετικά με την εργασιακή δραστηριότητα σε αμέτρητα εργοστάσια, εξετάζοντας τις συνθήκες, τις χημικές ουσίες και τα υλικά που χρησιμοποιούνταν στην παραγωγή, τα σημεία έκθεσης και τις παθήσεις από τις οποίες υπέφεραν οι εργαζόμενοι.65

    Το 1908, η Hamilton παρατήρησε ότι οι Ηνωμένες Πολιτείες είχαν τόση εμμονή με την επέκταση της βιομηχανικής παραγωγής που δεν κατάφεραν να «αποτιμήσουν τους νεκρούς και τους τραυματίες» σε αυτές τις επιχειρήσεις.66 Διέκρινε τις εργασίες που ήταν εγγενώς επικίνδυνες επειδή περιλάμβαναν δηλητηριώδεις ουσίες από εκείνες που ήταν επικίνδυνες λόγω κακών συνθηκών εργασίας. Και οι δύο περιπτώσεις απαιτούσαν ιδιαίτερη προσοχή, καθώς συνέβαλαν με διαφορετικούς τρόπους στη διατάραξη της ανθρώπινης υγείας και μεταξύ των πληθυσμών που διακρίνονταν ανά τάξη, φυλή και φύλο.

    Μέσω της επιθεώρησης εργοστασίων, εκτεταμένων συνεντεύξεων και συλλογής δεδομένων σχετικά με τη δηλητηρίαση, η Hamilton κατέγραψε τοξικές διαταραχές που σχετίζονταν με υδράργυρο, αρσενικό, φώσφορο, χρωστικές ανιλίνης, βενζόλιο, ράδιο και μόλυβδο, χωρίς να περιορίζονται μόνο σε αυτές τις ουσίες. Αποκάλυψε πώς ο μόλυβδος χρησιμοποιούταν ευρέως σε όλη τη βιομηχανία, με αποτέλεσμα τη δηλητηρίαση των εργαζομένων από αυτό το στοιχείο, η οποία επηρεάζει αρνητικά το νευρικό σύστημα. Στις γυναίκες, αυτή η έκθεση σχετίστηκε με τις αποβολές. Η Hamilton εξήγησε ότι τα συμπτώματα της δηλητηρίασης από μόλυβδο γενικά δεν εκδηλώθηκαν έως ότου η κατάσταση ήταν αρκετά σοβαρή. Επιπλέον, η έκθεση θα μπορούσε να λάβει χώρα σε πολλά μέτωπα. Στα εργοστάσια που χρησιμοποιούσαν άλατα μολύβδου, οι εργαζόμενοι εισέπνεαν αυτό το υλικό καθώς αποτελούσε μέρος της σκόνης που αιωρούταν. Επομένως, ήταν απαραίτητο να ληφθούν υπόψη οι χρονικές πτυχές και οι διάφοροι οδοί της οικολογίας της νόσου.67 Με βάση την έρευνά της σχετικά με τους κινδύνους της έκθεσης σε μόλυβδο, η Hamilton προειδοποίησε το 1925 κατά της χρήσης μολύβδου στη βενζίνη, σημειώνοντας ότι αποτελούσε κίνδυνο για τη δημόσια υγεία και για το περιβάλλον.

    Στην έρευνά της για τη βιομηχανία καουτσούκ, η οποία βρισκόταν ακόμη στα αρχικά στάδια της εξέλιξής της, η Hamilton σημείωσε: «Δεν ήταν εύκολο να εξασφαλιστεί η επιθυμητή πληροφορία, καθώς η φύση των χημικών ουσιών που χρησιμοποιούνται στη σύνθεση και την ανάκτηση καουτσούκ προστατεύεται προσεκτικά ως πολύτιμο εμπορικό μυστικό, ενώ η εργασιακή νόσος μεταξύ των εργαζομένων στη βιομηχανία καουτσούκ γίνεται συχνά αντιληπτή μόνο από τον γιατρό της εταιρίας ο οποίος θεωρεί ως καθήκον του προς τους εργοδότες του να τηρεί μυστικά τέτοια περιστατικά.»68 Αυτά τα εμπορικά μυστικά οδήγησαν στην καθυστέρηση της διάγνωσης της αιτίας για την οποία οι εργαζόμενοι εμφάνισαν κυάνωση, με τα χείλη τους να γίνονται μπλε. Τελικά, ανακαλύφθηκε ότι όλοι αυτοί οι εργαζόμενοι μεταχειρίζονταν την ουσία ανιλίνη. Τόνισε επίσης έναν διαλύτη, το δισουλφίδιο του άνθρακα, που χρησιμοποιείται στην κατασκευή καουτσούκ, ο οποίος επηρέαζε το κεντρικό νευρικό σύστημα. Οι εργαζόμενοι το εισέπνεαν αλλά μπορούσαν και να το  απορροφήσουν μέσω του δέρματός τους. Τα άτομα που επηρεάστηκαν ανέπτυξαν έντονους πονοκεφάλους, κόπωση, κατάθλιψη και προβλήματα βάδισης. Δεδομένης της έκθεσης σε τόσες πολλές διαφορετικές τοξικές χημικές ουσίες, η Hamilton τόνισε ότι τα νοσοκομεία, συμπεριλαμβανομένων των ασύλων, έπρεπε να καταγράψουν το επάγγελμα των ασθενών ώστε να προσδιορίσουν την πιθανή πηγή των νόσων, αντί να αντιμετωπίσουν αυτές τις καταστάσεις ως μεμονωμένα περιστατικά.69

    Λόγω του καταμερισμού εργασίας με βάση το φύλο, οι γυναίκες υπέφεραν από διάφορες ασθένειες που σχετίζονταν με συγκεκριμένες συνθήκες εργασίας. Η Hamilton σημείωσε ότι, στα εργοστάσια κλωστοϋφαντουργίας, οι εργαζόμενες υπέφεραν από πνευμονικές παθήσεις λόγω της εισπνοής σωματιδίων βαμβακιού και μαλλιού. Μαζί με τον John B. Andrews, περιέγραψε λεπτομερώς πώς οι γυναίκες που εργάζονταν σε εργοστάσια παραγωγής σπίρτων υπέφεραν από φωσφορική νέκρωση λόγω της έκθεσης σε λευκό φώσφορο. Η Hamilton απέδειξε ότι οι κοινωνικές συνθήκες ήταν αυτές που ευθύνονταν για την εμφάνιση και διάδοση συγκεκριμένων ασθενειών και παθήσεων μεταξύ του πληθυσμού. Οι κοινωνικές ανισότητες, όπως αυτές που σχετίζονται με τον καταμερισμό της εργασίας στις γυναίκες και τους μετανάστες, είχαν ως αποτέλεσμα διαφορετικές εκθέσεις σε δηλητήρια και επικίνδυνες εργασίες.

    Ο Bethune, ένας Καναδός γιατρός, ο οποίος υπηρέτησε ως χειρουργός στον Ισπανικό Εμφύλιο Πόλεμο και αργότερα στην Κινεζική Επανάσταση, υποστήριξε το 1936, στο συνέδριο της Ιατρο-Χειρουργικής Εταιρείας στο Μόντρεαλ, ότι ο καπιταλισμός «παράγει κακή υγεία» και ότι το ιατρικό του σύστημα καθορίζεται από τον «αδηφάγο ατομικισμό», σύμφωνα με τον οποίο οι γιατροί «πλουτίζουν εις βάρος των δυστυχιών των συνανθρώπων μας».70 Ο ίδιος είχε κατορθώσει να ανακάμψει νωρίς από τη φυματίωση. Όταν μίλησε με ριζοσπάστες γιατρούς που ήταν μέλη των απελευθερωτικών δυνάμεων στην Κίνα το 1939, δήλωσε: «Ως γιατρός υπέφερα από δύο πολύ δύσκολες ασθένειες. Είχα μόλις αρχίσει να διανύω το δρόμο του χειρουργού όταν κατέληξα με μια κακή περίπτωση φυματίωσης.… Η «δεύτερη ασθένειά μου»… καλά, αυτό δεν ήταν τόσο απλό.… κατάλαβα ότι η φυματίωση δεν ήταν απλώς μια ασθένεια αλλά ένα κοινωνικό έγκλημα… Έχω μάθει τι πρέπει να κάνω για να θεραπεύσω αυτή τη δεύτερη ασθένεια».71

    Η πλειοψηφία των πολιτών σε μια καπιταλιστική κοινωνία, παρατήρησε ο Bethune, λάμβανε ελάχιστη ή καθόλου υγειονομική περίθαλψη κάθε χρόνο, απλώς και μόνο επειδή δεν ήταν σε θέση να την αντέξει οικονομικά. Η ιατρική είχε γίνει ένα πολυτελές εμπόριο, στο οποίο οι γιατροί «πωλούν ψωμί στην τιμή των κοσμημάτων».72 Οι άνθρωποι υπέφεραν άσκοπα και πέθαιναν υπό αυτές τις συνθήκες. Δήλωσε ότι η ιδιωτική υγεία ήταν άνευ περιεχομένου στον βιομηχανικό καπιταλισμό. Αντ ‘αυτού, «όλη η υγεία είναι δημόσια υγεία».73 Στη συνέχεια επέμεινε ότι η «κοινωνικοποιημένη ιατρική» ήταν απαραίτητη, που σημαίνει ότι «η προστασία της υγείας γίνεται δημόσια ιδιοκτησία», «υποστηρίζεται από δημόσιους πόρους», «η υπηρεσία είναι διαθέσιμη σε όλους», «οι εργαζόμενοι πρέπει να πληρώνονται από το κράτος», και υπάρχει «μία δημοκρατική αυτοδιοίκηση από τους ίδιους τους εργαζομένους στον τομέα της υγείας».74 Στο πλαίσιο αυτού του μετασχηματισμού, διατύπωσε μια προσέγγιση της οικολογίας της ασθένειας:

    «Οποιοδήποτε σχέδιο για τη θεραπεία της συγκεκριμένης ασθένειας που δεν λαμβάνει υπόψη τον άνθρωπο στο σύνολό του,  ως μια συνισταμένη της περιβαλλοντικής πίεσης και του άγχους, είναι βέβαιο ότι θα αποτύχει. Η φυματίωση δεν είναι απλώς μια νόσος των πνευμόνων. Είναι μια ριζική αλλαγή ολόκληρου του σώματος που συμβαίνει όταν ο άνθρωπος, θεωρούμενος ως ένας οργανισμός που ενεργεί υπό την επίδραση και είναι το προϊόν του περιβάλλοντός του, αποτυγχάνει να ελέγξει ή να υποτάξει ορισμένες ζημιογόνες δυνάμεις που ενεργούν στο σώμα και το μυαλό του. Αφήστε τον να επιμείνει να συνεχίσει σε ένα τέτοιο περιβάλλον και θα πεθάνει. Αλλάξτε αυτούς τους παράγοντες, τόσο εξωτερικούς όσο και εσωτερικούς, ρυθμίστε από την αρχή το περιβάλλον του, και ο άνθρωπος, στις περισσότερες περιπτώσεις, θα ανακάμψει».75

    Ο Bethune έδειξε πώς οι περιβαλλοντικές αλλαγές ασκούνταν ήδη από τους εύπορους που είχαν φυματίωση, καθώς εκείνοι πήγαιναν στα σανατόρια για να ξεκουραστούν, να φάνε θρεπτικά φαγητά και να απολαύσουν καθαρό αέρα. Σε αντιδιαστολή οι φτωχοί, στο υπάρχον σύστημα, πέθαιναν, λόγω έλλειψης θεραπείας και κατάλληλης φροντίδας. Με την κοινωνικοποιημένη ιατρική και ένα κοινωνικο-οικονομικό σύστημα που βασίζεται στην ικανοποίηση και την εξυπηρέτηση των ανθρώπινων αναγκών, το ευρύτερο φάσμα των κοινωνικο-οικονομικών σχέσεων θα μπορούσε να αντιμετωπιστεί, ως μέρος της εξάλειψης της δεύτερης ασθένειας: η κοινωνική δολοφονία που δημιουργήθηκε από τις καπιταλιστικές σχέσεις παραγωγής.

    Ενστερνιζόμενος αυτή την άποψη, ο Bethune αφιέρωσε τη ζωή του στον αγώνα για ένα τέτοιο μέλλον. Μετά το θάνατό του από δηλητηρίαση το 1939, μετά από χειρουργική επέμβαση σε έναν τραυματισμένο Κινέζο στρατιώτη, ο Mao Zedong έγραψε συγκινητικά: «Ο σύντροφος Bethune ήταν γιατρός, η τέχνη της θεραπείας ήταν το επάγγελμά του και τελειοποιούσε συνεχώς τις ικανότητές του», διέθετε ένα «αληθινό κομμουνιστικό πνεύμα» και έδειξε μια πλήρη «αφοσίωση στους άλλους.… είμαι βαθιά θλιμμένος για τον θάνατό του». Ήταν «ένας άνθρωπος… με αξία για τους άλλους ανθρώπους».76

    Το 1939, την ίδια χρονιά που απεβίωσε ο Bethune στην Κίνα, ο Allende έγραψε το κλασικό επιδημιολογικό του έργο, Η Χιλιανή Ιατρο-Κοινωνική Πραγματικότητα (The Chilean MedicoSocial Reality), ενώ υπηρετούσε ως υπουργός υγείας στην κυβέρνηση του Λαϊκού Μετώπου με επικεφαλής τον Pedro Aguirre Cerda. Ο Allende εξήγησε: «Το άτομο στην κοινωνία δεν είναι μια αφηρημένη οντότητα: ο άνθρωπος γεννιέται, αναπτύσσεται, ζει, εργάζεται, αναπαράγεται, αρρωσταίνει και πεθαίνει υπό αυστηρή υποταγή στο περιβάλλον, του οποίου οι εναλλασσόμενες συνθήκες ενεργοποιούν διαφορετικούς τρόπους αντίδρασης, έναντι των αιτιολογικών παραγόντων της νόσου. Το υλικό περιβάλλον καθορίζεται από τους μισθούς, τη διατροφή, τη στέγαση, τα ρούχα, τον πολιτισμό και πρόσθετους συγκεκριμένους και ιστορικούς παράγοντες».77 Ο Allende, όπως οι Du Bois και Bethune, χαρακτήρισε τη φυματίωση ως μία «κοινωνική ασθένεια» λόγω της πολύ μεγαλύτερης συχνότητας εμφάνισής της στους πληθυσμούς της εργατικής τάξης. Θεώρησε ασθένειες όπως ο τύφος, ως εκδηλώσεις προλεταριοποίησης και πτώχευσης. Όπως έγραψε ο Howard Waitzkin, «η έκθεση του Allende σχετικά με τους κοινωνικούς παράγοντες που συμβάλλουν στην αιτιολογία των μολυσματικών νόσων προμήνυσε πολλές εμφάσεις της σύγχρονης επιδημιολογίας. Τα επιχειρήματά του ξεπέρασαν την αναζήτηση συγκεκριμένων αιτιολογικών παραγόντων και θεραπειών – που αποτελούσαν την κυρίαρχη προοπτική της δυτικής ιατρικής τη στιγμή που έγραφε ο Allende».78

    Όπως ο Marx, έτσι και ο Allende αναφέρθηκε στις εργασιακές νόσους ως μία «κοινωνική παθολογία» που προωθεί η καπιταλιστική εκβιομηχάνιση. Υπογράμμισε τις ανεπάρκειες της δυτικής ιατρικής, οι οποίες την ανάγκασαν να αγνοήσει σχεδόν εντελώς τον ρόλο της εργασιακής νόσου, με αποτέλεσμα την έλλειψη πληροφοριών σχετικά με το θέμα.79

    Ο Allende ασχολήθηκε ιδιαίτερα με τις επιπτώσεις του ιμπεριαλισμού στον περιορισμό της κοινωνικής ιατρικής στη Λατινική Αμερική και σε ολόκληρο τον τρίτο κόσμο. Ήταν ίσως ο πρώτος που άσκησε κριτική στις μεγάλες φαρμακοβιομηχανίες ως φορείς της κυριαρχίας της υγείας από μονοπωλιακά κεφάλαια και ιμπεριαλιστικές δυνάμεις. Τόνισε τις πολύ υψηλότερες τιμές για τα εμπορικά σήματα και την παραπλανητική εμπορική προπαγάνδα των κορυφαίων πολυεθνικών φαρμακευτικών εταιρειών. Αφού εξελέγη πρόεδρος της Χιλής στην κυβέρνηση της Λαϊκής Ενότητας το 1970, προώθησε την εθνικοποίηση της φαρμακευτικής βιομηχανίας, η οποία ελεγχόταν από ξένες διεθνείς εταιρείες και ζήτησε να γίνεται έλεγχος στις τιμές των φαρμάκων.80

    Καπιταλισμός έναντι Οικοσοσιαλιστικής Επιδημιολογίας

    Ο θάνατος του Allende το 1973, κατά τη διάρκεια του πραξικοπήματος της Χιλής που ξεκίνησε ο Augusto Pinochet και υποστηρίχθηκε από τις Ηνωμένες Πολιτείες, σηματοδότησε, ταυτόχρονα, όχι μόνο την κατάρρευση ενός από τα μεγάλα σοσιαλιστικά πειράματα και την έναρξη του νεοφιλελευθερισμού από τη στρατιωτική δικτατορία του Pinochet σε συνεργασία με τους οικονομολόγους του Σικάγου με επικεφαλής τον Milton Friedman· αντιπροσώπευε επίσης την απώλεια του Allende ως μιας από τις σπουδαίες προσωπικότητες της κοινωνικής ιατρικής. Πουθενά ο νεοφιλελευθερισμός δεν είχε πιο καταστροφικές επιπτώσεις από την καταστροφή των εγχειρημάτων δημόσιας υγείας και κοινωνικής ιατρικής σε όλο τον κόσμο.81

    Η ριζοσπαστική άνοδος τη δεκαετία του 1970, ωστόσο, οδήγησε σε σημαντικές ανακαλύψεις στην κοινωνική επιδημιολογία, οι οποίες συνεχίστηκαν στη δεκαετία του ’80 και συγχωνεύθηκαν τη δεκαετία του ’90 με οικολογικές προοπτικές. Αυτό χρησίμευσε στην αναζωογόνηση και επέκταση της διαλεκτικής προοπτικής των Αέρων, Υδάτων και Τόπων σχετικά με την ενσωμάτωση της ανθρωπότητας στο ευρύτερο περιβάλλον της, που προωθούταν από καιρό από τους υλιστές και τους σοσιαλιστές διανοούμενους. Έτσι, η κυρίαρχη καπιταλιστική επιδημιολογική προοπτική των βιοϊατρικών παραγόντων και του τρόπου ζωής αμφισβητήθηκε ολοένα και περισσότερο από τη δεκαετία του 1970 από μια προσέγγιση που υπογράμμισε «την οικο-σοσιαλιστική θεωρία της κατανομής των ασθενειών: ενσαρκώνοντας το κοινωνικό και οικολογικό πλαίσιο». 82 Αυτά τα χρόνια έλαβε χώρα η άνοδος του διαλεκτικού ιστορικού υλισμού με το έργο ριζοσπαστικών μορφών, όπως η Hilary και ο Steven Rose, που προώθησαν κινήματα όπως το «επιστήμη για τους ανθρώπους» (“science for the people”) στις Ηνωμένες Πολιτείες και το Ηνωμένο Βασίλειο, εισάγοντας τις έννοιες της «υλιστικής επιδημιολογίας», της «πολιτικής οικονομίας της υγείας» και της «κοινωνικής αιτιολογίας της νόσου».83 Ενδεικτικά αυτών των επαναστατικών νέων εξελίξεων αναφέρεται ότι η Barbara και ο John Ehrenreich δημοσίευσαν το Η Αμερικανική Δυναστεία της Υγείας το 1970. Ο Vicente Navarro ίδρυσε το 1971 το σημαντικότερο όργανο κριτικής στην κοινωνική ιατρική, το περιοδικό International Journal of Health Services. Η Barbara Ehrenreich και η Deirdre English ολοκλήρωσαν το Μάγισσες, Μαίες και Νοσοκόμες (Witches, Midwives, and Nurses) το 1973. Ο Lesley Doyal έγραψε την Πολιτική Οικονομία της Υγείας (The Political Economy of Health) το 1979. Ο Waitzkin ολοκλήρωσε τη Δεύτερη Ασθένεια (The Second Sickness) το 1983. Οι Levins και Richard Lewontin εξέδωσαν το Ο Διαλεκτικός Βιολόγος (The Dialectical Biologist) το 1985 και ο David Himmelstein και ο Steffie Woolhandler συνέστησαν το Γιατροί για ένα Εθνικό Πρόγραμμα Υγείας (Physicians for a National Health Program) το 1987 (ένα χρόνο μετά την επιμέλεια ενός ειδικού τεύχους του Monthly Review με θέμα «Επιστήμη, Τεχνολογία και Καπιταλισμός»).84

    Στη δεκαετία του 1990, αυτές οι κρίσιμες προοπτικές για την ιατρική, την υγεία και τις ασθένειες συγχωνεύτηκαν με τις νέες οικολογικά προσανατολισμένες προσεγγίσεις, που χαρακτηρίζονταν ειδικά από την «οικο-σοσιαλιστική θεωρία της κατανομής των ασθενειών» (“ecosocial theory of disease distribution”) της Nancy Krieger, στην οποία ενσωμάτωσε «κατασκευές που σχετίζονται με την πολιτική οικονομία, την πολιτική οικολογία, τα οικοσυστήματα, χωροχρονικές κλίμακες και επίπεδα, βιολογικά μονοπάτια υλοποίησης και την κοινωνική παραγωγή της επιστημονικής γνώσης» προκειμένου να ξεπεραστεί το περιορισμένο, φιλικό προς το κεφάλαιο βιοϊατρικό μοντέλο της υγείας και της νόσου.85 Αυτή η οικο-σοσιαλιστική προσέγγιση είναι σύμφωνη με μία μακρά ιστορία της ανθρώπινης οικολογίας, που αντανακλάται στο έργο του ιστορικού-υλιστή βιολόγου Lancelot Hogben το 1930, με την ολιστική του έμφαση στο «οικολογικό σύστημα του ανθρώπου» (“the ecological system of man”).86

    Στο βιβλίο Βιολογία υπό Επιρροή (Biology Under the Influence) το 2007, οι Lewontin και Levins επέκριναν ρητά την ακραία αναγωγή του έργου του ανθρώπινου γονιδιώματος που υποθέτει ότι η ασθένεια μπορεί να καταπολεμηθεί με σχεδιασμένα γονίδια, χωρίς να ληφθεί υπόψη η «τριπλή έλικα» που αντιπροσωπεύεται από τη διαλεκτική του γονιδίου, του οργανισμού, και του περιβάλλοντος.87 Παρόμοιες αναγωγικές φαντασιώσεις προέκυψαν από εκείνους που πίστευαν ότι τα αντιβιοτικά θα μπορούσαν να θεραπεύσουν όλες τις βακτηριακές λοιμώξεις, αποτυγχάνοντας να κατανοήσουν ότι τα βακτήρια, ως ζωντανοί οργανισμοί, εξελίσσονται και μεταλλάσσονται, αναιρώντας τις δράσεις συγκεκριμένων αντιβιοτικών. Η υπερβολική χρήση αντιβιοτικών στον καπιταλισμό, ιδιαίτερα σε μεγάλης κλίμακας αγροτικές επιχειρήσεις και εργοστάσια εκτροφής κοτόπουλων, όπου τα αντιβιοτικά χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπιση βακτηριακών νόσων που σχετίζονται με τον υπερπληθυσμό, έχει οδηγήσει στην ταχεία εξέλιξη ανθεκτικών στα αντιβιοτικά βακτηρίων ή “superbugs“, απειλώντας τον ανθρώπινο πληθυσμό — παράγοντας ακόμη μια περίπτωση αυτού στο οποίο ο Lankester (μετά τον Ένγκελς)  αναφερόταν ως «Η Εκδίκηση της Φύσης».88

    Για τον Levins, γράφοντας στο «Είναι ο καπιταλισμός μια Ασθένεια;» (“Is Capitalism a Disease?”), οι πέντε πρωταρχικές κοινωνικές απαντήσεις στη σύγχρονη κρίση της υγείας απαιτούν την εστίαση στα ακόλουθα: (1) υγεία του οικοσυστήματος, (2) περιβαλλοντική δικαιοσύνη, (3) κοινωνικό προσδιορισμό της υγείας, (4 ) υγειονομική περίθαλψη για όλους και (5) εναλλακτική ιατρική.89 Σε αυτά πρέπει να προστεθεί, όπου είναι δυνατόν, μια οικο-σοσιαλιστική προσέγγιση της επιστημονικής έρευνας στον τομέα της ιατρικής. Η χώρα που παρουσιάζει καλύτερα μια τέτοια κοινωνική προσέγγιση στην υγειονομική περίθαλψη είναι η Κούβα, όπου λαμβάνονται υπόψη όλοι αυτοί οι παράγοντες. Παρά το γεγονός ότι είναι μια μικρή, φτωχή χώρα που αντιμετωπίζει οικονομικό αποκλεισμό από τις Ηνωμένες Πολιτείες, η Κούβα έχει αναδειχθεί ως παγκόσμιος ηγέτης στη βιοτεχνολογία. Για παράδειγμα, είναι η μόνη χώρα στη Λατινική Αμερική που αναπτύσσει εμβόλια έναντι της COVID-19.90 Αυτό οφείλεται στην σοσιαλιστική και οικολογική της προσέγγιση, σύμφωνα με την οποία θεωρεί την υγεία ως βασική παραγωγική συνιστώσα, στην οποία μετρά το συνολικό «ανθρώπινο κεφάλαιο», αντί να ορίζεται απλώς ως χαρακτηριστικό των ατόμων, διαμεσολαβούμενο από την κοινωνική τάξη. Έτσι, η Κούβα έχει υιοθετήσει έναν εντελώς διαφορετικό τρόπο επιστημονικής έρευνας, ο οποίος βασίζεται στην αντίληψη ότι η γνώση είναι συλλογική, διεπιστημονική, συγκεκριμένη, τοπική και συχνά σιωπηλή. Αυτό, όπως εξήγησε ο Agustín Lage Dávila, διευθυντής του Κέντρου Μοριακής Ανοσολογίας στην Αβάνα, έρχεται σε αντιπαράθεση με τις κυρίαρχες ατομικιστικές, αναγωγικές, μη τοπικές και εξω-περιβαλλοντικές προσεγγίσεις που χαρακτηρίζουν το κυρίαρχο κεφαλαιοκρατικό μοντέλο επιστημονικής έρευνας.91Βαρελάς Τακης /”Πανδημίας Εποχή” / 35cm X 50cm / ξηρό παστέλ σε χαρτί.Με την απαρχή της πανδημίας COVID-19, η σημασία της ιστορικής-υλιστικής επιδημιολογίας έχει γίνει ολοένα και πιο εμφανής, όπως στο έργο του Rob Wallace, συγγραφέα των Οι Μεγάλες Φάρμες γεννούν τη Μεγάλη Γρίπη και Νεκρούς Επιδημιολόγους (Big Farms Make Big Flu and Dead Epidemiologists).92 Για τον Wallace και τους επιδημιολόγους που σχετίζονται με την Structural One Health (μια πιο κρίσιμη, οικο-σοσιαλιστική παραλλαγή της πλέον κυρίαρχης προσέγγισης One Health που υιοθετήθηκε από τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας), το κλειδί είναι η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το νέο κύμα θανατηφόρων επιδημιών συνδέεται όχι με τις «απόλυτες γεωγραφικές θέσεις», αλλά με τα κυκλώματα του κεφαλαίου που εισήχθησαν από τη νεοφιλελεύθερη παγκοσμιοποίηση. Αυτό περιλαμβάνει την καταστροφή των οικοσυστημάτων και τη συσσώρευση τεράστιων μονοκαλλιεργειών μεμονωμένων ειδών, ιδίως στις ζωικές μονάδες. Όλα αυτά ενθαρρύνουν τη διαρροή ζωονόσων σε εξημερωμένα ζώα και ανθρώπους, που μεταδίδονται στα κυκλώματα του κεφαλαίου, δημιουργώντας αυτό που ονομάζεται «οικολογική ανατροπή». Η επέκταση των καπιταλιστικών εμπορικών αλυσίδων και η νεοφιλελεύθερη κατεδάφιση των συστημάτων δημόσιας υγείας έχουν αυξήσει την ταχύτητα με την οποία οι ασθένειες εξαπλώνονται παγκοσμίως, καθιστώντας τους πληθυσμούς – ιδιαίτερα τους φτωχούς και φυλετικά καταπιεσμένους – πιο ευάλωτους.93

    Όπως εξήγησε ο Wallace, «ο καπιταλισμός δεν αφορά μόνο την παραγωγή μεταβολικών ρήξεων μεταξύ της οικονομίας και της οικολογίας μας στο δρόμο προς το κέρδος, καταστρέφοντας την ικανότητά μας να αναπαραγόμαστε ως πολιτισμός. Πρόκειται επίσης για την παραγωγή νέων οικολογιών που αναπαράγουν το κεφάλαιο που απαλλοτριώνει το δίκτυο της ζωής».94 Μια παρόμοια άποψη προτείνεται από τον οπαδό του Μαρξ και του Kalecki, τον οικονομολόγο Riccardo Bellofiore, ο οποίος έχει δηλώσει δυναμικά: «Η υπόγεια ρίζα» της τρέχουσας κρίσης του κορωνοϊού, στις πολλαπλές οικονομικές, επιδημιολογικές και οικολογικές πτυχές της, έγκειται στη «συστηματική ληστεία και καταστροφή του «άλλου» για το κεφάλαιο.… Τόσο η «εξωτερική» φύση όσο και τα ανθρώπινα όντα ως μέρος της φύσης, στη διαλεκτική τους αλληλεπίδραση» υπόκεινται τώρα σε αυτό το σύστημα της καθολικής αποξένωσης. Αυτό οδήγησε την παρούσα στιγμή σε «μια ιδιαίτερα δραματική και ρητή περίπτωση απώλειας ελέγχου του μεταβολισμού μεταξύ της φύσης και της ανθρώπινης παρέμβασης».95

    Σήμερα η ιδέα ότι τα ανθρώπινα όντα μπορούν να κατανοηθούν εκτός του ευρύτερου περιβάλλοντός τους έχει αποδειχθεί ότι είναι ένα από τα πιο θανατηφόρα λάθη στη μακρά ιστορία της ανθρωπότητας. Η επιστροφή σε μια διαλεκτική προοπτική για την ανθρωπότητα και τη φύση, που ανιχνεύεται πίσω στους αρχαίους Έλληνες και στην αντίληψη του Περί Αέρων, Υδάτων και Τόπων, και διατηρήθηκε και ενισχύθηκε εδώ και χιλιετίες μέσα από το έργο υλιστών, σοσιαλιστών και οικολόγων στοχαστών, είναι μια υπαρξιακή απαίτηση για οικολογική διαβίωση στην Ανθρωπόκαινο εποχή, σε έναν κόσμο πέρα από το κεφάλαιο.ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

    Οι συγγραφείς χρησιμοποιούν σε όλη την έκταση του άρθρου τον όρο «Negro» αντί του πιο συνήθη, στη σύγχρονη βιβλιογραφία, «Afro-American». Αυτός είναι ο λόγος που επιλέξαμε τη χρήση του όρου «Nέγρος» στη μετάφραση.ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ

    Η συντακτική επιτροπή του InS ευχαριστεί την αρχιτέκτονα / εικαστικό κ. Βασιλική Φίλου για την προσφορά του πίνακα με τον τίτλο «Αλληγορία Νο 2» και τον ζωγράφο Παναγιώτη (Τάκη) Βαρελά, μέλος του ΔΣ του Εθνικού Μουσείου Σύγχρονης Τέχνης (ως εκπρόσωπος του Επιμελητήριου Εικαστικών Τεχνών Ελλάδας) για τη προσφορά του πίνακά του από τη σειρά έργων με τον τίτλο «ΠΑΝΔΗΜΙΑΣ ΕΠΟΧΗ», που φιλοτεχνήθηκαν για τη στήριξη του κινήματος των υγειονομικών κατά τη διάρκεια της πανδημίας, καθώς και για την υπόδειξη του αφιερώματος του εικαστικού Ανδρέα Μαράτου με τίτλο «Ζωγραφικά βλέμματα σε καιρούς πανδημιών» στην ιστοσελίδα alt.gr από το οποίο αντλήθηκαν οι πίνακες μεγάλων ζωγράφων με θέματα σχετικά με τις πανδημίες.

    1. Frederick Engels, Socialism: Utopian and Scientific (New York: International Publishers, 1978), 45.
    2. Hippocratic author, Airs, Waters, and Places, διαθέσιμο στη σελίδαmit.edu. Βλ. επίσης Hippocratic Writings (London: Penguin, 1950). Στο κείμενο, ακολουθούμε τον Benjamin Farrington, καθώς αναφέρεται στον τίτλο ως Airs Waters Places. Βλ. Benjamin Farrington, Head and Hand in Ancient Greece (London: Watts and Co., 1947), 39.
    3. Charles E. Rosenberg, “Epilogue: Airs, Waters, Places,” Bulletin of the History of Medicine 86 (2012): 661; Nancy Krieger, Epidemiology and the People’s Heath (Oxford: Oxford University Press, 2011), vii–xi.
    4. Farrington, Head and Hand in Ancient Greece, 35.
    5. Karl Marx, Capital, vol. 1 (London: Penguin, 1976), 484–85.
    6. Παράθεση του Ramazzini στον Farrington, Head and Hand in Ancient Greece, 38; J. S. Felton, “The Heritage of Bernardino Ramazzini,” Occupational Medicine 47, no. 3 (1997): 167–79. Για μία πιο πρόσφατη μετάφραση, βλ. Bernardino Ramazzini, Diseases of Workers (Thunder Bay, Ontario: OH&S Press, 1993), 42.
    7. Paul de Kruif, The Microbe Hunters (San Diego: Harvest, 1996).
    8. Η Nancy Krieger εισήγαγε την έννοια «οικο-σοσιαλιστική» στις επιστήμες της υγείας το 1994 ως μέρος της «οικο-σοσιαλιστικής θεωρίας της κατανομής των ασθενειών», δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση σε αυτόν τον όρο. Krieger, Epidemiology and the Peoples Health, 202–3, 213.
    9. Abdel R. Omran, “The Epidemiologic Transition,” Milbank Quarterly 49, no. 4, part 1 (1971): 509–38. Η έννοια της επιδημιολογικής μετάβασης φυσικά προϋπήρχε, πριν από την διατύπωση του όρου. Βλ., για παράδειγμα, H. G. Wells, Julian S. Huxley, and G. P. Wells, The Science of Life (New York: Literary Guild, 1934), 1089–90.
    10. John W. Sanders, Greg S. Fuhrer, Mark D. Jonson, and Mark S. Riddle, “The Epidemiological Transition: The Current Status of Infectious Diseases in the Developed World versus the Developing World,” Science Progress 9, no. 2 (2008): 1–38; M. H. Wahdan, “The Epidemiological Transition,” La Revue de Santé de la Méditrranée Orientale 2, no. 1 (1996): 8–20; Frank M. Snowden, “Emerging and Reemerging Diseases: A Historical Perspective,” Immunological Review 225, no. 1 (2008): 9–26.
    11. Richard Levins, “Is Capitalism a Disease?,” Monthly Review 52, no. 4 (September 2000): 11. Εισήχθη επίσης ως κεφάλαιο στο Richard Lewontin and Richard Levins, Biology Under the Influence (New York: Monthly Review Press, 2007): 297–319.
    12. John Bellamy Foster, The Return of Nature (New York: Monthly Review Press, 2020), 173–74, 183–84.
    13. George Eliot, Middlemarch (New York: Signet, 1981), 143–44.
    14. Michael E. Rose, “The Doctor in the Industrial Revolution,” British Journal of Industrial Medicine 28 (1971): 22–26; Ronald Meek, Economics, Ideology, and Other Essays (London: Chapman and Hall, 1967), 34–50.
    15. Accept ,” British Medical Journal, August 1, 1908.
    16. Foster, The Return of Nature, 28–29.
    17. Edward Smith, Health and Disease (London: Walton and Maberly, 1861); Encyclopedia.com, s.v. “Smith, Edward,” accessed April 27, 2021.
    18. Karl Marx and Frederick Engels, Collected Works, vol. 4 (New York: International Publishers, 1975), 403–6.
    19. Marx and Engels, Collected Works, vol. 4, 361–62, 389–92.
    20. Marx and Engels, Collected Works, vol. 4, 394, 407; Foster, The Return of Nature, 184, 196.
    21. Howard Waitzkin, The Second Sickness (New York: Free Press, 1983), 60–63; Foster, The Return of Nature, 212–15; Brett Clark and John Bellamy Foster, “Florence Kelley and the Struggle Against the Degradation of Life,” Organization & Environment 19, no. 2 (2006): 251–63.
    22. Lancelot Hogben, Science for the Citizen (New York: Alfred A. Knopf, 1938), 875.
    23. Marx, Capital, vol. 1, 348–49; Karl Marx, Capital, vol. 3 (London: Penguin, 1981), 949. Η παρατήρηση του Μαρξ που συνδέει το εμπόριο γκουανό και τις περιοδικές επιδημίες ως εξίσου αντιπροσωπευτικές του μεταβολικού ρήγματος, προανήγγειλε την ανάλυση του Lancelot Hogben, ο οποίος ολοκλήρωσε ένα κεφάλαιο με τίτλο «The Microbe Hunters» στο Science for the Citizen με μια συζήτηση για το εμπόριο γκουανό ως παράδειγμα διαταραχής του κύκλου του αζώτου και των επιπτώσεων στη γεωργία, βλέποντας σαφώς αυτές τις διαταραχές των φυσικών ουσιών ως «ανοησίες ενός νεαρού πολιτισμού». Βλ. Hogben, Science for the Citizen, 877–79.
    24. Σχετικά με την έννοια του σωματικού ρήγματος, βλ. John Bellamy Foster and Brett Clark, The Robbery of Nature (New York: Monthly Review Press, 2020), 23–32.
    25. Σχετικά με τον John Simon και την επιρροή του στους Μαρξ και Ένγκελς, βλ. Foster, The Return of Nature, 199–212.
    26. Marx, Capital, vol. 1, 812.
    27. John Simon, English Sanitary Institutions (London: Smith, Elder, Co., 1897), 437–39, 443–45, 455–58, 480–81; Foster, The Return of Nature, 199–204, 208, 211–12, 573.
    28. Marx, Capital, vol. 1, 812–13, 834–35.
    29. Henry Julian Hunter, παράρτημα 2 στο Report on the Housing of the Poorer Parts of the Population in Towns, στο Medical Officer of the Privy Council, Eighth Public Health Report, 1865 (London: Her Majesty’s Government, 1866), 89. Marx and Engels, Collected Works, vol. 35, 654; Marx, Capital, vol. 1, 814–15. Η έκδοση του Κεφαλαίου από την Penguin είναι ανεπαρκής εδώ καθώς λείπει ένα κρίσιμο μέρος της πρότασης του Χάντερ, σχετικά με το κεφάλαιο.
    30. Marx, Capital, vol. 1, 635–36, 818.
    31. Marx, Capital, vol. 1, 818–20.
    32. Marx, Capital, vol. 1, 846.
    33. Marx, Capital, 1, 723–24.
    34. Marx, Capital, vol. 1, 822.
    35. Edward Smith, παράρτημα 6 στο Medical Officer of the Privy Council, Sixth Public Health Report, 1863 (London: Her Majesty’s Government, 1864), 238, 249, 261–62; Karl Marx, On the First International (New York: McGraw-Hill, 1973), 5–7; Marx, Capital, vol. 1, 834–35; Foster and Clark, The Robbery of Nature, 107–8.
    36. Henry Julian Hunter, παράρτημα 14 στο “Report on the Excessive Mortality of Infants in Some Districts of England,” in Sixth Public Health Report, 1863, 453–59; Marx, Capital, vol. 1, 520–22, 835–36; Foster and Clark, The Robbery of Nature, 84–85.
    37. Μια δεκαετία νωρίτερα, ο Edwin Lankester, ως ιατρός της ενορίας του Saint James, μαζί με τον Δρ John Snow και τον Αιδεσιμότατο Henry Whitehead, είχαν ανακαλύψει περίτρανα ότι η πηγή της επιδημίας χολέρας του 1854 στο Λονδίνο ήταν η αντλία νερού της Broad Street, αποδεικνύοντας ότι η χολέρα ήταν μια ασθένεια που μεταδίδεται από το νερό-μια σημαντική ανακάλυψη που οδήγησε στη θεωρία περί μικροβιακής προέλευσης των ασθενειών. Βλ. Foster, The Return of Nature, 29–31, 37.
    38. Marx, Capital, vol. 1, 364–67.
    39. John Simon in Sixth Public Health Report, 1863, 29–31; Marx, Capital, vol. 1, 594; Marx, Capital, vol. 3, 190. Αυτό το απόσπασμα από τον John Simon είναι γεμάτο λανθασμένες παραθέσεις σε όλες τις αγγλόφωνες εκδόσεις του Capital. Φαίνεται ότι έχει μεταφραστεί στα αγγλικά από τα γερμανικά, αντί να χρησιμοποιηθεί το πρωτότυπο αγγλικό. Παρατίθεται εδώ από το πρωτότυπο.
    40. Ο Μαρξ και ο Lankester ήταν στενοί φίλοι τα τελευταία χρόνια της ζωής του πρώτου. Ο Μαρξ ενδιαφέρθηκε για το έργο του Lankester Degeneration, το οποίο ασχολήθηκε με τον παρασιτισμό. Βλ. E. Ray Lankester, Degeneration (London: Macmillan and Co., 1880). Ο Λάνκεστερ έλαβε το δικό του αντίτυπο του Κεφαλαίου από τον ίδιο τον Μαρξ. Βλ. Foster, The Return of Nature, 27, 35–40.
    41. Για αξιολογήσεις των επιτευγμάτων του Lankester, βλ. Foster, The Return of Nature, 24–72; Joseph Lester, Ray Lankester and the Making of Modern British Biology (Oxford: British Society for the History of Science, 1995).
    42. Ray Lankester, “On Undulina, the Type of a New Group of Infusoria,” Quarterly Journal of Microscopical Science 11 (1971): 387–89; Lester,  Ray Lankester, 149; E. Ray Lankester, The Kingdom of Man (New York: Henry Holt and Co, 1911), 173–74.
    43. Ray Lankester, “On Drepanidium Ranarum, the Cell-Parasite of the Frog’s Blood and Spleen,” Quarterly Journal of Microscopic Science XXII (1882): 53–65; Lester,  Ray Lankester, 147–48.
    44. Ray Lankester, Science from an Easy Chair: Second Series (London: Methuen and Co., 2015), 353.
    45. Ray Lankester, πρόλογος στο Olga Metchnikoff, Life of Elie Metchnikoff, 1845–1916 (Boston: Houghton Mifflin, 1921), vii–viii; E. Ray Lankester, The Advancement of Science (London: Macmillan and Co., 1890), 148, 150, 164–65.
    46. Lankester, The Kingdom of Man, 161, 166–67; Daniel R. Headrick, “Sleeping Sickness Epidemics and Colonial Responses in East and Central Africa, 1900–1940,” PLOS Neglected Tropical Diseases 8, no. 4 (2014); Maryinez Lyons, “Sleeping Sickness in the History of the Northeast Congo (Zaire),” Canadian Journal of African Studies 19, no. 3 (1985): 627–33; Gerasimos Langousis and Kent L. Hill, “Motility and More: The Flagellum of Trypanosoma brucei,” Nature Reviews Microbiology 12, no. 7 (2014): 505–18.
    47. Headrick, “Sleeping Sickness Epidemics.”
    48. Lankester, The Kingdom of Man, 165–66, 175, 189; Lester, Ray Lankester, 148–50.
    49. Lankester, The Kingdom of Man, 145, 165–71; Headrick, “Sleeping Sickness Epidemics.”
    50. Lankester, The Kingdom of Man, 160–61.
    51. Lankester, The Kingdom of Man, 32–33, 185–87.
    52. Lankester, Science from an Easy Chair, 343–44.
    53. Lankester, The Kingdom of Man, 31–33; Lester, Ray Lankester, 190.
    54. Lankester, The Kingdom of Man, 189.
    55. Lankester, The Kingdom of Man, 191.
    56. Norman Bethune quoted in The Scalpel, The Sword, by Sydney Gordon and Ted Allan (New York: Monthly Review Press, 1973), 250.
    57. B. Du Bois, The Health and Physique of the Negro American(Atlanta: Atlanta University Press, 1906), 16. Βλ. Stephen Jay Gould, The Mismeasure of Man (New York: W. W. Norton & Company, 1996) για μια σημαντική κριτική των διαφόρων προκαταλήψεων, συνειδητών και ασυνείδητων, που επηρέασαν τον Broca και άλλους. Ο παραλληλισμός μεταξύ της κριτικής του Du Bois και του Gould είναι αρκετά συναρπαστικός.
    58. Du Bois, The Health and Physique of the Negro American, 24–25, 89.
    59. Du Bois, The Health and Physique of the Negro American, 89–90; W. E. B. Du Bois, The Philadelphia Negro (Philadelphia: Ginn & Co., 1899), 147–63.
    60. Du Bois, The Health and Physique of the Negro American, 89.
    61. S. Haldane, Science Advances(London: George Allen and Unwin, 1947), 153–57.
    62. Frederick L. Hoffman, Race Traits and Tendencies of the American Negro (New York: American Economic Association, 1896), 148; Krieger, Epidemiology and the People’s Health, 109–10.
    63. Du Bois, The Health and Physique of the Negro American, 89.
    64. John William Trask, “The Significance of the Mortality Rates of the Colored Populations of the United States,” American Journal of Public Health 6 (1916): 254–60; Krieger, Epidemiology and the People’s Health, 117–20.
    65. Alice Hamilton, Industrial Poisons in the United States (New York: Macmillan Company, 1929); Alice Hamilton, Exploring the Dangerous Trades (Boston: Little, Brown and Company, 1943).
    66. Alice Hamilton, “Industrial Diseases, with Special Reference to the Trades in Which Women Are Employed,” Charities and the Commons, September 5, 1908.
    67. Hamilton, Industrial Poisons in the United States, 94–109; Alice Hamilton, Industrial Poisons Used in Rubber Industry (Washington DC: Government Printing Office, 1915), 13.
    68. Hamilton, Industrial Poisons Used in Rubber Industry, 6.
    69. Hamilton, Industrial Poisons Used in Rubber Industry, 26–30.
    70. Bethune quoted in The Scalpel, The Sword, 95.
    71. Bethune quoted in The Scalpel, The Sword, 250.
    72. Bethune quoted in The Scalpel, The Sword, 93–94.
    73. Pritha Chandra and Pratyush Chandra, “Bethune’s Socialized Medicine and the Public Health Crisis Today,” The Bullet, May 25, 2020.
    74. Bethune quoted in The Scalpel, The Sword, 96.
    75. Norman Bethune, “A Plea for Early Compression in Pulmonary Tuberculosis,” Canadian Medical Association Journal 27, no. 1 (1932): 37.
    76. Mao Zedong “In Memory of Dr. Norman Bethune,” in Away with All Pests, by Joshua S. Horn (New York: Monthly Review Press, 1971), 187–88.
    77. Salvador Allende quoted in Waitzkin, The Second Sickness, 66.
    78. Waitzkin, The Second Sickness, 67.
    79. Waitzkin, The Second Sickness, 68.
    80. Waitzkin, The Second Sickness, 68–69.
    81. Σχετικά με το πραξικόπημα στη Χιλή και το επακόλουθο δόγμα του νεοφιλελεύθερου σοκ που θεσπίστηκε υπό την επίβλεψη του Σικάγο, βλ. Naomi Klein, The Shock Doctrine (New York: Picador, 2008), 8, 70–80. Σχετικά με τις γενικές επιπτώσεις του νεοφιλελευθερισμού στην υγειονομική περίθαλψη, βλ. Howard Waitzkin, ed., Health Care Under the Knife (New York: Monthly Review Press, 2018).
    82. Krieger, Epidemiology and the People’s Health, 202.
    83. Hilary and Steven Rose, “The Problematic Inheritance: Marx and Engels on the Natural Sciences in Hilary Rose and Steven Rose, eds., The Political Economy of Science (London; Macmillan, 1976), 1–13; Giovanni Ciccotti, Marcello Cini, and Michelangelo De Maria, “The Production of Science in Advanced Capitalist Society,” in The Political Economy of Science, 36; Krieger, Epidemiology and the People’s Health, 172–79.
    84. Barbara Ehrenreich and John Ehrenreich, The American Health Empire (New York: Random House, 1970); Barbara Ehrenreich and Deidre English, Witches, Midwives, and Nurses (New York: Feminist Press/City University of New York, 1973); Lesley Doyal, The Political Economy of Health (London: Pluto, 1979); Richard Levins and Richard Lewontin, The Dialectical Biologist (Cambridge, MA: Harvard University Press, 1985); Vicente Navarro, “A Historical Review (1965–1997) of Studies on Class, Health, and Quality of Life: A Personal Account,” International Journal of Health Services 28, no. 3 (1998): 389–406; Krieger, Epidemiology and the People’s Health, 172–79; David U. Himmelstein and Steffie Woolhandler, eds., “Science, Technology and Capitalism,” special issue of Monthly Review 38, no. 3 (July–August 1986); David U. Himmelstein and Steffie Woolhandler, “The Corporate Compromise: A Marxist View of Health Policy,” Monthly Review 42, no. 1 (May 1990): 14–29. Οι Woolhandler και Himmelstein είναι κατ’ αντιστοιχία ο πρώτος και δεύτερος συγγραφέας της Έκθεσης της Κομισιόν για την υγεία στις ΗΠΑ που δημοσιεύτηκε στο Lancet τον Φεβρουάριο 2021: Steffie Woolhandler et al., “Public Policy and Health in the Trump Era,” Lancet, February 10, 2021. Η Έκθεση της Κομισιόν στο Lancet καταλήγει: «Οι πόροι για την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής, την αύξηση του βιοτικού επιπέδου, την κατάργηση των οικονομικών φραγμών στην τριτοβάθμια εκπαίδευση και την ιατρική περίθαλψη, την παροχή ιατρικής βοήθειας παγκοσμίως και την ενδυνάμωση των καταπιεσμένων κοινοτήτων στις ΗΠΑ πρέπει να προέλθουν από φόρους στους πλούσιους και βαθιές περικοπές των στρατιωτικών δαπανών. Όσον αφορά την υγειονομική περίθαλψη, η υπερβολική εμπιστοσύνη στον ιδιωτικό τομέα αυξάνει το κόστος και αλλοιώνει τις προτεραιότητες, η κυβέρνηση πρέπει να είναι φορέας, όχι μόνο χρηματοδότης, π.χ. να παρέχει άμεσα υγειονομική κάλυψη και να ασχολείται με την ανάπτυξη φαρμάκων αντί να πληρώνει ιδιωτικές εταιρείες για την εκτέλεση τέτοιων λειτουργιών.»
    85. Krieger, Epidemiology and the People’s Health, 203.
    86. Hogben, Science for the Citizen, 960.
    87. Lewontin and Levins, Biology Under the Influence, 244–51; Richard Lewontin, The Triple Helix (Cambridge, MA: Harvard University Press, 2000).
    88. Ian Angus, “Superbugs in the Anthropocene,” Monthly Review 71, no. 2 (June 2019): 1–28; Marx and Engels, Collected Works, vol. 25, 460–61.
    89. Levins, “Is Capitalism a Disease?,” 18–20.
    90. Don Fitz, Cuban Health Care (New York: Monthly Review Press, 2020), 216–18; Helen Yaffe, “Cuba Libre to COVID-Libre,” Canadian Dimension, April 15, 2021.
    91. Augustín Lage Dávila, “Socialism and the Knowledge Economy: Cuban Biotechnology,” Monthly Review 58, no. 7 (December 2006): 50–58; Lewontin and Levins, Biology Under the Influence, 352.
    92. Rob Wallace, Big Farms Make Big Flu (New York: Monthly Review Press, 2016), 297–315; Rob Wallace, Dead Epidemiologists (New York: Monthly Review Press, 2020).
    93. Alex Liebman, Ivette Perfecto, and Rob Wallace, “Whose Agricultures Drives Disease?,” Agroecology and Rural Economics Research Corps, October 5, 2020; Rob Wallace, Alex Liebman, Luis Fernando Chaves, and Rodrick Wallace, “COVID-19 and Circuits of Capital,” Monthly Review 72, no. 1 (May 2020): 12; Robert G. Wallace, Luke Bergmann, Richard Kock, Marius Gilbert, Lenny Hogerwerf, Rodrick Wallace, and Mollie Holmberg, “The Dawn of Structural One Health,” Social Science and Medicine 129 (2015): 68–77; Rob Wallace, “We Need a Structural One Health,” Farming Pathogens, August 3, 2012.
    94. Wallace, Dead Epidemiologists, 101.
    95. Riccardo Bellofiore, “The Winters of Our Discontent and the Social Production Economy,” Review of Political Economy, April 14, 2021, 12, 14.
  • ΕΠΙΓΕΝΕΤΙΚΗ

    ΕΠΙΓΕΝΕΤΙΚΗ

    LYLE ARMSTRONG

    Μετάφραση: Δέσποινα Αλεξανδράκη – Αντώνης Κυρμίζης
    Μαριλένα Παπαϊωάννου – Ιωσήφ Παπαματθαιάκης
    Χαράλαμπος ΣπηλιανάκηςΗ Επιγενετική του Lyle Armstrong μεταφράζεται για πρώτη φορά στην ελληνική γλώσσα και έρχεται να καλύψει ένα σημαντικό κενό: την έλλειψη συγγράμματος για τη διδασκαλία τού εν λόγω γνωστικού αντικειμένου στα ανώτατα εκπαιδευτικά ιδρύματα.

    Διαρθρωμένο σε τρεις ενότητες, το βιβλίο προσφέρει μια λεπτομερή επισκόπηση του πεδίου της Επιγενετικής:

    Στην Ενότητα Ι περιγράφονται η αρχιτεκτονική της χρωματίνης και οι μηχανισμοί που διέπουν τη μεθυλίωση του DNA και την ακετυλίωση των ιστονών.

    Στην Ενότητα ΙΙ εξετάζεται πώς επηρεάζονται από τις επιγενετικές τροποποιήσεις διάφορες κυτταρικές λειτουργίες (η γονιδιακή έκφραση, ο κυτταρικός κύκλος, το γονιδιακό εντύπωμα και η διαφοροποίηση), αλλά και πώς αντιστρέφονται τα πρότυπα των τροποποιήσεων αυτών έτσι ώστε να δημιουργηθούν πολυδύναμα βλαστικά κύτταρα.

    Τέλος, στην Ενότητα ΙΙΙ αναλύονται οι ενδείξεις που διαθέτουμε σήμερα όσον αφορά το επιγενετικό υπόβαθρο ορισμένων ασθενειών, ιδίως των γνωσιακών δυσλειτουργιών και του καρκίνου. Με πλούσια έγχρωμη εικονογράφηση και παραδείγματα από την κλασική αλλά και την πρόσφατη βιβλιογραφία, η Επιγενετική αποτελεί ένα πολύτιμο εγχειρίδιο τόσο για τους φοιτητές όσο και για τους ερευνητές των συναφών επιστημονικών κλάδων.

  • Εκπαιδευτική δράση 2MoBiL και επαναπροσδιορισμός της εκμάθησης της Βιολογίας στην Δευτεροβάθμια εκπαίδευση.

    Εκπαιδευτική δράση 2MoBiL και επαναπροσδιορισμός της εκμάθησης της Βιολογίας στην Δευτεροβάθμια εκπαίδευση.

    Φορητός εργαστηριακός εξοπλισμός κατά την εκπαιδευτική δράση 2MoBiLΤα επιστημονικά πεδία της Βιολογίας, της Μοριακής Βιολογίας, της Γενετικής και της Εξατομικευμένης Ιατρικής εξελίσσονται συνεχώς υπογραμμίζοντας την ανάγκη για συνεχή ενημέρωση του εξειδικευμένου κοινού και εξοικείωση του ευρύτερου συνόλου από τα μαθητικά κιόλας χρόνια. Για την καλύτερη εκπαίδευση των μαθητών στο επιστημονικό πεδίο των Θετικών Επιστημών και πιο συγκεκριμένα στο πεδίο της Βιολογίας κρίνεται αναγκαίος ο συνδυασμός θεωρητικής και πρακτικής εκπαίδευσης συνεπικουρούμενος με εναλλακτικά μαθησιακά εργαλεία. Η εκπαιδευτική δράση 2MoBiL στοχεύει στην εξοικείωση  των  μαθητών  με  έννοιες  και  πειραματικές  διαδικασίες  της  Μοριακής  Βιολογίας με φορητό εργαστηριακό εξοπλισμό (Φορητό εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας, Mobile Molecular Biolology Laboratory, 2MoBiL). Παράλληλα η δράση 2MoBiL στοχεύει στην ευρύτερη ενημέρωση των μαθητών, των κηδεμόνων τους και των εκπαιδευτικών για τη σημασία της ανάλυσης  του  ανθρώπινου  γονιδιώματος  και  των  πλεονεκτημάτων  της  εξατομικευμένης  ιατρικής  στο σύστημα υγείας.Η εκπαιδευτική προσέγγιση STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) σηματοδοτεί την απομάκρυνση από την δασκαλοκεντρική εκπαίδευση και επιτάσσει μία παιδαγωγική στροφή με επίκεντρο τον μαθητή, όπου ένα μεγάλο μέρος της διδασκαλίας βασίζεται στην έρευνα και τον πειραματισμό (Moustafa, 2013; Mooney, 2002; Tamim, 2013; Odom 2015). Η εκπαίδευση STEM είναι σχετικά νέα προσέγγιση και δεν έχει μακρά ιστορία σε βάθος χρόνου. Το πρώτο ενδιαφέρον προσέγγισης STEM εντοπίζεται στη δεκαετία του 1990 όταν το US National Science Foundation (NSF) συμπεριέλαβε επίσημα τη μηχανική και την τεχνολογία στην σχολική εκπαίδευση. Αρχικά εμφανίστηκε με το ακρωνύμιο SMET (Science, Mathematics, Engineering, and Technology) και αργότερα επικράτησε το ακρωνύμιο STEM (Chute, 2009). Ωστόσο, δεν είναι πλήρως ξεκάθαρο ποιοι κλάδοι περιλαμβάνονται στην προσέγγιση STEM. Το NSF δημοσίευσε μια λίστα εγκεκριμένων πεδίων που συμπεριλαμβάνονται στον όρο STEM. Μεταξύ αυτών είναι η Φυσική, η Χημεία, αλλά και κλάδοι όπως η ψυχολογία και οι κοινωνικές επιστήμες (π.χ. πολιτικές επιστήμες, οικονομικά). Οι Gonzalez και Kuenzi (2012) σημείωσαν ότι τουλάχιστον δύο αμερικανικές υπηρεσίες, αποκλείουν τις κοινωνικές επιστήμες δείχνοντας την ασάφεια και την πολυπλοκότητα στην περιγραφή και τον προσδιορισμό του φάσματος της προσέγγισης STEM. Είναι σημαντικό να κατανοήσουν οι υπεύθυνοι χάραξης εκπαιδευτικής πολιτικής τις προκλήσεις και τους φραγμούς που εμποδίζουν την προσέγγιση της εκπαίδευσης STEM στις αίθουσες διδασκαλίας.

    Οι δάσκαλοι προτρέπουν τους μαθητές να σκέπτονται χρησιμοποιώντας υψηλότερες γνωστικές διαδικασίες ακόμη και μέσω της αμφισβήτησης (Bruce-Davis et al., 2014). Η ανάπτυξη δικτύων συνεργασίας της Τριτοβάθμιας με την Δευτεροβάθμια εκπαίδευση με αντικείμενο την έρευνα, την τεχνολογία και την υλοποίηση κοινών εκπαιδευτικών και κοινωνικών δράσεων με προσανατολισμό σε επιστήμες STEM, συμβάλλει ουσιαστικά στην σταδιακή και ομαλή ένταξη των μαθητών στην εκπαίδευση όπως φάνηκε από την Bojic και τους συνεργάτες της με το μεγάλης απήχησης πρόγραμμα «SUZA», από τα σχολεία στην επιστήμη και την ακαδημαϊκή κοινότητα (Bojic, 2015).

    Συνεπώς, και για την καλύτερη εκπαίδευση των μαθητών στο επιστημονικό πεδίο των Θετικών Επιστημών και πιο συγκεκριμένα με το πεδίο της Βιολογίας, κρίνεται αναγκαίος ο συνδυασμός θεωρητικής και πρακτικής εκπαίδευσης συνεπικουρούμενος με εναλλακτικά μαθησιακά εργαλεία, ώστε η εκπαίδευση των μαθητών να είναι ορθότερη και σφαιρικότερη, ο επαγγελματικός τους προσανατολισμός να είναι πληρέστερος και η γνωριμία τους με το πεδίο της Βιολογίας, της έρευνας και τον ακαδημαϊκό χώρο σταδιακή και ευχάριστη. Κρίνεται, επίσης, σημαντική η σταδιακή ένταξη του μαθητή από το σχολικό στο ακαδημαϊκό περιβάλλον και ένας τρόπος επίτευξής της, είναι η μεταφορά της γνώσης και της ερευνητικής πρακτικής από την Τριτοβάθμια εκπαίδευση και τα ερευνητικά κέντρα της χώρας στην Δευτεροβάθμια εκπαίδευση και επιπλέον, η ενθάρρυνση συμμετοχής των μαθητών σε ερευνητικές δράσεις και πρακτικές πριν την ένταξή τους στην Τριτοβάθμια Εκπαίδευση.

    Το Εργαστήριο Φαρμακογονιδιωματικής και Εξατομικευμένης Θεραπείας του Τμήματος Φαρμακευτικής του Πανεπιστημίου Πατρών καθιέρωσε, από το 2016, την εκπαιδευτική δράση με το  Φορητό  Εργαστήριο  Μοριακής  Βιολογίας  2MoBiL  (Mobile   Molecular   Biology   Laboratory).   Απώτερος   στόχος της εκπαιδευτικής δράσης 2MoBiL είναι η εξοικείωση των μαθητών της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης με  έννοιες  και  πειραματικές  διαδικασίες  δυσνόητες  με  τα  μέσα  της  παραδοσιακής  συμβατικής  μελέτης  και  παράλληλα  η  ενημέρωση  του  ευρύτερου  κοινού  για τη σημασία της ανάλυσης του ανθρώπινου γονιδιώματος και των πλεονεκτημάτων της εφαρμογής της εξατομικευμένης  ιατρικής  τόσο  για  τον  άνθρωπο  ως  μονάδα όσο και για το εθνικό σύστημα υγείας συνολικότερα.

    Η εκπαιδευτική δράση πραγματοποιείται με φορητό εργαστηριακό εξοπλισμό και δύναται να πραγματοποιηθεί σε κάθε σχολική μονάδα της επικράτειας με τη μεταφορά του εξοπλισμού εντός χειραποσκευής. Το  2MoBiL  συνοδεύεται από ένα θεωρητικό πλαίσιο για περαιτέρω κατανόηση των εννοιών που πραγματεύονται στις πειραματικές ασκήσεις και λεπτομερή πρωτόκολλα  των  πειραματικών ασκήσεων. Οι εκπαιδευτικοί έρχονται σε πρότερη επικοινωνία με την ερευνητική ομάδα 2MoBiL του Εργαστηρίου Φαρμακογονιδιωματικής και Εξατομικευμένης Θεραπείας (ΕΦΕΘ), στους οποίους διευκρινίζεται επακριβώς ποιες ασκήσεις θα πραγματοποιηθούν και τι πραγματεύονται αυτές (μέσω δια ζώσης ή e-training ή αποστολή ενδεικτικού υλικού). Επιπλέον, το συνολικό θεωρητικό πλαίσιο συμπληρώνεται με μαθησιακά εργαλεία (θεατρικά δρώμενα, βιωματικά παιχνίδια και παιχνίδια escape CLASSroom, comics και διαδικτυακά παιχνίδια που πραγματεύονται θέματα της επιστήμης της Βιολογίας. Οι   εκπαιδευτικές πειραματικές ασκήσεις πλαισιώνουν σημαντικές τεχνικές της Μοριακής Βιολογίας όπως είναι η απομόνωση DNA από επιθηλιακά κύτταρα της έσω παρειάς, η αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (Polymerase Chain Reaction, PCR), η ηλεκτροφόρηση σε πήκτωμα αγαρόζης και η γονοτύπηση με τη μέθοδο της κατάτμησης με περιοριστικά ένζυμα.Ο φορητός εργαστηριακός εξοπλισμός της εκπαιδευτικής δράσης  2MoBiL.

     Η εκπαιδευτική δράση 2MoBiL διεξάγεται με τη χρήση  θερμικού  κυκλοποιητή,  φυγόκεντρου,  συσκευής  ηλεκτροφόρησης,  καθώς  και  τράπεζας  οπτικοποίησης  του  τελικού  αποτελέσματος.  Παράλληλα μεταφέρονται ρυθμιζόμενες  πιπέττες  ακριβή  όγκου,  πλαστικός  ογκομετρικός  σωλήνας,  κωνική  φιάλη,  ποτήρι  ζέσεως,  στροβιλοαναδευτήρας,  εστία  θέρμανσης, πλαστικά  ακρορύγχια  μιας  χρήσης,  αυτοπωματιζόμενα σωληνάρια πολυπροπυλενίου, βιδωτού πωματισμού ακρυλικοί δοκιμαστικοί σωλήνες και όλα τα απαραίτητα  αντιδραστήρια  για  τη  διεξαγωγή  των  πειραμάτων  των  εργαστηριακών  ασκήσεων.  Η έρευνα στο πεδίο της Βιολογίας φαντάζει στα μάτια των μαθητών ενδιαφέρουσα και πολλά υποσχόμενη, ωστόσο λίγοι είναι οι αρχικά ενδιαφερόμενοι και εγγεγραμμένοι φοιτητές των σχολών των Θετικών Επιστημών/Επιστημών Υγείας που ακολουθούν ερευνητική πορεία κατόπιν της εισαγωγής τους στις σχολές.

    Η άμεση επαφή με: α) το ερευνητικό κομμάτι της επιστήμης της Βιολογίας, β) τον τρόπο διεξαγωγής ενός πειράματος Βιολογίας και πιο συγκεκριμένα Μοριακής Βιολογίας, γ) τις απαιτήσεις και τους κανόνες που διέπουν τη διεξαγωγή ενός πειράματος Βιολογίας και Μοριακής Βιολογίας, και δ) τις επιδεξιότητες, την σχολαστικότητα και την ικανότητα αντίληψης που οφείλει να έχει ο ερευνητής, επιτυγχάνονται μέσω της συμμετοχής στην εκπαιδευτική δράση 2MoBiL.

    Παράλληλα, οι ενδιαφερόμενοι και συμμετέχοντες στη δράση εξοικειώνονται με την έννοια της γενετικής ταυτοποίησης και συνειδητοποιούν ότι αποτελεί μία από τις σημαντικές εφαρμογές των επιτευγμάτων της σύγχρονης μοριακής βιολογίας και γενετικής. Γίνεται αντιληπτό ότι πέρα από τις κλινικές εξετάσεις που ευρέως εφαρμόζονται σήμερα, όπως είναι οι βιοχημικές εξετάσεις σε ένα μικροβιολογικό εργαστήριο, δυνατές είναι επίσης και οι γενετικές εξετάσεις που πραγματοποιούνται κατόπιν γενετικής ανάλυσης με απλή, εύκολη, γρήγορη και πλήρως ανώδυνη προσέγγιση χωρίς να είναι αναγκαία η μεσολάβηση της αιμοληψίας. Παράλληλα αντιλαμβάνονται τις ηθικές προεκτάσεις που διέπουν μία γενετική εξέταση και λαμβάνουν τα απαραίτητα εφόδια για να αντιλαμβάνονται την παραπληροφόρηση από τα έγκυρα και τεκμηριωμένα αποτελέσματα.

    Το 2MoBiL αποσκοπεί να μειωθεί σημαντικά το εκπαιδευτικό χάσμα μεταξύ Βορειοδυτικής-Κεντρικής και Νοτιοανατολικής Ευρώπης αλλά και μεταξύ ανεπτυγμένων και αναπτυσσόμενων χωρών στην Ευρώπη στο πεδίο της Εξατομικευμένης Θεραπείας (Pisanu, 2014). Η εξοικείωση των μαθητών με το πεδίο της Βιολογίας και της Γενετικής (έννοιες όπως νουκλεικό οξυ, γονίδιο, γονοτύπηση αναλύονται περαιτέρω) και η εξοικείωση με τις βασικές τεχνικές της μοριακής βιολογίας (πχ αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης, PCR) που επιτυγχάνεται με την εκπαιδευτική προσέγγιση 2MoBiL, έρχεται να καταστήσει εύκολη των κατανόηση των εννοιών της Φαρμακογονιδιωματικής και της Εξατομικευμένης Θεραπείας. Ο μαθητής κατανοεί την δυνατότητα προσαρμογής της φαρμακευτικής αγωγής ενός ασθενούς με βάση τις πληροφορίες που φέρει το γενετικό υλικό για καλύτερο φαρμακευτικό αποτέλεσμα και αποφυγή ενδεχόμενων παρενεργειών στον ασθενή. Επιπλέον, η σύζευξη των γνώσεων της Βιολογίας με την εργαστηριακή πρακτική και μάλιστα εντός του σχολικού περιβάλλοντος με πραγματικό εργαστηριακό εξοπλισμό αποτελεί σημαντικό καινοτόμο στόχο του 2MoBiL στην Ελλάδα. Η εφαρμογή των εναλλακτικών μαθησιακών εργαλείων του 2MoBiL, αποτελεί καινοτομία για την κατανόηση της Βιολογίας, της Μοριακής Βιολογίας και της Εξατομικευμένης Ιατρικής.

    Υπάρχουν και οι συγγραφείς που παραμένουν αρκετά επιφυλακτικοί απέναντι στην υιοθέτηση της προσέγγισης STEM. Ο Woodard (2019) εκφράζοντας την επιφύλαξη ότι η τεχνολογία θα μπορούσε να φέρει αρνητικά αποτελέσματα στην εκπαίδευση, τονίζει ότι η επένδυση των 26 δισεκατομμυρίων δολαρίων στην προσέγγιση STEM θα μπορούσε να αναπροσαρμοστεί προς την κατεύθυνση της πρόσληψης επιπλέον διδακτικού προσωπικού με καλύτερες αποδοχές, προστατεύοντας το παραδοσιακό έως τώρα πλαίσιο του προγράμματος σπουδών στα θεμελιώδη σχολικά χρόνια. Με την προσέγγιση 2MoBiL αποφεύγεται η πολυέξοδη και αλόγιστη έμπρακτη εκπαίδευση των μαθητών και των εκπαιδευτικών τους, καθώς τα υφιστάμενα πρωτόκολλα και οι εργαστηριακές ασκήσεις έχουν σχεδιαστεί με τρόπο κατάλληλο ώστε τα πειράματα να είναι οικονομικώς προσιτά και η προσέγγιση STEM στη Βιολογία προσιτή για κάθε μαθητή.

    Με την υπάρχουσα έως τώρα γνώση, η στενή συνεργασία και η δικτύωση του Πανεπιστημίου με σχολεία Δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης για τη σχεδίαση και εφαρμογή ενός συστήματος προσέγγισης STEM της επιστήμης της Βιολογίας, Μοριακής βιολογίας και Εξατομικευμένης Ιατρικής γίνεται για πρώτη φορά οργανωμένα στην Ελλάδα. Στο μελλοντικό σχεδιασμό του ΕΦΕΘ είναι να εισάγει ένα σύγχρονο εκπαιδευτικό εργαλείο δημιουργώντας ένα Κέντρο Έρευνας και Καινοτομίας της Βιολογίας, Μοριακής Βιολογίας και Εξατομικευμένης Θεραπείας στις εγκαταστάσεις του ΕΦΕΘ, το BioSTEM, συνδυάζοντας τις εργαστηριακές ασκήσεις με μία εκπαιδευτική πλατφόρμα και καινοτόμα εργαλεία εκμάθησης Βιολογίας σε συνεργασία με εκπαιδευτικούς από όλη την Ελλάδα προς την επίτευξη της εκμάθησης της Βιολογίας μέσω STEM προσέγγισης.Εικόνα 1: Στιγμιότυπα από τις εκπαιδευτικές δράσεις 2MoBiL με μαθητές και ενήλικες συμμετέχοντες.ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

    Bojic I., Jagust T. and Sovic A., 2015. Selected examples of cooperation between universities and schools in STEM education, in ISEC 2015 – 5th IEEE Integrated STEM Education Conference. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., pp. 189–194. doi: 10.1109/ISECon.2015.7119921.

    Bruce-Davis M. N. et al., 2014. STEM High School Administrators’, Teachers’, and Students’ Perceptions of Curricular and Instructional Strategies and Practices. Journal of Advanced Academics. SAGE Publications Ltd, 25(3), pp. 272–306. https://doi.org/10.1177/1932202X14527952

    Chute, E. (2009). STEM education is branching out. Pittsburgh Post-Gazette Feb 9, 2009. https://www.post-gazette.com/news/education/2009/02/10/STEM-education-is-branching-out/stories/200902100165

    Gonzalez, H. B., & Kuenzi, J. J. (2012, August). Science, technology, engineering, and mathematics (STEM) education: A primer. Washington, DC: Congressional Research Service, Library of Congress. https://sgp.fas.org/crs/misc/R42642.pdf

    Mooney M. A. and Laubach T. A., 2002. Adventure engineering: A design centered, inquiry based approach to middle grade science and mathematics education. Journal of Engineering Education. Wiley-Blackwell Publishing Ltd, 91(3), p. 309. https://doi.org/10.1002/j.2168-9830.2002.tb00708.x

    Moustafa A., Ben-Zvi-Assaraf O. and Eshach H., 2013. Do Junior High School Students Perceive Their Learning Environment as Constructivist? doi: 10.1007/s10956-012-9403-y.

    Odom A. L. and Bell C. V., 2015. Associations of Middle School Student Science Achievement and Attitudes about Science with Student-Reported Frequency of Teacher Lecture Demonstrations and Student-Centered Learning. International Journal of Environmental.   https://eric.ed.gov/?id=EJ1060962

    Pisanu F., 2014. Educational innovation and technology: A need for integration. Perspectives of Innovation in Economics and Business (PIEB), 14(2), p. 103. 10.15208/pieb.2014.12

    Tamim S. R. and Grant M. M., 2013. Definitions and Uses: Case Study of Teachers Implementing Project-based Learning. Interdisciplinary Journal of Problem-Based Learning. 7(2), p. 5. https://doi.org/10.7771/1541-5015.1323

    Woodard J, 2019. Rotten STEM: How Technology Corrupts Education.American Affairs, 3 (3). https://americanaffairsjournal.org/2019/08/rotten-stem-how-technology-corrupts-education/Γεώργιος Πατρινός

    1. Εργαστήριο Φαρμακογονιδιωματικής και Εξατομικευμένης Θεραπείας, Τμήμα Φαρμακευτικής, Σχολή Επιστημών Υγείας, Πανεπιστήμιο Πατρών.
    2. Department of Pathology, College of Medicine and Health Sciences, United Arab Emirates University, Al-Ain, Abu Dhabi.
    3. Zayed Center of Health Sciences, United Arab Emirates University, Al-Ain, Abu Dhabi.

    Σταυρούλα Σιαμόγλου

    Εργαστήριο Φαρμακογονιδιωματικής και Εξατομικευμένης Θεραπείας, Τμήμα Φαρμακευτικής, Σχολή Επιστημών Υγείας, Πανεπιστήμιο Πατρών.

  • Το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (Internet of Things)

    Το Διαδίκτυο των Πραγμάτων (Internet of Things)

    ΔτΠ: Η προοπτική, τα βασικά αρχιτεκτονικά στοιχεία, και οι μέλλουσες κατευθύνσεις (Gubbi et al., 2013)Το παρόν άρθρο αποτελεί μία εισαγωγή στο λεγόμενο Διαδίκτυο των Πραγμάτων (ΔτΠ, Internet of Things, IoT), το οποίο είναι ένας από τους τομείς που στην Ελλάδα μπορεί να προσφέρει σημαντικά οφέλη, και σε συνδυασμό με την τεχνολογία 5G, μπορεί να συνεισφέρει στο ψηφιακό μετασχηματισμό της χώρας. Πιο συγκεκριμένα, περιγράφονται οι λύσεις που μπορεί να προσφέρει το ΔτΠ στους τομείς της Ιατρικής, των Έξυπνων Κτιρίων, της διακυβέρνησης και διοίκησης, καθώς και στον αγροτικό τομέα και στις καλλιέργειες. Επιπλέον σκιαγραφούνται και τα όποια προβλήματα και επιφυλάξεις εμφανίζονται κατά τη χρήση των τεχνολογιών αυτών.

    «Εάν νομίζετε ότι το διαδίκτυο άλλαξε τη ζωή σας, σκεφτείτε το ξανά. Το ΔτΠ είναι έτοιμο να την αλλάξει ξανά!» – Μπρένταν Ο’ Μπράιν, Επικεφαλής Μηχανικός και Συνιδρυτής, «Aria Systems»

    Μία από τις κυρίαρχες τεχνολογίες παγκοσμίως σήμερα είναι το ονομαζόμενο Διαδίκτυο των Πραγμάτων, ΔτΠ (Internet of Things, IoT). Σε αυτόν τον όρο εμπεριέχονται πολύ διαφορετικές συσκευές και προσεγγίσεις, ενώ δεν είναι σαφή τα όρια και ο τρόπος ή τα κριτήρια ένταξης στον όρο αυτό μίας συσκευής ή της όποιας τεχνολογίας. Κάτω από αυτήν τη γενική περιγραφή-ομπρέλα, εμπεριέχονται μικρές ηλεκτρονικές συσκευές που επιτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες, όπως για παράδειγμα ο θερμοστάτης που επικοινωνεί ασύρματα, ο ανιχνευτής επικίνδυνων αερίων, ο ασύρματος αισθητήρας στα παράθυρα, η κάμερα που ενεργοποιείται με την κίνηση, η τεχνολογία ανέπαφων πληρωμών, αλλά και τα ίδια τα έξυπνα τηλέφωνα που τις εμπεριέχουν. Αυτές οι συσκευές προσφέρουν μία σειρά από καινοτόμες υπηρεσίες και χαρακτηριστικά, ενώ παρατηρείται παγκοσμίως μία άνθηση σε προσφορά νέων λύσεων και υπηρεσιών σε όλους τους τομείς της ανθρώπινης ζωής. Παράλληλα, οι συσκευές αυτές, ούσες μικρές, χαμηλού κόστους, και χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, συνεισφέρουν σημαντικά στην πράσινη ανάπτυξη και στην υλοποίηση λύσεων φιλικών με το περιβάλλον και μείωσης κατανάλωσης ρύπων όπως περιγράφονται από την Ευρωπαϊκή Ένωση στην «Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία» (Πηγή: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EL/TXT/HTML/?uri=CELEX:52019DC0640&from=EN).

    Πιο συγκεκριμένα, το ΔτΠ απαρτίζεται από ετερογενείς και συνήθως χαμηλού κόστους αισθητήρες (sensors), ενεργοποιητές (actuators), αντικείμενα, καθώς και συσκευές περιορισμένων πόρων και δυνατοτήτων (constrained devices), συνήθως διασκορπισμένες σε μεγάλες αστικές και αγροτικές εκτάσεις. Οι συσκευές αυτές έχουν δυνατότητες μεταξύ τους δικτύωσης, και μπορούν να συνδεθούν και να αλληλοεπιδράσουν μεταξύ τους αλλά και με τους τελικούς χρήστες, τόσο μέσω του διαδικτύου (Internet), αλλά και σε τοπικό επίπεδο και εσωτερικά δίκτυα (Local Area Networks, LAN). Μία συνολική αποτύπωση της τρέχουσας, αλλά και της μελλοντικής κατάστασης στο ΔτΠ παρουσιάζεται στο (Gubbi et al, 2013).

    Κάποιες από τις κύριες δυνατότητες αυτών των συσκευών, είναι: 1) η παρατεταμένη διάρκεια αυτόνομης λειτουργίας, όπως επί παραδείγματι με (επαναφορτιζόμενες) μπαταρίες, που σε κάποιες περιπτώσεις μπορεί να φτάσει σε δέκα ή παραπάνω χρόνια, 2) η λειτουργία κάτω από δύσκολες και οριακές συνθήκες, όπως αυτές που κυριαρχούν σε ορυχεία, ωκεανούς, σε υγρά και θερμά περιβάλλοντα και αλλού, και 3) οι διαφορετικοί τρόποι αλληλεπίδρασης με το περιβάλλον, για παράδειγμα αισθητήρες θερμοκρασίας, πίεσης, καταγραφής στάθμης αερίων (π.χ. οξυγόνο, επικίνδυνα αέρια), ένταση φωτός, ήχων, κτλ.Εικόνα 1: Παρακολούθηση του ταξιδιού μίας ομάδας γερακιών από την Μαδαγασκάρη στην Ελλάδα. Πηγή: http://www.lifefalcoeleonorae.gr/Η σύνδεση και η αλληλεπίδραση με το διαδίκτυο προσφέρει αναρίθμητες εφαρμογές και λειτουργίες, όπως για παράδειγμα η παρακολούθηση των συνηθειών αγρίων ζώων και πτηνών (Εικ. 1), αλλά και τα έξυπνα εμφυτεύματα δοντιών (Tseng et al., 2018) που μπορούν να καταγράψουν συνήθειες του ανθρώπου που τα φέρει (Εικ. 2), ή το «έξυπνο» κουδούνι, στο οποίο ο ιδιοκτήτης, που μπορεί να βρίσκεται οπουδήποτε στον πλανήτη, βλέπει μέσω της ενσωματωμένης κάμερας σε πραγματικό χρόνο στο κινητό του τηλέφωνο τι συμβαίνει έξω από την πόρτα, και μπορεί να επικοινωνήσει με τον επισκέπτη (Εικ. 3).Εικόνα 2: Συσκευή παρακολούθησης διατροφικών συνηθειών. Η αποστολή των δεδομένων γίνεται ασύρματα.Εικόνα 3: Ένα από τα πολλά έξυπνα κουδούνια που κυκλοφορούν στην αγορά, σε πολύ προσιτές τιμές.(Πηγή εδώ)Το ΔτΠ είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με την τεχνολογία 5G που ήδη έχει γίνει πραγματικότητα σε μεγάλα τμήματα των δικτύων κινητής τηλεφωνίας, ειδικά στον αστικό ιστό.  Τα μεγάλα οφέλη και πλεονεκτήματα που φέρνει το 5G μπορούν πραγματικά να φέρουν επανάσταση στην καθημερινή μας ζωή, επιτυγχάνοντας πολύ χαμηλή καθυστέρηση  (latency) στο δίκτυο, μεγαλύτερη χωρητικότητα (capacity) και υψηλότερο εύρος ζώνης (bandwidth). Σε συνδυασμό με το πρωτόκολλο διευθυνσιοδότησης IPv6 το οποίο παρέχει τη δυνατότητα σύνδεσης στο διαδίκτυο δισεκατομμυρίων συσκευών με μία μοναδική για κάθε συσκευή παγκόσμια διεύθυνση, μπορεί να παράσχει μία σειρά από καινοτόμες υπηρεσίες και δυνατότητες όπως η τηλεϊατρική, η τηλεργασία, και η υλοποίηση λύσεων έξυπνων πόλεων και αυτόνομων οχημάτων και μη επανδρωμένων πτητικών συσκευών (drones).

    Είναι αναμφισβήτητο ότι αυτά τα πλεονεκτήματα θα επιφέρουν μεγάλες αλλαγές και βελτιώσεις στον τρόπο που οι άνθρωποι σε όλο τον πλανήτη αλληλοεπιδρούν, εργάζονται, και ψυχαγωγούνται. Το βασικό όχημα για αυτές τις βελτιώσεις και τις επερχόμενες καινοτομίες είναι το ΔτΠ και οι απεριόριστες εφαρμογές του. Για παράδειγμα, σε απομακρυσμένες και δυσπρόσιτες περιοχές, έχουμε τη δυνατότητα να προσφέρουμε μία σειρά από υπηρεσίες που θα καταφέρουν όχι μόνο να διατηρήσουν τον υπάρχοντα πληθυσμό, αλλά ίσως να προσελκύσουν και τους λεγόμενους «ψηφιακούς νομάδες» (digital nomads), ανθρώπους που έχουν τη δυνατότητα να εργάζονται απομακρυσμένα (τηλε-εργασία), αλλά χρειάζονται σοβαρές ψηφιακές υποδομές για αυτό.

    Ο άλλος μεγάλος επιστημονικός τομέας που μπορεί να προσφέρει καινοτόμα προϊόντα και υπηρεσίες σε συνδυασμό με το ΔτΠ, είναι η Τεχνητή Νοημοσύνη (ΤΝ), (Artificial Intelligence, AI), και η Μηχανική Μάθηση (ΜΜ), (Machine Learning, ML). Όσο πιο προσιτή και διαθέσιμη γίνεται η υπολογιστική ισχύς, ειδικά μέσω του υπολογιστικού νέφους (cloud computing), οι δύο αυτές συχνά επικαλυπτόμενες τεχνολογίες, θα εδραιώνονται παντού γύρω μας. Αποτέλεσμα αυτών των ώριμων πλέον τεχνολογιών, είναι για παράδειγμα τα αυτοματοποιημένα τηλεφωνικά κέντρα, με τα οποία ο χρήστης επικοινωνεί με φωνητικές εντολές, ή τα λεγόμενα bots, τα οποία απαντούν σε αντίστοιχες γραπτές επικοινωνίες μέσω ανταλλαγής μηνυμάτων (chat) σε πολλές ιστοσελίδες.Τομείς του ΔτΠ που θα γνωρίσουν άνθηση στην Ελλάδα τα επόμενα χρόνια

    Θα αναφερθούμε τώρα, εν συντομία, σε μια σειρά από τεχνολογίες ΔτΠ που θα γνωρίσουν άνθηση στην Ελλάδα στο άμεσο μέλλον.

    1. Προληπτική και διαγνωστική Ιατρική

    Ήδη εμφανίζονται συνεχώς νέες εταιρείες τεχνοβλαστοί (spinoffs), και εφαρμοσμένης έρευνας, πολλές φορές σε συνεργασία με πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα, οι οποίες καταγράφουν πολύ υψηλά ποσοστά ορθής αναγνώρισης ασθενειών σε ακτινογραφίες, μαγνητικές ή αξονικές τομογραφίες (Aggarwal et al., 2021), με πιο ακριβείς διαγνώσεις ακόμη και από ανθρώπινο ιατρικό προσωπικό (Ciritsis et al., 2019). Ως παράδειγμα αναφέρεται η «Αειφορία» (Πηγή: https://www.aiforia.com/), εταιρεία που εξειδικεύεται στην ανάγνωση ψηφιακών εικόνων όπως μαγνητικές, αξονικές τομογραφίες, κτλ., και στην εξαγωγή συμπερασμάτων, διαγνώσεων και αποφάσεων.

    Σε συνδυασμό με το ΔτΠ, σε λίγα χρόνια, πολλές εξετάσεις σε μικροβιολογικά εργαστήρια θα αυτοματοποιηθούν πλήρως μέσω έξυπνων συσκευών εξαγωγής δείγματος και αυτόματου ελέγχου για γρήγορα αποτελέσματα (Πηγή: https://brolis-sensor.com/). Ως αποτέλεσμα, το ιατρικό προσωπικό, το κόστος και ο χρόνος αναμονής θα μειωθούν, ενώ στο εγγύς μέλλον αρκετές εξετάσεις ρουτίνας θα μπορούν να γίνονται στο σπίτι, ή σε περισσότερα φιλόξενα περιβάλλοντα (π.χ., γηροκομείο), μέσα από την παρακολούθηση καθημερινών σωματικών λειτουργιών, όπως έχει συμβεί με την έξυπνη τουαλέτα του πανεπιστημίου του Στάνφορντ, που αναγνωρίζει και ταυτοποιεί τον χρήστη (Εικ. 4) (Πηγή: https://med.stanford.edu/news/all-news/2020/04/smart-toilet-monitors-for-signs-of-disease.html)Εικόνα 4: Η έξυπνη τουαλέτα αναγνωρίζει το χρήστη και παρακολουθεί βιολογικές λειτουργίες σε πραγματικό χρόνοΜία σειρά από ασθένειες μπορούν να παρακολουθούνται από τέτοιες φορητές συσκευές, όπως η στάθμη γλυκόζης στο αίμα (διαβήτης), η πρόγνωση καρδιακού ή εγκεφαλικού επεισοδίου, καρδιακές αρρυθμίες, η παρακολούθηση νεφρικής ανεπάρκειας, η παρακολούθηση ύπνου, ακόμη και έγκαιρη πρόγνωση Αλτσχάιμερ. Ειδικά στην Ελλάδα των πολλών νησιών και ακριτικών-δυσπρόσιτων περιοχών, η εφαρμογή τέτοιων λύσεων μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ποιότητα των προσφερόμενων ιατρικών υπηρεσιών. Μία πρόσφατη επισκόπηση της κατάστασης στο λεγόμενο ΔτΠ Υγείας (Health IoT ή ΗΙοΤ) παρατίθεται στο (Pradhan et al., 2021).

    2. Έξυπνα Κτίρια

    Οι εφαρμογές του ΔτΠ στα κτίρια του αύριο, αναμένονται να επιφέρουν μία πραγματική επανάσταση. Στο προσεχές μέλλον, τα κτίρια θα μπορούν να αλληλοεπιδρούν με τους ανθρώπους, προσφέροντας μία σειρά από καινοτόμες λύσεις και υπηρεσίες. Σήμερα κυκλοφορούν στην αγορά συσκευές που βελτιώνουν την αλληλεπίδραση με τον χρήστη όπως έξυπνες κάμερες που καταγράφουν την κίνηση και αποστέλλουν σε πραγματικό χρόνο στο κινητό τηλέφωνο του χρήστη ειδοποίηση αλλά και εικόνα, έξυπνα κουδούνια τα οποία ενεργοποιούνται όταν αντιληφθούν κίνηση μπροστά στη ζώνη ευθύνης (για παράδειγμα, η συσκευή τοποθετείται δίπλα στην πόρτα, και ο ιδιοκτήτης μπορεί να μιλήσει από οπουδήποτε στον πλανήτη μέσω αυτής, σαν να βρίσκεται μέσα στο σπίτι). Μάλιστα η πρόσφατη ειδησιογραφία κατέγραψε μία τέτοια περίπτωση που ο ιδιοκτήτης εκδίωξε πιθανούς διαρρήκτες μιλώντας τους μέσα από μία τέτοια συσκευή (Πηγή: https://www.megatv.com/2021/06/28/eksypno-koudouni-pos-apetrepse-klopi-apo-thilyki-symmoria-poso-kostizei/).

    Ήδη κυκλοφορούν συσκευές παρακολούθησης θερμοκρασίας  οι οποίες μπορούν να επιφέρουν σημαντική εξοικονόμηση χρημάτων μέσω της ακριβούς ανάγνωσης της θερμοκρασίας σε διάφορα σημεία ενδιαφέροντος, αλλά και μέσω της δυνατότητας να ρυθμιστούν σε διαφορετικές χρονικές ζώνες (για παράδειγμα, διαφορετικές ρυθμίσεις για πρωί/απόγευμα) αλλά και αποκλεισμού δωματίων και άλλων ενεργειών. Επίσης κυκλοφορούν έξυπνες κλειδαριές ασφαλείας χωρίς κλειδί. Το άνοιγμα της πόρτας γίνεται με πολλαπλούς τρόπους, όπως η ανάγνωση του κινητού τηλεφώνου (κατ’ αντιστοιχία με τις ανέπαφες πληρωμές), αλλά και η ανάγνωση του δακτυλικού αποτυπώματος του χρήστη, ή άλλων βιομετρικών χαρακτηριστικών του (εικόνα, βίντεο, φωνή, κτλ.) Η επερχόμενη σύνδεση στο κοινό οικιακό δίκτυο των πηγών φωτός, των διάφορων κινούμενων μερών (π.χ. μηχανισμοί παραθύρων και κουρτινών), και οποιασδήποτε άλλης ηλεκτρονικής συσκευής (ηχητικό σύστημα, τηλεόραση, θερμοσίφωνο, κ.ά.) πολύ σύντομα θα δώσει την δυνατότητα στον μέσο χρήστη να ρυθμίζει τις συσκευές αυτές από μακριά. Μία τέτοια προσέγγιση δίνεται στην Εικ. 5 όπου το κτίριο μπορεί μόνο του να ρυθμίζει την κατανάλωση ενέργειας που παίρνει από ανανεώσιμες πηγές, εξοικονομώντας μεγάλα ποσά για τον ιδιοκτήτη, και ταυτόχρονα ενεργοποιώντας συγκεκριμένες συσκευές σε ώρες χαμηλής κατανάλωσης (όπως η λειτουργία των πλυντήρια ρούχων και πιάτων σε χρόνο χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας ή ύπαρξης πλεονάζουσας ενέργειας, για παράδειγμα από συνεχείς ανέμους) (Swalehe et al., 2018).Εικόνα 5: Το έξυπνο σπίτι ρυθμίζει τις ανάγκες ενέργειας των επιμέρους συσκευών σε πραγματικό χρόνο (Swalehe et al., 2018)Επιπλέον, η πραγματική επανάσταση που έχει αρχίσει να γίνεται πραγματικότητα, είναι η διεπαφή του χρήστη με τις όποιες συσκευές χωρίς την ανάγκη ύπαρξης πληκτρολογίου. Η Alexa της Amazon, και οι αντίστοιχες συσκευές της Google και της Apple  (Εικόνα 6) πρωτοστατούν σε αυτόν τον τομέα. Όλες αυτές οι συσκευές είναι παρόμοιες: Έχουν την δυνατότητα να καταγράψουν τις εντολές του χρήστη σε φυσική γλώσσα, τις οποίες επεξεργάζονται στο υπολογιστικό νέφος (cloud), και επιστρέφουν την απάντηση ή την ερώτηση μέσω του ενσωματωμένου ηχείου. Σήμερα, η αναγνώριση φωνής καταγράφει ποσοστά ορθής αναγνώρισης μέχρι 98%, ενώ πλέον οι φωνητικές εντολές χρησιμοποιούνται ευρύτατα· πάνω από το 58% των Αμερικανών χρησιμοποιήσαν φωνητικές εντολές για να βρουν πληροφορία γύρω τους (Πηγή: https://www.dbswebsite.com/blog/trends-in-voice-search/). Μάλιστα, σήμερα η έρευνα στρέφεται γύρω από την καλύτερη κατανόηση διαλέκτων και προφορών (Tatman & Kasten, 2017).Εικόνα 6: Έξυπνα ηχεία. Από αριστερά, Google, Amazon, Apple3. Διακυβέρνηση και Διοίκηση

    Δυστυχώς, κατά το 2020, η Ελλάδα καταλαμβάνει μία από τις τελευταίες θέσεις στον δείκτη ψηφιακής ολοκλήρωσης DESI της Ευρωπαϊκής Ένωσης (Πηγή: https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/policies/desi).  Παρόλα αυτά, ο ψηφιακός μετασχηματισμός προχωράει σε τομείς όπως η διεπαφή με το δημόσιο, μέσω του gov.gr και των αυξανόμενων προσφερόμενων υπηρεσιών. Επιπροσθέτως, ψηφιακά πιστοποιητικά εκδίδονται πλέον με μεγάλη ευκολία, και η επιβεβαίωση τους γίνεται συνήθως μέσω έξυπνων τηλεφώνων και συσκευών. Το επόμενο βήμα σε αυτήν την κατεύθυνση, είναι η περαιτέρω απλοποίηση, αυτοματοποίηση και υλοποίηση απρόσωπων και ασφαλών διεπαφών και ανταλλαγής δεδομένων με τον πολίτη. Μέσω της επερχόμενης νέας ταυτότητας που θα εμπεριέχει τα στοιχεία του κατόχου σε ένα ηλεκτρονικό μικροτσίπ, θα μπορεί ο πολίτης να αλληλεπιδρά με τις κρατικές υπηρεσίες με καινούριους ασφαλείς τρόπους. Για παράδειγμα, συσκευές/εκτυπωτές έξω από δημόσια κτίρια θα πιστοποιούν τον πολίτη και θα εκδίδουν το ζητούμενο πιστοποιητικό. Αναγνώστες αυτών των ταυτοτήτων εγκατεστημένοι σε δημόσια κτίρια και υπηρεσίες, σε αναλογία με τις σημερινές «ανέπαφες πληρωμές» (τεχνολογία Near Field Communication, NFC), θα πιστοποιούν τα στοιχεία του πολίτη, χωρίς την ανάγκη ύπαρξης πολυάριθμων πιστοποιητικών, βεβαιώσεων, κτλ.

    Η χρήση τεχνολογιών ΔτΠ μπορεί να οδηγήσει στο λεγόμενο «έξυπνο» παρκάρισμα, μέσω υπόδειξης ελεύθερων χώρων στάθμευσης, απελευθέρωσης ειδικών χώρων στάθμευσης για ειδικές πληθυσμιακές μονάδες (ανάπηρους, εγκύους, κτλ.), διατηρώντας την ανωνυμία των εμπλεκόμενων μερών.Η διαχείριση στόλων οχημάτων μέσω του ΔτΠ χαμηλού φάσματος (Narrow band IoT, NB-IoT) μπορεί να επιφέρει εξοικονόμηση χρόνου και πόρων σε τομείς όπως η αποκομιδή απορριμμάτων. Πιο συγκεκριμένα, οι κάδοι απορριμμάτων θα διαθέτουν αισθητήρες πληρότητας οι οποίοι θα στέλνουν αυτόματα την πληροφορία στο διερχόμενο όχημα. Έτσι το όχημα θα σταματάει μόνο στους κάδους που είναι γεμάτοι. Τα οχήματα περισυλλογής θα ακολουθούν διαδρομές που θα υποδεικνύει ο αλγόριθμός τεχνητής νοημοσύνης ώστε να συλλέξουν όλους τους γεμάτους κάδους, στον λιγότερο δυνατό χρόνο, χωρίς να περνούν από τα ίδια μέρη, το οποίο αποτελεί ένα δυσεπίλυτο πρόβλημα, γνωστό ως Πρόβλημα Περιοδεύοντος Πωλητή και θα κατευθύνονται στον χώρο περισυλλογής των απορριμμάτων από τις υποδεικνυόμενες διαδρομές.

    Περαιτέρω, ώριμες εφαρμογές σήμερα θεωρούνται ο «έξυπνος φωτισμός», όπου τα δημόσια φώτα ανάβουν και σβήνουν σύμφωνα με την εποχή του χρόνου, αλλά και τις καιρικές συνθήκες (Για παράδειγμα, αν υπάρχει συννεφιά ή βροχή, ανάβουν αρκετά πιο νωρίς, ή αργούν να σβήσουν αντίστοιχα, ενώ σε κανονικές καιρικές συνθήκες ακολουθούν την ανατολή/δύση του ηλίου), η παρακολούθηση της ποιότητας του νερού αλλά και των διαρροών σε πραγματικό χρόνο ενός δικτύου ύδρευσης, και η ενεργοποίηση ειδοποιήσεων (π.χ. αποστολή SMS) αλλά και αυτόματο κλείσιμο βαλβίδων ροής προς αποφυγή σπατάλης νερού, η παρακολούθηση της ποιότητας της ατμόσφαιρας (θερμοκρασία, υγρασία, πίεση, επιβλαβή σωματίδια, κτλ.) και η αποστολή μηνυμάτων σε φορείς και υπηρεσίες (π.χ. Πολιτική Προστασία).

    Σήμερα, οι φορείς κινητής τηλεφωνίας (π.χ. Vodafone, Cosmote) προσφέρουν πολύ φθηνά πακέτα NB-IoT με μηνιαίες συνδρομές που ξεκινούν από μερικά ευρώ το μήνα.Το Πρόβλημα του Περιοδεύοντος (ή περιπλανώμενου) Πωλητή ορίζεται ως ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης σύμφωνα με το οποίο, ένας πωλητής πρέπει να βρει την συντομότερη διαδρομή που να περνάει από την κάθε μία πόλη που πρέπει να επισκεφτεί, μία μόνο φορά.

    Το πρόβλημα ανήκει στην κατηγορία NP-problems (nondeterministic polynomial time problems), τα οποία έχουν την εξής ιδιότητα: Ενώ οποιαδήποτε λύση του προβλήματος μπορεί να επαληθευτεί άμεσα, για την λύση του, υπάρχουν διάφοροι αλγόριθμοι γρήγορης εύρεσης προσεγγιστικών λύσεων στο πρόβλημα, χωρίς να εγγυόνται την καλύτερη λύση. Τέτοιοι αλγόριθμοί προτείνουν την διαδρομή μετάβασης στο σημείο ενδιαφέροντος στις εφαρμογές πλοήγησης (π.χ., Google drive).

    Οι αλγόριθμοί που βρίσκουν όλες τις πιθανές λύσεις σε αυτά τα προβλήματα είναι αργοί και συνήθως δεν χρησιμοποιούνται (λόγω χρόνου αλλά και χρήσης μεγάλης υπολογιστικής ισχύος).4. Αγροτικός τομέας και Καλλιέργειες

    Σύμφωνα με το γενικό διευθυντή Λιανικής Τραπεζικής της Eurobank κ. Ιάκωβο Γιαννακλή (Ιάκωβος Γιαννακλής, 2017), η Ελλάδα παράγει περίπου σε αξία 190 ευρώ ανά στρέμμα, ενώ η Ολλανδία παράγει περίπου 1.700 ευρώ, και το Ισραήλ περίπου 1.290 ευρώ ανά́ στρέμμα. Ως εκ τούτου, είναι επιτακτική η ανάγκη η Ελλάδα να βελτιώσει και να εκσυγχρονίσει τον αγροτικό τομέα και την κτηνοτροφία. Σε αυτή την κατεύθυνση, το ΔτΠ μπορεί να προσφέρει πληθώρα λύσεων, εύκολα υλοποιήσιμων και με σχετικά χαμηλό κόστος.Εικόνα 7: Αυτόματη περισυλλογή φράουλας από μηχάνημα που βασίζεται στην επεξεργασία εικόνας ώστε να αναγνωρίζει το κόκκινο χρώμα του φρούτου.Μέσω του συνδυασμού ρομποτικών μελών και οχημάτων με λογισμικό επεξεργασίας εικόνας (image processing software) είναι δυνατή η αυτόματη περισυλλογή καρπών/φρούτων μειώνοντας κατά πολύ το κόστος του τελικού προϊόντος. Για παράδειγμα, μία ερευνητική εταιρεία έχει αναπτύξει μία συσκευή αυτόματης περισυλλογής φράουλας (Εικ. 7) (Πηγή: https://www.fastcompany.com/40473583/this-strawberry-picking-robot-gently-picks-the-ripest-berries-with-its-robo-hand).

    Στρατηγικά τοποθετημένοι αισθητήρες μέσα στις καλλιέργειες (Εικ. 8), μπορούν να προσφέρουν σε πραγματικό χρόνο πληροφορίες για τον καιρό, αλλά και την υγρασία, την περιεκτικότητα του εδάφους σε θρεπτικά συστατικά (μέταλλα, ιχνοστοιχεία, κτλ.), αλλά και υπερσυγκεντρώσεις πιθανά επιβλαβών στοιχείων).

    Περαιτέρω, οι οικονομικά προσιτές πλέον λύσεις των drones μπορούν να έχουν πολλαπλές εφαρμογές τόσο στην γεωργία όσο και στην κτηνοτροφία. Η αυτόματη σπορά, ακόμη και με συνδυασμούς διαφόρων σπόρων και φυτών, οι αναδασώσεις (Εικ. 9), η παρακολούθηση της σοδειάς και της συμπεριφοράς των φυτών σε μεγάλη κλίμακα, το (στοχευμένο και επιλεκτικό) ράντισμα, αλλά και η παρακολούθηση κοπαδιών, είναι μόνο λίγοι από τους τομείς που τα drones θα μπορούσαν να συμβάλλουν σημαντικά στην βελτίωση της αγροτικής παραγωγής.Εικόνα 8: Συσκευή παρακολούθησης καιρού και εδάφους με πολλαπλούς αισθητήρες. Τα δεδομένα μπορούν να αποστέλλονται ασύρματα σε τακτά χρονικά διαστήματα στον σταθμό βάσης για επεξεργασία (Πηγή: https://www.cropin.com/iot-internet-of-things-applications-agriculture).5. Προβληματισμοί και Επιφυλάξεις

    Φυσικά, όπως όλες οι νέες αναδυόμενες τεχνολογίες, το ΔτΠ φέρνει στην επιφάνεια μία σειρά από ερωτήματα και κρίσιμα θέματα, τα οποία μένει να απαντηθούν τόσο από την επιστημονική κοινότητα, αλλά και από φορείς, κυβερνήσεις, και την κοινωνία γενικότερα. Κάποια από αυτά είναι:

    • Θέματα εποπτείας/παρακολούθησης & ελέγχου ατόμων και ομάδων
    • Σοβαρά ερωτήματα στην έννοια της ιδιωτικότητας, της λήθης γεγονότων, και της καταγραφής
    • Θέματα συλλογής ευαίσθητων προσωπικών δεδομένων και χρήσης δεδομένων από εταιρείες
    • Τα συλλεγόμενα δεδομένα μπορούν αν οδηγήσουν σε προπαγάνδα, στοχευμένη διαφήμιση, προσπάθεια ερμηνείας και υπόδειξης συμπεριφορών. Περαιτέρω, μπορούν να διαμορφώνουν τα προσφερόμενα στο χρήστη προγράμματα, ειδήσεις, άρθρα, βάσει των προτιμήσεων του
    • Χρήση για στρατιωτικούς σκοπούς, κατασταλτικές χρήσεις, κρατική κατασκοπεία

    Εδώ πρέπει να τονιστεί, ότι η Ευρωπαϊκή Ένωση προσπαθώντας να λύσει αρκετά από τα αναφερθέντα προβλήματα και να σιγουρευτεί ότι οι χρήσεις των δεδομένων θα είναι συγκεκριμένες και αυστηρά καθορισμένες, πρωτοπορεί παγκοσμίως στον τομέα αυτό, έχοντας θέσει σε εφαρμογή ένα νέο Γενικό Κανονισμό Προστασίας Δεδομένων – ΓΚΠΔ (GDPR – 2016/679) ο οποίος έχει άμεση εφαρμογή σε όλα τα Κράτη-Μέλη από 25/05/2018 χωρίς την προϋπόθεση κρατικής νομοθεσίας. Ο ΓΚΠΔ έχει εφαρμογή σε όλους τους φορείς (ιδιωτικές και δημόσιες επιχειρήσεις, κρατικές αρχές, συλλόγους, κλπ.) που διαχειρίζονται, επεξεργάζονται, αποθηκεύουν και διακινούν δεδομένα προσωπικού χαρακτήρα, είτε έχουν έδρα και δραστηριότητα σε χώρα της Ευρωπαϊκής Ένωσης είτε όχι, εφόσον τα δεδομένα αφορούν Ευρωπαίους πολίτες ή σχετίζονται με οποιουδήποτε είδους υπηρεσίες και αγαθά προς Ευρωπαίους πολίτες.

    Ένα μέτρο της επιτυχίας του ΓΚΠΔ και της αυστηρότητας που τον διακρίνει, ίσως είναι οι κατά καιρούς νομικές διαμάχες της επιτροπής με γίγαντες του διαδικτύου και οι αποφάσεις του Ευρωπαϊκού δικαστηρίου εναντίον χρήσεων δεδομένων που δεν συνάδουν με τον ΓΚΠΔ  (Δείτε επί παραδείγματι εδώ: https://www.euronews.com/2021/06/15/big-tech-companies-exposed-to-privacy-challenges-after-eu-court-decision).

    Εν κατακλείδι, ως συστατικό στοιχείο της δημοκρατίας, οι Ευρωπαϊκές κοινωνίες οφείλουν όχι μόνο να στέκονται κριτικές απέναντι στην χρήση των νέων αυτών τεχνολογιών και των παραγόμενων ερωτημάτων/προβληματισμών, αλλά να αναζητούν τα όρια, τις προϋποθέσεις, και τα κριτήρια ορθής χρήσης και πρακτικής.Εικόνα 9: Drone αναδάσωσης (Πηγή: https://droneseed.com/).Επίλογος

    Το ΔτΠ αποτελεί σήμερα μία από τις τεχνολογίες που μπορούν να αλλάξουν δραστικά την ποιότητα ζωής των πολιτών στην Ελλάδα αλλά και στην Ευρώπη. Μέσω των πολλαπλών εφαρμογών του σε διάφορους τομείς όπως η προληπτική και διαγνωστική ιατρική, τα έξυπνα κτίρια, η διακυβέρνηση και η διοίκηση εν γένει, αλλά και οι αγροτικές καλλιέργειες, το ΔτΠ μπορεί να προσφέρει οικονομικά συμφέρουσες λύσεις, που να είναι επίσης σύμφωνες με τις κατευθύνσεις της Ευρωπαϊκής Ένωσης για χαμηλές εκπομπές ρύπων και πράσινη ανάπτυξη. Φυσικά, οι νέες αυτές τεχνολογίες εγείρουν μία σειρά από ερωτήματα και επιφυλάξεις, τα οποία οφείλουν να ερευνηθούν εξαντλητικά από φορείς, κυβερνήσεις, αλλά και την κοινωνία γενικότερα.ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

    Aggarwal, R., Sounderajah, V., Martin, G., Ting, D. S. W., Karthikesalingam, A., King, D., Ashrafian, H., and Darzi, A. (2021). Diagnostic accuracy of deep learning in medical imaging: A systematic review and meta-analysis. Npj Digital Medicine, 4(1), 1–23. https://doi.org/10.1038/s41746-021-00438-z

    Ciritsis, A., Rossi, C., Eberhard, M., Marcon, M., Becker, A. S., and Boss, A. (2019). Automatic classification of ultrasound breast lesions using a deep convolutional neural network mimicking human decision-making. European Radiology, 29(10), 5458–5468. https://doi.org/10.1007/s00330-019-06118-7

    Gubbi, J., Buyya, R., Marusic, S., & Palaniswami, M. (2013). Internet of Things (IoT): A vision, architectural elements, and future directions. Future Generation Computer Systems, 29(7), 1645–1660. https://doi.org/10.1016/j.future.2013.01.010

    Pradhan, B., Bhattacharyya, S., and Pal, K. (2021). IoT-Based Applications in Healthcare Devices. Journal of Healthcare Engineering, 2021, e6632599. https://doi.org/10.1155/2021/6632599

    Swalehe, H., Chombo, P. V., and Boonruang, M. (2018). Appliance scheduling for optimal load management in smart home integrated with renewable energy by using whale optimization algorithm. GMSARN Int. J., 12(2), 65–75. http://gmsarnjournal.com/home/wp-content/uploads/2018/06/vol12no2-3.pdf

    Tatman, R., and Kasten, C. (2017). Effects of Talker Dialect, Gender & Race on Accuracy of Bing Speech and YouTube Automatic Captions. Interspeech, 934–938. 10.21437/Interspeech.2017-1746

    Tseng, P., Napier, B., Garbarini, L., Kaplan, D. L., and Omenetto, F. G. (2018). Functional, RF-trilayer sensors for tooth-mounted, wireless monitoring of the oral cavity and food consumption. Advanced Materials, 30(18), 1703257. 10.1002/adma.201703257

    Γιαννακλής, I., (2017). Εισαγωγική Ομιλία. Τρίτο Συνέδριο Αγροτικής Επιχειρηματικότητας, Πορτο Καρράς, Χαλκιδική.

    * Ο Δρ. Γιώργος Βιολέττας (Προσωπική ιστοσελίδα: http://georgeviolettas.net) είναι λέκτορας πληροφορικής στο Πανεπιστήμιο Αλφάιζαλ (Alfaisal University: https://www.alfaisal.edu/en/) στο Ριάντ της Σαουδικής Αραβίας. Είναι κάτοχος διδακτορικού τίτλου στο Διαδίκτυο των Πραγμάτων (ΔτΠ) και την ασφάλεια αυτών των συσκευών από το Πανεπιστήμιο Μακεδονίας, στην Θεσσαλονίκη. Έχει δεκάδες δημοσιεύσεις σε έγκριτα επιστημονικά περιοδικά και συνέδρια του χώρου. Τα επιστημονικά του ενδιαφέροντα κινούνται στο χώρο του ΔτΠ και των δικτύων ασύρματων αισθητήρων (Wireless Sensor Networks, WSN) , των πρωτοκόλλων διασύνδεσης, την κίνηση των κόμβων και τα προβλήματα που δημιουργούνται, καθώς και την ασφάλεια αυτών των συσκευών. Ως μέρος της διδακτορικής του διατριβής έχει κατασκευάσει μία πλήρως λειτουργική πλατφόρμα παρακολούθησης και ελέγχου συσκευών ΔτΠ (Πηγή: https://github.com/SWNRG/ASSET).

  • Η Κοινωνία των Γονιδίων

    Η Κοινωνία των Γονιδίων

    Ιτάι Γιανάι, Μάρτιν Λέρτσερ

    Μετάφραση: Σπύρος Καλαλής
    Επιμέλεια: Θεοδώρα Κατσινέλου
    Επιστημονική Επιμέλεια: Θάνος Καψάλης
    Πρόλογος ελληνικής έκδοσης: Μαρίκα Σύρρου
    Πριν από τέσσερις περίπου δεκαετίες ο Ρίτσαρντ Ντόκινς δημοσίευσε το βιβλίο: Το Εγωιστικό Γονίδιο, στο οποίο είχε διατυπώσει την πολύκροτη άποψη πως οι άνθρωποι αποτελούν τις «μηχανές επιβίωσης» των «εγωιστικών μορίων που είναι γνωστά ως γονίδια». Όμως το πώς τα ιδιοτελή αυτά γονίδια συνεργάζονται ώστε να οικοδομήσουν έναν οργανισμό ήταν κάτι που παρέμενε εν πολλοίς άγνωστο.

    Το βιβλίο που κρατάτε στα χέρια σας, “Η Κοινωνία των Γονιδίων”, αξιοποιώντας τον πλούτο των δεδομένων που προσκόμισε η σύγχρονη έρευνα, παρέχει μια προοπτική για το πώς τα γονίδια συνεργάζονται, αλλά και πώς ανταγωνίζονται στον αγώνα για την επιβίωση. Οι δύο συγγραφείς, ο Ιτάι Γιανάι και ο Μάρτιν Λέρτσερ —πρωτοπόροι ερευνητές στο νέο πεδίο της βιολογίας συστημάτων— προτείνουν ένα νέο συναρπαστικό εννοιολογικό πλαίσιο για την κατανόηση της εξέλιξης του ανθρώπινου γονιδιώματος, στο οποίο οι αλληλεπιδράσεις καταλαμβάνουν τη θέση του βασικού παραδείγματος της βιολογίας. Αντίθετα από τον τρόπο με τον οποίο προσελήφθη η δημοφιλής μεταφορά του Ντόκινς, οι δύο συγγραφείς θεωρούν ότι το γονιδίωμα δεν είναι ένα σύνολο μεμονωμένων γονιδίων που αποσκοπούν απλώς στην επιβίωσή τους, αλλά ότι συνιστά μια κοινωνία γονιδίων, που όπως οι ανθρώπινες κοινωνίες αποτελείται από μέλη που αναπτύσσουν ταυτόχρονα συνέργειες και αντιπαλότητες.

    Η Κοινωνία των Γονιδίων είναι γραμμένη σε γλώσσα προσβάσιμη από το ευρύ κοινό, ώστε να αποκαλύπτει στον μη ειδικό αναγνώστη τις γενετικές στρατηγικές της συνεργασίας και του ανταγωνισμού σε βιολογικές κλίμακες που εκτείνονται από τα μεμονωμένα κύτταρα ως τα βιολογικά είδη. Στο βιβλίο καταγράφεται πώς λειτουργεί το γονιδίωμα στα καρκινικά κύτταρα και στους προγόνους μας, τους Νεάντερταλ, στη φυλετική αναπαραγωγή και κατά την προέλευση της ζωής, με τρόπο όμως που επισημαίνει πάντα ένα κρίσιμο σημείο: ότι η λογική της ζωής δεν μπορεί να γίνει αντιληπτή, παρά μόνον αν θέσουμε στο επίκεντρο του ενδιαφέροντός μας τις αλληλεπιδράσεις των γονιδίων.

    Συγγραφείς

    Ο Ιτάι Γιανάι είναι Αναπληρωτής Καθηγητής Βιολογίας στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Ισραήλ και συνεργάτης στο Ινστιτούτο Προηγμένων Σπουδών Ράντκλιφ του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ.

    Ο Μάρτιν Λέρτσερ είναι Καθηγητής Βιοπληροφορικής στο Πανεπιστήμιο Heinrich Heine, Ντίσελντορφ

  • Η στιγμή των κβάντα

    Η στιγμή των κβάντα

    Alfred Scharff Goldhaber, Robert P. Crease

    Μετάφραση: Έφη Καλλιφατίδη
    Επιστημονική επιμέλεια: Παναγιώτης Χαρίτος
    Η πρόκληση να κατανοηθεί το νόημα της κβαντομηχανικής –το να συνδεθεί με τον οικείο κόσμο και τα ζητήματά του –ήταν ένα από τα μεγάλα προβλήματα της διανόησης στην αρχή του εικοστού αιώνα. Ενώ μπορεί να είναι αδύνατο να διδαχτούν οι μη επιστήμονες τη φυσική και τα μαθηματικά της κβαντομηχανικής, είναι δυνατό να καταδείξουμε τα εννοιακά της προβλήματα ή αινίγματα και να εντοπίσουμε τους συσχετισμούς που έκαναν οι καλλιτέχνες και οι συγγραφείς. Σε όσα ακολουθούν, χρησιμοποιούμε σύντομες αναφορές στη θεωρία των κβάντων για να εξηγήσουμε πώς οι όροι και οι εικόνεςτης άρχισαν να εμφανίζονται στην τέχνη, στη λογοτεχνία και στην καθημερινή γλώσσα, ο ένας μετά τον άλλον, ο καθένας με τον τρόπο του. Το βιβλίο ξεδιπλώνεται σαν μια μεγάλη ιστορία που αποτελείται από μια σειρά αλληλένδετων μικρών ιστοριών. Μετά από κάθε κεφάλαιο και προτού να ξεκινήσουμε το επόμενο, προσφέρουμε ένα ιντερλούδιο που δίνει τεχνικές λεπτομέρειες ή αναφέρει σχετικά θέματα που δεν καλύψαμε στο κυρίως κείμενο. Μερικοί αναγνώστες και αναγνώστριες ίσως προτιμήσουν να παραλείψουν αυτές τις διατριβές και μπορούν να το κάνουν χωρίς να χάσουν τον ειρμό τους.

    […] Το κβάντο, έγραψε στο Nature, εισάγει μια «ουσιαστική ασυνέχεια», μια έμφυτη αβεβαιότητα μέσα στις ατομικές διαδικασίες, «εντελώς ξένη προς τις κλασικές θεωρίες». Το πώς προσεγγίζουμε τα ατομικά φαινόμενα αλλάζει ουσιαστικά το πώς μας εμφανίζονται. Έχει σημασία αν πρώτα κοιτάζουμε τη θέση τους ή την ορμή τους. Είναι σάμπως τα ατομικά φαινόμενα να είναι κάτι αφηρημένο και αν ρυθμίσουμε τα όργανά μας για να βρούμε σωματιδιακή συμπεριφορά, τη βρίσκουμε –αλλά αν τα ρυθμίσουμε για κυματική συμπεριφορά, πάλι θα τη βρούμε. Το στήσιμο των οργάνων μας –αυτό που ο Bohr αποκάλεσε «συντελεστές παρατήρησης» -επηρεάζει, όχι μόνον την επιστημολογία, αλλά και την οντολογία.

  • InScience – Συνέντευξη Θεόδωρου Παπαγγελή

    InScience – Συνέντευξη Θεόδωρου Παπαγγελή

    Μια συνέντευξη με τον Ακαδημαϊκό κ. Θεόδωρο Παπαγγελή με αφορμή τη μετάφραση του διδακτικού έπους “Περί Φύσεως – Η κληρονομιά ενός επίμονου κηπουρού” του Ρωμαίου ποιητή Λουκρήτιου, που εκδόθηκε πρόσφατα από τις εκδόσεις Gutenberg. Το έργο αυτό έχει σημαντική θέση στην ευρωπαϊκή σκέψη καθώς μέσω αυτού μεταλαμπαδεύτηκε στη Δύση η Ατομική Θεωρία του Δημόκριτου και του Λεύκιππου.

    Κεφάλαια της Συνέντευξης

    00:00 – Εισαγωγή
    00:12 – Παρουσίαση και χαιρετισμός προς τον προσκεκλημένο
    02:12 – Σύντομη αναφορά στο βιογραφικό του προσκεκλημένου
    04:32 – Τι ήταν αυτό που ώθησε τον Θ. Παπαγγελή να ασχοληθεί με τη μετάφραση και το σχολιασμό αυτού του έργου;
    07:49 – Το έργο ποιων αρχαίων στοχαστών έχει καλλιεργήσει το έδαφος για την εμφάνιση του ΠΦ; 10:16 – Τι ώθησε τον Λουκρήτιο να γράψει αυτό το έργο;
    14:58 – Πόσο συνέβαλαν σε αυτήν την επιλογή του οι φιλοσοφικές του καταβολές καθώς και το ιστορικό πλαίσιο της εποχής του;
    18:18 – Ποια είναι η θέση της ατομικής θεωρίας στο έργο αυτό;
    25:10 – Ποια άλλα μεγάλα θέματα της επιστήμης περιέχονται στο βιβλίο; (Βιολογία-Ανθρώπινη εξέλιξη-Συγκρότηση γλωσσικού σύμπαντος κλπ)
    29:38 – Ποια άλλα μεγαθέματα αγγίζει το έπος αυτό;
    33:08 – Πως αντιμετωπίστηκε στην εποχή του το έργο αυτό από τους κύκλους της διανόησης; 39:43 – Ποια ήταν η περιπέτεια του έργου αυτού στο Μεσαίωνα;
    44:24 – Επηρέασε και πως τους στοχαστές και επιστήμονες της αναγέννησης;
    50:29 – Ποιους στοχαστές και επιστήμονες των νεότερων χρόνων επηρέασε το ΠΦ;
    59:00 – Πόσο καλά ξέρουμε τους Λατίνους; Είναι αυθεντικοί ή ένα «γενόσημο» της αρχαίας ελληνικής σκέψης; Χρειάζεται να τους γνωρίσουμε;
    1:01:53 – Είναι το ΠΦ ενάντια στη θρησκεία; Έχει σχέση με τον αθεϊσμό των νεώτερων χρόνων; 1:05:17 Eπίλογος

  • ΤΟ «ΓΝΩΘΙ ΣΑΥΤΟΝ» ΣΤΗ ΜΕΤΑΓΟΝΙΔΙΩΜΑΤΙΚΗ ΕΠΟΧΗ. Τι πληροφορίες δίνει το γονιδίωμά μας για την υγεία και την ασθένεια

    ΤΟ «ΓΝΩΘΙ ΣΑΥΤΟΝ» ΣΤΗ ΜΕΤΑΓΟΝΙΔΙΩΜΑΤΙΚΗ ΕΠΟΧΗ. Τι πληροφορίες δίνει το γονιδίωμά μας για την υγεία και την ασθένεια

    Στυλιανός Ε. Αντωναράκης

    Μετάφραση: Μαριλένα Παπαϊωάννου

    Κυκλοφορεί την Πέμπτη 16 Σεπτεμβρίου 2021

    Τι είναι το γονιδίωμα; Τι είδους ποικιλομορφία το χαρακτηρίζει; Πώς διαμορφώνεται κάθε άνθρωπος βάσει της μοριακής ιδιαιτερότητας του γονιδιώματός του; Πόσο σημαντικές είναι οι γονιδιωματικές παραλλαγές για την εμφάνιση γενετικών ασθενειών και την εκδήλωση προδιάθεσης σε κλινικές καταστάσεις και χαρακτηριστικά; Ποιο είναι το γενετικό υπόβαθρο των ασθενειών; Μπορεί η εμφάνισή τους να ερμηνευθεί εξελικτικά; Είναι άραγε ο καρκίνος μια γονιδιωματική πάθηση; Και εντέλει, πόσο σημαντικές για την υγεία και την ασθένεια είναι οι πληροφορίες που αποκομίζουμε από το γονιδίωμα;

    Το βιβλίο που κρατάτε στα χέρια σας πραγματεύεται όλα αυτά τα —σημαντικά για τη ζωή κάθε ατόμου, αλλά και ολόκληρου του ανθρώπινου είδους— ερωτήματα και προσπαθεί να δώσει απαντήσεις με βάση τις γνώσεις που διαθέτουμε σήμερα. Στο βιβλίο χρησιμοποιούνται ως παραδείγματα περίπου πενήντα μικρές ιστορίες, που σκοπό έχουν να βοηθήσουν τον αναγνώστη να κατανοήσει καλύτερα τον θαυμαστό κόσμο του γονιδιώματος, αλλά και να λειτουργήσουν ως εφαλτήριο για περαιτέρω αναζήτηση και ενημέρωση.

    Στην πορεία για την κατανόηση της κρυμμένης αλήθειας, η επιστημονική γνώση διαρκώς εμπλουτίζεται, αναθεωρείται και κάποτε οδηγείται σε κοινούς τόπους — πάντα μέσα από τη γόνιμη αντιπαράθεση. Οι ιστορίες του βιβλίου βασίζονται στις γνώσεις που έχουμε σήμερα· όπως, όμως, λέει ο Σαίξπηρ στην Τρικυμία: «Ό,τι είναι παρελθόν, είναι πρόλογος». Η έκδοση αυτή, λοιπόν, παραδίδεται στο αναγνωστικό κοινό με κάποιο δέος — το δέος που πηγάζει από τον βαθμό της αγνωσίας μας.

    Τι είναι το γονιδίωμα; Τι είδους ποικιλομορφία το χαρακτηρίζει; Πώς διαμορφώνεται κάθε άνθρωπος βάσει της μοριακής ιδιαιτερότητας του γονιδιώματός του; Πόσο σημαντικές είναι οι γονιδιωματικές παραλλαγές για την εμφάνιση γενετικών ασθενειών και την εκδήλωση προδιάθεσης σε κλινικές καταστάσεις και χαρακτηριστικά; Ποιο είναι το γενετικό υπόβαθρο των ασθενειών; Μπορεί η εμφάνισή τους να ερμηνευθεί εξελικτικά; Είναι άραγε ο καρκίνος μια γονιδιωματική πάθηση; Και εντέλει, πόσο σημαντικές για την υγεία και την ασθένεια είναι οι πληροφορίες που αποκομίζουμε από το γονιδίωμα;

    Το βιβλίο που κρατάτε στα χέρια σας πραγματεύεται όλα αυτά τα —σημαντικά για τη ζωή κάθε ατόμου, αλλά και ολόκληρου του ανθρώπινου είδους— ερωτήματα και προσπαθεί να δώσει απαντήσεις με βάση τις γνώσεις που διαθέτουμε σήμερα. Στο βιβλίο χρησιμοποιούνται ως παραδείγματα περίπου πενήντα μικρές ιστορίες, που σκοπό έχουν να βοηθήσουν τον αναγνώστη να κατανοήσει καλύτερα τον θαυμαστό κόσμο του γονιδιώματος, αλλά και να λειτουργήσουν ως εφαλτήριο για περαιτέρω αναζήτηση και ενημέρωση.

    Στην πορεία για την κατανόηση της κρυμμένης αλήθειας, η επιστημονική γνώση διαρκώς εμπλουτίζεται, αναθεωρείται και κάποτε οδηγείται σε κοινούς τόπους — πάντα μέσα από τη γόνιμη αντιπαράθεση. Οι ιστορίες του βιβλίου βασίζονται στις γνώσεις που έχουμε σήμερα· όπως, όμως, λέει ο Σαίξπηρ στην Τρικυμία: «Ό,τι είναι παρελθόν, είναι πρόλογος». Η έκδοση αυτή, λοιπόν, παραδίδεται στο αναγνωστικό κοινό με κάποιο δέος — το δέος που πηγάζει από τον βαθμό της αγνωσίας μας.

  • Η ΓΟΝΙΔΙΑΚΗ ΜΗΧΑΝΗ  Η εκστρατεία αποκρυπτογράφησης των μυστικών του ριβοσώματος

    Η ΓΟΝΙΔΙΑΚΗ ΜΗΧΑΝΗ Η εκστρατεία αποκρυπτογράφησης των μυστικών του ριβοσώματος

    Βένκι Ραμακρίσναν – Βραβείο Νόμπελ Χημείας 2009Η ιστορία αυτή είναι η προσωπική εξιστόρηση των εμπειριών που αποκόμισε ο συγγραφέας ως φοιτητής, καθηγητής και ενθουσιώδης πειραματιστής που προσπαθεί να κατανοήσει πώς τα κύτταρα εκπληρώνουν μία από τις πλέον αρχέγονες και θεμελιώδεις λειτουργίες: τη σύνθεση των πρωτεϊνών. Μέσα από την οπτική του μετανάστη στην Αμερική και αργότερα στην Αγγλία, αλλά και του φυσικού που εισδύει στον κόσμο της βιολογίας, η ιστορία του αποτυπώνει τα συναισθήματα ενός «ξένου» που λαχταρά να γίνει μέρος του επιστημονικού και κοινωνικού κόσμου τον οποίο παρατηρεί.
    Υπάρχει, όμως, και η καθαυτό επιστημονική ανακάλυψη: οι δομές της βιολογικής μηχανής που διαβάζει τον γενετικό κώδικα και μεταφράζει την αλληλουχία των νουκλεοτιδίων του σε αλυσίδες αμινοξέων οι οποίες συγκροτούν όλες τις –απαραίτητες για τη ζωή στον πλανήτη– πρωτεΐνες. Το ριβόσωμα, που αποτελείται από μία μεγάλη και μία μικρή υπομονάδα, αναδεικνύεται εδώ σε όλο του το μεγαλείο: η ερευνητική δουλειά του συγγραφέα αποκάλυψε το μοριακό υπόβαθρο του μηχανισμού αποκωδικοποίησης της μικρής ριβοσωματικής υπομονάδας, αλλά και το πώς διάφορα αντιβιοτικά εμποδίζουν τη λειτουργία του βακτηριακού ριβοσώματος εξαλείφοντας έτσι τις μικροβιακές μολύνσεις. Η διαδικασία προσδιορισμού της υπομονάδας αυτής, από τις αρχικές προσπάθειες με τα επιμέρους δομικά στοιχεία, μέχρι τις κατοπινές, ηρωικές απόπειρες καθαρισμού και κρυστάλλωσης ολόκληρης της μικρής υπομονάδας, είναι μια συναρπαστική ιστορία επινοητικότητας, τύχης και, τελικά, επιτυχίας. 

    Από τον πρόλογο της Jennifer Doudna, Βραβείο Νομπέλ Χημείας 2020

    «Το ριβόσωμα είναι ο κεντρικός επεξεργαστής που αποκωδικοποιεί τον παγκόσμιο κώδικα της ζωής, και η ιστορία της κατανόησής του είναι παρόμοια με εκείνη του DNA. Το λεπτομερές και πληθωρικό χρονικό που μας δίνει εδώ ο Βένκι Ραμακρίσναν έχει την ίδια αφοπλιστική ευθύτητα με τη Διπλή έλικα του James Watson. Ο συγγραφέας μιλάει με ειλικρίνεια για την ανταγωνιστική φιλοδοξία που λειτουργούσε ως κίνητρό του, καταθέτοντας συνάμα κάποιες εξαιρετικά εύστοχες σκέψεις για την εν δυνάμει φθοροποιό επίδραση των μεγάλων βραβείων. Η γονιδιακή μηχανή θα διαβαστεί ξανά και ξανά, ως ένα σημαντικό τεκμήριο στην ιστορία της επιστήμης.»

    Richard Dawkins

  • ΟΠΤΙΚΕΣ ΛΑΒΙΔΕΣ: Η εργαλειοθήκη του μικρόκοσμου

    ΟΠΤΙΚΕΣ ΛΑΒΙΔΕΣ: Η εργαλειοθήκη του μικρόκοσμου

    Το 2018 η Σουηδική Ακαδημία Επιστημών τίμησε με το βραβείο Νόμπελ τον Αμερικανό φυσικό Αrthur Ashkin για “το πρωτοποριακό ερευνητικό του έργο στις οπτικές λαβίδες και τις εφαρμογές τους στη βιολογία”, όπως λιτά και περιεκτικά ανέφερε η ανακοίνωση. Ο Ashkin εφεύρε τις οπτικές λαβίδες οι οποίες αποτελούν ένα εξαιρετικά αποτελεσματικό εργαλείο το οποίο, με τη βοήθεια φωτός λέιζερ, μας επιτρέπει να χειριζόμαστε την κίνηση ατόμων, σωματιδίων, ιών και κυττάρων ανοίγοντας το δρόμο για πρωτόγνωρες και επαναστατικές εφαρμογές. Στις βασικές αρχές λειτουργίας και τις κυριότερες εφαρμογές των οπτικών λαβίδων αναφέρεται αυτό το άρθρο. Με τον όρο “λαβίδα” εννοούμε συνήθως ένα εργαλείο το οποίο μας βοηθάει να χειριζόμαστε πράγματα τα οποία δεν είναι δυνατόν, για διάφορους λόγους, να τα αγγίξουμε με γυμνό χέρι. Πολλές φορές ο χειρισμός των λαβίδων απαιτεί ιδιαίτερα λεπτές κινήσεις και αυξημένη επιδεξιότητα γιατί είναι πιθανόν να ελλοχεύουν διάφοροι κίνδυνοι. Κλασικό παράδειγμα η περίπτωση της χειρουργικής ιατρικής όπου οι γιατροί έρχονται, μέσω των λαβίδων, σε επαφή με πολύ ευαίσθητα όργανα. Τα περισσότερα, όμως, παραδείγματα χρήσης λαβίδων, σε τελική ανάλυση, αφορούν στο χειρισμό αντικειμένων της καθημερινής μας ζωής ή, όπως επιστημονικά καλούμε, του μακρόκοσμου. Στις μέρες μας αναπτύσσονται τεχνικές οι οποίες μας δίνουν την δυνατότητα κατασκευής λαβίδων για το μικρόκοσμο. Πρόκειται για μηχανισμούς με την βοήθεια των οποίων μπορούμε και χειριζόμαστε την κίνηση και τη θέση σωματιδίων με διαστάσεις από μερικά χιλιοστά έως και μερικά δισεκατομμυριοστά του μέτρου όπως πολύ παραστατικά φαίνεται στην Εικ.1. Η λειτουργία αυτών των μηχανισμών βασίζεται στην αλληλεπίδραση φωτός λέιζερ με τα σωματίδια γι’ αυτό και είναι γνωστοί, στην διεθνή βιβλιογραφία, με τον όρο οπτικές λαβίδες (optical tweezers).Εικόνα 1:   Η κλίμακα των σωματιδίων, τα οποία μπορούμε να χειριστούμε με οπτικές λαβίδες και κάποια τυπικά παραδείγματα από αυτά. Η κλίμακα δίνεται σε τιμές των μηκών κύματος του φωτός, το οποίο χρησιμοποιείται για την παγίδευση των σωματιδίων (Jones, 2016).Η ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ

    Για να κατανοήσουμε τη φυσική των οπτικών λαβίδων θα πρέπει να διακρίνουμε δύο βασικές περιπτώσεις. Η διάκριση αυτή καθορίζεται από το λόγο της διαμέτρου δ του σωματιδίου ως προς το μήκος κύματος λ της δέσμης του φωτός που χρησιμοποιούμε. Στην περίπτωση που το μέγεθος του σωματιδίου είναι αρκετά μεγαλύτερο από το μήκος κύματος (δ/λ>>1), η αλληλεπίδραση σωματιδίου -δέσμης μπορεί να περιγραφεί με όρους γεωμετρικής οπτικής (σκέδαση Mie). Στην αντίθετη περίπτωση (δ/λ<<1), η αλληλεπίδραση σωματιδίου – δέσμης μπορεί να περιγραφεί με όρους κυματικής οπτικής (σκέδαση Rayleigh). Στο ενδιάμεσο όριο, όπου το μέγεθος του σωματιδίου είναι συγκρίσιμο με το μήκος κύματος, η μελέτη της αλληλεπίδρασης απαιτεί αναλυτική επίλυση των εξισώσεων Maxwell.

    Εν γένει, οι δυνάμεις που ασκεί μια οπτική λαβίδα σε ένα σωματίδιο είναι (σε μεγάλο βαθμό) δύο ειδών: (α) Η δύναμη που προέρχεται από απορρόφηση και ανάκλαση φωτονίων, οπότε σχετίζεται με την αρχή διατήρηση της ορμής και ονομάζεται δύναμη σκέδασης (scattering force). Η δύναμη αυτή μπορεί να επιβραδύνει ή να επιταχύνει την ατομική κίνηση, είναι ανάλογη της ισχύος του λέιζερ και κυριαρχεί στην περίπτωση που το μέγεθος του σωματιδίου είναι αρκετά μεγαλύτερο από το μήκος κύματος του λέιζερ.  (β) Η δύναμη που προέρχεται από την πόλωση του σωματιδίου μέσα στο ηλεκτρικό πεδίο του λέιζερ, γνωστή ως οπτική διπολική δύναμη (optical dipole force) η οποία είναι συντηρητική δύναμη και προέρχεται από μια δυναμική ενέργεια  (γνωστή ως οπτική δυναμική ενέργεια) που είναι ανάλογη της έντασης της δέσμης λέιζερ. Η δύναμη αυτή κυριαρχεί στην περίπτωση που το μέγεθος του σωματιδίου είναι πολύ μικρότερο από το μήκος κύματος και είναι υπεύθυνη για τον περιορισμό (παγίδευση) του σωματιδίου σε μια περιοχή του χώρου.

    Η λειτουργία των οπτικών λαβίδων, στην περίπτωση μεγάλων σωματιδίων, είναι δυνατόν να ερμηνευθεί και με βάση την κυματική φύση του φωτός καθώς, σε αυτήν την περίπτωση το μήκος κύματος είναι πολύ μικρό σε σύγκριση με τις διαστάσεις του σωματιδίου οπότε η δέσμη λέιζερ μπορεί να θεωρηθεί ως μια δέσμη ακτινών γεγονός που μας επιτρέπει να καταφύγουμε στα εργαλεία της γεωμετρικής οπτικής. Εδώ το κυρίαρχο φυσικό φαινόμενο είναι η διάθλαση του φωτός. Στις οπτικές λαβίδες φροντίζουμε τα σωματίδια να είναι διαφανή και ο δείκτης διάθλασής τους να είναι υψηλότερος από αυτόν του μέσου μέσα στο οποίο τα σωματίδια είναι εμβαπτισμένα. Με άλλα λόγια το σωματίδιο λειτουργεί, στην ουσία, σαν ένας φακός για τη φωτεινή δέσμη. Όταν λοιπόν η πορεία του φωτός αλλάξει, καθώς περνά μέσα από το σωματίδιο, ταυτόχρονα μεταβάλλεται και η ορμή-ενέργειά της δέσμης.  Λόγω της αρχής διατήρησης της ορμής, μια ίση και αντίθετη μεταβολή θα προκληθεί στην ορμή του σωματιδίου. Αυτό έχει σαν συνέπεια να ασκηθεί μια δύναμη στο σωματίδιο.Εικόνα 2:   Η προέλευση της δύναμης που ασκεί η οπτική λαβίδα σε ένα σωματίδιο μεγάλων διαστάσεων σε σύγκριση με το μήκος κύματος. Το σωματίδιο διαθλά το φως αλλάζοντάς του την κατεύθυνση άρα και την ορμή. Σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, το σωματίδιο θα μεταβάλλει στην αντίθετη κατεύθυνση την ορμή του. Συνεπώς θα ασκηθεί στο σωματίδιο μια  δύναμη.Στην περίπτωση που το σωματίδιο έχει μικρές διαστάσεις σε σύγκριση με το μήκος κύματος τότε πολώνεται ηλεκτρικά εξαιτίας του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου της δέσμης λέιζερ. Λόγω του μικρού μεγέθους ο κυρίαρχος όρος είναι ο διπολικός και το σωματίδιο συμπεριφέρεται ως ηλεκτρικό δίπολο και αποκτά μια δυναμική ενέργεια. Στην πράξη κάθε δέσμη λέιζερ έχει ένα χωρικά μεταβαλλόμενο ηλεκτρικά πεδίο τόσο κατά μήκος του άξονα διάδοσης όσο και στο εγκάρσιο επίπεδο με αποτέλεσμα η δυναμική ενέργεια του σωματιδίου να μεταβάλλεται στο χώρο (ή σε μια πιο μαθηματική γλώσσα να έχει μια χωρική βαθμίδα). Το τελευταίο είναι απαραίτητο για να εμφανιστεί μια δύναμη που αντιστοιχεί σε αυτή τη δυναμική ενέργεια. Για αυτό το λόγο στη βιβλιογραφία η διπολική δύναμη είναι γνωστή και ως  δύναμη βαθμίδας (gradient force). Το μέτρο αυτής της δύναμης εξαρτάται από το πόσο ισχυρή είναι η βαθμίδα της δυναμικής ενέργειας. Όταν εστιάζουμε ισχυρά μια δέσμη την περιορίζουμε στο χώρο με αποτέλεσμα η βαθμίδα της έντασής της και κατά συνέπεια της δυναμικής ενέργειας να είναι πολύ μεγάλη και η διπολική δύναμη να είναι ισχυρή. Η κατεύθυνση της διπολικής δύναμης εξαρτάται από τη σχέση του δείχτη διάθλασης του υλικού του σωματιδίου ως προς αυτόν του μέσου μέσα στο οποίο εμβαπτίζουμε το σωματίδιο. Αν το σωματίδιο έχει υψηλότερο δείχτη διάθλασης τότε κατευθύνεται προς τις περιοχές που η ένταση της δέσμης είναι ισχυρή. Στην αντίθετη περίπτωση κατευθύνεται προς τις περιοχές που η ένταση είναι ασθενής. Στις Εικ. 3 δίνουμε την μεταβολή της έντασης μιας δέσμης λέιζερ στο χώρο.

    Εικόνα 3:   Η ένταση μιας συμβατικής δέσμης λέιζερ περιγράφεται από μια Γκαουσιανή χωρική συνάρτηση, οποία  περιλαμβάνει τρεις βασικές  παραμέτρους: τη μέγιστη ένταση Ιο που έχουν όλα τα σημεία της δέσμης που βρίσκονται πάνω στον άξονα διάδοσης/συμμετρίας της (x = y = 0), το εύρος δέσμης (beam waist) w0  που αντιστοιχεί στην απόσταση από τον άξονα διάδοσης στην οποία η ένταση λαμβάνει την τιμή Ιο/e2 και το μήκος Rayleigh  zR (Rayleigh range/length) που αντιστοιχεί στην απόσταση κατά μήκος του άξονα διάδοσης όπου η ένταση της δέσμης πέφτει στο μισό της μέγιστης τιμής. Οι δύο τελευταίοι παράμετροι συνδέονται μεταξύ τους και με το μήκος κύματος λ με τη σχέση: zR= πw20/λ.Οι οπτικές λαβίδες μπορούν να παγιδεύουν σωματίδια με διαστάσεις που κυμαίνονται από αυτήν ενός ατόμου έως και μερικά εκατομμυριοστά του μέτρου. Οι δυνάμεις που ασκούνται από τις οπτικές λαβίδες στα σωματίδια έχουν μέτρο που μπορεί να υπερβεί τα 100 pN (10-12 Ν) (Litvinov, 2002). Για να έχουμε μια αίσθηση, το μέγεθος αυτής της δύναμης είναι περίπου εκατό φορές μεγαλύτερο από το βάρος ενός βακτηρίουΟ ΔΡΟΜΟΣ ΠΡΟΣ ΤΙΣ ΟΠΤΙΚΕΣ ΛΑΒΙΔΕΣ

    Οι οπτικές λαβίδες έλκουν την καταγωγή τους από ένα ιστορικό πείραμα που πραγματοποιήθηκε το 1970 από τον Αshkin στα Bell Labs στις ΗΠΑ (Ashkin, 1970). Η αιτία που οδήγησε τον Ashkin στην εκτέλεσή του ήταν, απλά και μόνο, η περιέργεια για ένα αποτέλεσμα που είχε ανακοινώσει κάποιος διδακτορικός φοιτητής σε ένα συνέδριο. Στο πείραμα αυτό ο Ashkin πέτυχε την μετακίνηση μικροσκοπικών σφαιριδίων από καουτσούκ με τη βοήθεια μιας δέσμης λέιζερ. Οι διαστάσεις των σφαιριδίων ήταν περίπου είκοσι εκατομμυριοστά του μέτρου (20 μm). Στο πείραμα αυτό η δύναμη από τη δέσμη του λέιζερ εξισορρόπησε την επίδραση της βαρύτητας πάνω στα σφαιρίδια. Το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό στη βιβλιογραφία ως οπτική ανύψωση (optical levitation). Ενδεικτικό της σημασίας αυτού του πειράματος είναι οι εκατοντάδες αναφορές που έχει λάβει στη βιβλιογραφία το άρθρο στο οποίο αναφέρθηκαν τα αποτελέσματά του. Από την ερευνητική ομάδα του Ashkin έγιναν και τα πρώτα βιολογικά πειράματα με οπτικές λαβίδες που περιλάμβαναν τη σύλληψη βακτηρίων και μικρού αριθμού ιών σε ποικιλίες καπνού καθώς και τον χειρισμό της κίνησης κυττάρων και κυτταρικών οργανιδίων.

    οπτική λαβίδα εφευρέθηκε το 1980 από τον Ashkin και τον S. Chu όταν κατόρθωσαν να μετακινήσουν, και ταυτόχρονα, να παγιδεύσουν σε μια μικρή περιοχή, μικρά διηλεκτρικά σφαιρίδια (Ashkin, 1986). Ο Chu λίγα χρόνια μετά θα χρησιμοποιήσει τις ίδιες τεχνικές για να παγιδεύσει άτομα. Για αυτό το επίτευγμα o Chu θα μοιραστεί το βραβείο Νόμπελ φυσικής το 1997.

    Στα σύγχρονα πειράματα για να μπορούμε να εξουδετερώσουμε την επίδραση του βάρους χρησιμοποιούμε υγρά μέσα (π.χ. νερό), στα οποία τα εμβαπτιζόμενα σωμάτια αιωρούνται λόγω της επίδρασης της άνωσης. Η χρήση του νερού προστατεύει τα σωμάτια, ιδιαίτερα αν αυτά είναι τμήματα βιολογικών ιστών, από καταστροφές τις οποίες μπορεί να προκαλέσει η υπερθέρμανση από την ακτινοβολία της δέσμης λέιζερ.

    Εν γένει οι οπτικές λαβίδες βασίζονται στην χρήση του αντικειμενικού φακού ενός μικροσκοπίου. Ο φακός εστιάζει τη δέσμη και μας δίνει μια ισχυρή δύναμη στην εστία του η οποία μπορεί να παγιδεύσει το σωματίδιο σε αυτήν την περιοχή. Εντούτοις η ισχυρή εστίαση περιορίζεται από το λεγόμενο όριο περίθλασης (diffraction limit), δηλαδή από την αδυναμία του μικροσκοπίου να επιτύχει ανάλυση δύο σημείων των οποίων η απόσταση είναι μικρότερη από το ήμισυ του μήκους κύματος. Ως αποτέλεσμα το μέγεθος της περιοχής εστίασης είναι της τάξης μεγέθους του μήκους κύματος δηλαδή μερικές εκατοντάδες νανόμετρα. Αυτό περιορίζει την ποιότητα και ακρίβεια της παγίδευσης. Είναι αξιοσημείωτο το γεγονός ότι η ίδια δέσμη λέιζερ που χρησιμοποιούμε για την παγίδευση των σωματιδίων εισάγεται ταυτόχρονα σε ένα συμβατικό οπτικό μικροσκόπιο ώστε να μπορούμε να παρατηρήσουμε την κίνηση των σωματιδίων.

    Mία ακτίνα λέιζερ ισχύος περίπου 1 mW είναι αρκετή για την παγίδευση ενός διαφανούς σωματιδίου, σαν αυτά που απαντώνται στα βιολογικά δείγματα. Γενικά μπορούμε να παγιδεύουμε μια ποικιλία σωματιδίων μεταβάλλοντας απλά το μήκος κύματος. Στις περισσότερες οπτικές λαβίδες χρησιμοποιούμε λέιζερ Nd:YAG (είδος ερυθρού πολύτιμου λίθου με προσμίξεις ιόντων νεοδυμίου) επειδή έχουν πολύ καλή ευστάθεια δέσμης και, φυσικά, λόγω της χαμηλής απορρόφησης της ακτινοβολίας μήκους κύματος 1064 nm (στο εγγύς υπέρυθρο) από τα βιολογικά υλικά.Στην περίπτωση που το μέγεθος ενός σωματιδίου είναι αρκετά μεγαλύτερο από το μήκος κύματος της δέσμης λέιζερ, το θεωρητικό όριο του μεγέθους των δυνάμεων που ασκεί μια οπτική λαβίδα (μήκους κύματος λ) σε ένα σωματίδιο καθορίζεται από την ορμή h/λ ανά φωτόνιο κατά την απορρόφησή του από το σωματίδιο ή 2h/λ κατά την ανάκλασή του. Στην πράξη, εντούτοις, το όριο είναι περίπου 0,2-0,5 h/λ ενώ στην περίπτωση ενός βακτηρίου με χαμηλό δείκτη διάθλασης  μπορεί να φτάσει και την τιμή 0,01 h/λ ανά φωτόνιο. Για να έχουμε μια ποσοτική εκτίμηση της δύναμης ας υποθέσουμε πως διαθέτουμε μια δέσμη λέιζερ ισχύος P και συχνότητας f. Αυτό σημαίνει πως ο αριθμός των φωτονίων που μας παρέχει η δέσμη  ανά δευτερόλεπτο είναι ίσος με P/hf. H ορμή που μεταφέρει κάθε ένα από αυτά τα φωτόνια είναι ίση με hλ ή hf/c  (όπου c η ταχύτητα του φωτός). Αν υποθέσουμε πως αυτά τα φωτόνια ανακλώνται πάνω σε ένα σωματίδιο  τότε επιφέρουν σε αυτό μια μεταβολή της ορμής ίση με 2 hf/c. Συνεπώς για τη δύναμη που ασκείται πάνω στο σωματίδιο θα ισχύει:

    2(P/hf)(hf/c) = 2P/c,

    Όπως είναι εμφανές η δύναμη που ασκεί μια οπτική λαβίδα σχετίζεται με τη διαθέσιμη ισχύ. Για παράδειγμα για διαθέσιμη ισχύ 1 mW η δύναμη είναι της τάξης των 7 pN (10-12 N). Φυσικά σε ένα πείραμα δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε πολύ υψηλή ισχύ, ιδιαίτερα στην περίπτωση που χρησιμοποιούμε βιολογικά σωματίδια, καθώς αυτό επιφέρει υπερθέρμανση των σωματιδίων και πιθανή καταστροφή τους.ΟΙ ΟΠΤΙΚΕΣ ΛΑΒΙΔΕΣ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ

    Οι οπτικές λαβίδες έχουν μεγάλες βιολογικές εφαρμογές που αφορούν στην παγίδευση, κίνηση και τοποθέτηση μια μεγάλης ποικιλίας μεμονωμένων κυττάρων και υποκυτταρικών σωματιδίων. Η εφαρμογή των οπτικών λαβίδων στην κυτταρική βιολογία είναι εφικτή γιατί τα περισσότερα κύτταρα, παράσιτα και άλλοι μικροοργανισμοί είναι διαφανή στις ακτινοβολίες του ορατού φάσματος.Στην περίπτωση ενός διπόλου η δυναμική ενέργεια U είναι ανάλογη της έντασης η οποία για μια Γκαουσιανή δέσμη λέιζερ έχει κυλινδρική συμμετρία και δίνεται από τη σχέση:

    (1)   \begin{equation*} U \propto \frac{I_{0}}{\left(1+z^{2} / z_{R}^{2}\right)} e^{-\frac{2 \rho^{2}}{w_{0}^{2}\left(1+z^{2} / z_{R}^{2}\right)}}\end{equation*}

    Είναι προφανές πως από μια τέτοια δυναμική ενέργεια θα προκύψουν δύο συνιστώσες για την διπολική δύναμη. Η μία έχει αξονική διεύθυνση και κοντά στην εστία (z = 0, ) δίνεται από τη σχέση:

    (2)   \begin{equation*} F_{\rho}=-\frac{\partial U}{\partial \rho} \propto-\frac{4 I_{0}}{w_{0}^{2}} \rho \end{equation*}

    Η άλλη έχει αξονική διεύθυνση και κοντά στην εστία δίνεται από τη σχέση:

    (3)   \begin{equation*} F_{z}=-\frac{\partial U}{\partial z} \propto-\frac{2 I_{0}}{z_{R}^{2}} \end{equation*}

    Είναι προφανές πως οι δύο δυνάμεις έχουν το χαρακτήρα δύναμης επαναφοράς ελατηρίου με αποτέλεσμα το σωματίδιο να τείνει να ισορροπήσει κοντά στην εστία (όταν το σωματίδιο έχει υψηλότερο δείχτη διάθλασης από το μέσο στο οποίο είναι εμβαπτισμένο). Από τις παραπάνω σχέσεις είναι επίσης προφανές πως όταν εστιάζουμε ισχυρά τη δέσμη οι τιμές των  και  ελαττώνονται δραστικά και αυτό οδηγεί σε μεγαλύτερες τιμές των σταθερών επαναφοράς άρα και ισχυρότερη παγίδευση.Η περίοδος μετά την ανακάλυψη της οπτικής λαβίδας χαρακτηρίστηκε από μια έντονη ερευνητική δραστηριότητα. Το 1989 η ομάδα του S. M. Block έκανε τις πρώτες ακριβείς μετρήσεις της ελαστικότητας των μαστίγιων των βακτηρίων (Block, 1989) με τη βοήθεια οπτικών λαβίδων. Αυτές οι μετρήσεις άνοιξαν τον δρόμο για την χρήση των οπτικών λαβίδων ως μεταδοτών δυνάμεων σε κυτταρικό επίπεδο.

    Το πείραμα της ομάδας του Block ακολούθησαν μια σειρά άλλα ενδιαφέροντα πειράματα.  Στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ εκτελέστηκαν νέα πειράματα για τη μέτρηση της ελαστικότητας του μαστίγιου των βακτηρίων. Στο Βασιλικό Κολλέγιο (King’s College) του Πανεπιστημίου του Λονδίνου οι οπτικές λαβίδες αξιοποιήθηκαν για να μετρηθούν οι δυνάμεις που ασκούνται από μεμονωμένες μυϊκές ίνες. Στη Γλασκόβη έχουν γίνει προσπάθειες  χρήσης οπτικών λαβίδων για τη μελέτη και απομόνωση παρασίτων στο νερό. Στη Γκρενόμπλ τις χρησιμοποίησαν στο χειρισμό μαγνητικών σωματιδίων ενώ στο Πρίνστον (Princeton) έχουν μετρηθεί οι ελαστικές ιδιότητες των ελίκων του DNA (Wang, 1997). Τέλος στο Πολυτεχνείο του Worcester στη Μασαχουσέτη έκοψαν με τη βοήθεια λέιζερ ένα κύτταρο και στη συνέχεια, με τη βοήθεια μιας λαβίδας, εμφύτευσαν ένα απλό βακτήριο μέσα σε αυτό (Grier, 2003). Οι βιολογικές εφαρμογές των οπτικών λαβίδων περιλαμβάνουν ακόμη την μέτρηση της αντίστασης της ουράς των βακτηρίων,  την μέτρηση των δυνάμεων που ασκούνται από πρωτεΐνες, τη μέτρηση της διάτασης των μορίων του DNA και την κατασκευή ενός οπτικού ψαλιδιού για την διάσχιση κυτταρικών σωματιδίων (Bayles, 1993).

    Ιδιαίτερης σημασίας είναι η χρήση των οπτικών λαβίδων στην κατά βούληση ανάπτυξη των νευρώνων όπου η μηχανική παραμόρφωση της κυτταρικής μεμβράνης επηρεάζει εμφανώς την ανάπτυξη και την κινητικότητα των κυττάρων. Σε αυτήν την περίπτωση απαιτείται ακριβής και ενδελεχής μελέτη των μηχανικών ιδιοτήτων των κυττάρων. Επίσης, μεγάλης σημασίας είναι η ανάπτυξη της οπτικής χρωματογραφίας (optical chromatography) που αφορά τον διαχωρισμό διαφορετικών σωματιδίων που είναι εμβαπτισμένα σε κάποιο ρευστό μέσο καθώς και της οπτορευστολογίας (optofluidics) η οποία μελετά την παγίδευση σωματιδίων από οπτικές λαβίδες και την μεταφορά και διοχέτευσή τους στα κυτταρικά ρευστά (Jones, 2016).

    Οι οπτικές λαβίδες έχουν αποδειχθεί ιδανικό εργαλείο για τη μελέτη της δυναμικής των λεγόμενων μοριακών μηχανών (molecular machines), ένα παράδειγμα των οποίων είναι το μόριο της μυοσίνης. Μια μοριακή μηχανή λειτουργεί χάρη στη χημική ενέργεια που απελευθερώνεται από υδρόλυση τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP), η οποία τελικά μετασχηματίζεται σε μια κίνηση των νημάτων ακτίνης και μυοσίνης που καθορίζει τη συστολή μυών. Τα πρώτα πειράματα προς αυτήν την κατεύθυνση πραγματοποιήθηκαν στα μέσα της δεκαετίας του 1990 (Jones, 2016).

     Είναι σημαντικό να κατανοηθεί ότι με τις οπτικές λαβίδες η μελέτη των βιολογικών υλικών περνά σε ένα διαφορετικό ποιοτικό επίπεδο. Μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του ‘80 η γνώση μας για τις μηχανικές ιδιότητες των βιολογικών υλικών προερχόταν από μετρήσεις πάνω σε ορισμένες ποσότητες υλικού. Στη συνέχεια οι ιδιότητες των μεμονωμένων μορίων εξάγονταν από μοντελοποίηση και χρήση στατιστικών μεθόδων. Σήμερα έχουμε τη δυνατότητα να εξετάζουμε αυτές τις ιδιότητες και να εκτελούμε μετρήσεις πάνω σε μεμονωμένα μόρια, οπότε αναδεικνύουμε φαινόμενα και ιδιότητες που πιθανόν να «χάνονταν» από μια στατιστική αντιμετώπιση, όπως οι ιδιαίτερες απόψεις των πολιτών χάνονται πίσω από τους «μέσους όρους» των δημοσκοπήσεων.ΟΙ ΟΠΤΙΚΕΣ ΛΑΒΙΔΕΣ ΣΤΗ ΜΙΚΡΟΜΗΧΑΝΙΚΗ

    Οι οπτικές λαβίδες αποτελούν αναπόσπαστο εργαλείο της μικρο- και νανομηχανικής. Η χρήση των οπτικών λαβίδων σε μικροσκοπικές μηχανές απέκτησε νέες προοπτικές όταν χρησιμοποιήθηκαν σε αυτές λέιζερ με οπτικούς στροβίλους (optical vortex beams). Πρόκειται για δέσμες λέιζερ των οποίων τα φωτόνια φέρουν, ως προς τον άξονα διάδοσης της δέσμης, εκτός από ορμή και στροφορμή (Allen, 1992). Η στροφορμή μάλιστα κάθε φωτονίου είναι ίση lℏ όπου l=±1, ±2, … και η ανηγμένη σταθερά του Planck (ℏ=h/2π). Οι δέσμες αυτές είναι ικανές όχι μόνο να μετακινήσουν σωματίδια αλλά και να τα περιστρέψουν. Το πλεονέκτημα αυτών των δεσμών είναι ότι μπορούν να  λειτουργούν σε χαμηλή ισχύ και συνεπώς δεν κινδυνεύουν οι μικροοργανισμοί από καταστροφή. Το φαινόμενο της περιστροφής σωματιδίων με χρήση τέτοιων δεσμών παρατηρήθηκε, για πρώτη φορά, το 1995 σε μικρές σφαίρες από γυαλί και τεφλόν εμβαπτισμένες σε νερό ή αλκοολικό διάλυμα (He, 1995).Εικόνα 4: Είκοσι έξι σφαιρίδια από πολυστυρένιο με διάμετρο τρία εκατομμυριοστά του μέτρου (3 μm), παγιδευμένα σε μορφή «κολιέ» με τη βοήθεια ενός οπτικού στροβίλου. Ευγενική προσφορά του καθηγητή K. Dholakia επικεφαλής του Optical Manipulation Group του Πανεπιστήμιου St. Andrew’s του Ηνωμένου Βασίλειου.Οι οπτικές λαβίδες με οπτικούς στροβίλους προσφέρουν το ιδανικό περιβάλλον για τη μελέτη των διαφόρων τύπων στροφορμής λόγω των περίπλοκων ροπών που ασκούν. Οι ροπές αυτές είναι αρκετά ισχυρές ώστε να προκαλέσουν την περιστροφή μικροσκοπικών σωματιδίων. Το πρώτο τέτοιο επίτευγμα ήταν η δημιουργία ενός οπτικού κλειδιού σύσφιξης (optical spanner). Σε αυτό το πείραμα σωματίδια από τεφλόν ακτινοβολήθηκαν από έναν κυκλικά πολωμένο οπτικό στρόβιλο και τέθηκαν σε περιστροφή (Simpson, 1997). Εξαιρετικά ενδιαφέρον, από την πλευρά της φυσικής, είναι το γεγονός πως η κυκλική πόλωση, ανάλογα τη φορά της (δεξιόστροφη ή αριστερόστροφη) συνεισέφερε, ανά φωτόνιο, μια πρόσθετη μονάδα στροφορμής ±ℏ στα σωματίδια. Δηλαδή αν ο οπτικός στρόβιλος ήταν δεξιόστροφα (αριστερόστροφα) πολωμένος τα σωματίδια από τεφλόν αποκτούσαν μια στροφορμή (l±1)h- ανά φωτόνιο μετά την αλληλεπίδραση με τη δέσμη.

    Από τους πρωτοπόρους σε σχετικά πειράματα ήταν η ομάδα της H. Rubinsztein-Dunlop του Πανεπιστημίου του Queensland στην Αυστραλία. Σε ένα από αυτά τα πειράματα παρουσιάστηκε μια μοντέρνα εκδοχή του περίφημου πειράματος του Beth (Beth, 1936) o οποίος είχε μετρήσει τη ροπή που ασκείται σε ένα μικρό πλακίδιο από χαλαζία όταν αυτό ακτινοβοληθεί από κυκλικά πολωμένο φως (Friese 1998). Σε μια σειρά άλλων πειραμάτων, οι P. Galajda και P. Ormos της Ουγγρικής Ακαδημίας Επιστημών στο Szeged (Galajda, 2001) και η ομάδα του E. Higurashi στο οπτοηλεκτρονικό εργαστήριο της ΝΤΤ στην Ιαπωνία, απέδειξαν ότι η ροπή που ασκεί η ακτινοβολία μπορεί εύκολα να κάνει τα μόρια να συμπεριφέρονται σαν λεπίδες ανεμιστήρα (Higurashi, 1999). Ανάλογες τεχνικές έχουν χρησιμοποιηθεί στην περιστροφή και στοίχιση των χρωματοσωμάτων σε κινέζικα χάμστερ αλλά και σε ομάδες ραβδόμορφων σωματιδίων (Paterson, 2001).

    Το 2018 παρουσιάστηκε μια θεαματική εφαρμογή οπτικών λαβίδων που μετέτρεψε σε πραγματικότητα  μια πρόβλεψη που έκανε ο Feynman πριν από εξήντα χρόνια (Feynman, 2011). Ο  Feynman  είχε προτείνει μια διάταξη, γνωστή ως γρανάζι του Feynman (Feynman’s ratchet). Πρόκειται για μια υποθετική μικροσκοπική μηχανή θερμότητας που μετατρέπει τις θερμικές διακυμάνσεις σε ωφέλιμο μηχανικό έργο όταν έρχεται σε θερμική επαφή με δύο δεξαμενές θερμότητας σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Αυτή η μηχανή, σύμφωνα με τον Feynman, αποτελείται από ένα σετ μικροσκοπικών λεπίδων που συνδέονται με το ένα άκρο ενός άξονα. Αυτές οι λεπίδες βομβαρδίζονται συνεχώς από τα μόρια ενός αερίου που περικλείεται σε ένα δοχείο. Το άλλο άκρο του άξονα συνδέεται με γρανάζι και μπορεί συνεπώς να περιστραφεί μόνο κατά μία φορά. Η πειραματική εφαρμογή αυτής της μικρομηχανής κατέστη δυνατή έπειτα από μια συνεργασία μεταξύ Αμερικανών και Κινέζων ερευνητών σε ένα πείραμα όπου έγινε χρήση 19 οπτικών λαβίδων (Bang, 2018).ΜΟΝΤΕΛΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΜΕΛΕΤΗ ΘΕΜΕΛΙΑΚΩΝ ΑΡΧΩΝ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ.

    Ο πιο «παράξενος» νόμος στη φυσική είναι ο διαβόητος Δεύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος καθώς δεν έχει, μέχρι τώρα, διαψευσθεί και κυρίως καμία αναθεώρηση της φυσικής, δεν τον έχει αγγίξει. Σύμφωνα με αυτόν το νόμο κάθε απομονωμένο θερμοδυναμικό σύστημα χαρακτηρίζεται από μια ποσότητα την εντροπία (ουσιαστικά ένα μέτρο της αταξίας του συστήματος) η οποία σε όλες τις αυθόρμητες μεταβολές του συστήματος δεν μπορεί να μειώνεται καθώς αυτό φτάνει σε μια κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας όπου η εντροπία του γίνεται μέγιστη.

    Οι οπτικές λαβίδες, χρησιμοποιήθηκαν σε ένα πείραμα με κολλοειδή σωμάτια στο οποίο παρατηρήθηκαν αποκλίσεις από το Δεύτερο Νόμο της Θερμοδυναμικής κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες. Ο D. Evans από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας στην Καμπέρα με τους συνεργάτες του έδειξαν ότι σε ένα μικροσκοπικό σύστημα και σε μικρό χρονικό διάστημα η εντροπία μπορεί να ελαττωθεί, αντί να αυξηθεί (Wang, 2002). Αυτό το συμπέρασμα έχει σημαντικές συνέπειες στη λειτουργία των νανομηχανών. Ας δούμε το γιατί.

    Από τη θερμοδυναμική γνωρίζουμε πως η συνεχής μείωση του μεγέθους των μηχανών έχει ένα θεμελιώδες όριο: όταν το έργο το οποίο παράγεται σε κάθε κύκλο μηχανής είναι συγκρίσιμο με την ενέργεια των θερμικών διακυμάνσεων του περιβάλλοντος, τότε μια τέτοια μηχανή, σε μικρές χρονικές κλίμακες, μπορεί να αντιστρέψει τη λειτουργία της. Αυτό πρακτικά σημαίνει πως θερμότητα από το περιβάλλον, μπορεί να μετατραπεί σε χρήσιμο μηχανικό έργο, κάνοντας την νανομηχανή να λειτουργεί αντίστροφα. Οι επιστήμονες δεν είχαν δώσει προσοχή σε αυτό το ενδεχόμενο. Μια πιθανή εξήγηση ήταν η απουσία ποσοτικής περιγραφής της παραγωγής εντροπίας σε μηχανές τόσο μικρών διαστάσεων. Το μόνο που είχαμε στα χέρια μας ήταν ο Δεύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος, ο οποίος, ουσιαστικά αφορά τη θερμοδυναμική μεγάλων συστημάτων, για μεγάλους χρόνους, όπου αναγκαστικά έχουμε αύξηση της εντροπίας. Το πρόβλημα αυτό λύθηκε το 1993 όταν διατυπώθηκε από τους Evans και Searles το Θεώρημα των Διακυμάνσεων το οποίο προβλέπει μια ποσοτική περιγραφή των παραβιάσεων του Δεύτερου Θερμοδυναμικού Νόμου (Evans, 1994).

    Οι οπτικές λαβίδες  έχουν συμβάλλει στην πειραματική επαλήθευση όλων των περιορισμών που σχετίζονται με τη λειτουργία νανομηχανών. Το 2012, οι V. Blickle και C. Bechinger κατάφεραν να κατασκευάσουν μια μικροσκοπική μηχανή παγιδεύοντας ένα κολλοειδές σωματίδιο με τη βοήθεια οπτικών λαβίδων (Blickle, 2012). Αυτός  κινητήρας λειτούργησε στην πραγματικότητα ακολουθώντας μια μικροσκοπική εκδοχή του γνωστού θερμοδυναμικού κύκλου Stirling που συνίσταται από δύο ισόθερμες και δύο ισόχωρες αντιστρεπτές διαδικασίες.

    Η δυναμική των παγιδευμένων σωματιδίων μέσα στις οπτικές λαβίδες προκύπτει από έναν συνδυασμό μιας ντετερμινιστικής κίνηση που καθορίζεται από τις δυνάμεις που ασκούνται από την οπτική λαβίδα και μιας χαοτικής κίνησης Brown που επιβάλλεται από τις τυχαίες συγκρούσεις των σωματιδίων με τα μόρια του μέσου στο οποίο αυτά εμβαπτίζονται. Η συνύπαρξη αυτών των δύο διαφορετικού χαρακτήρα κινήσεων καθιστά τις οπτικές λαβίδες μια ιδανική πλατφόρμα για την εξερεύνηση των θεμελιωδών φαινομένων της στατιστικής φυσικής. Μεταξύ αυτών των φαινομένων είναι οι ρυθμοί Kramers, ο στοχαστικός συντονισμός, η  κρυστάλλωση μορίων, τα τυχαία δυναμικά και η ακανόνιστη διάχυση.

    Οι ρυθμοί Kramers σχετίζονται με τη δυναμική με την οποία αναπτύσσονται θερμικά επαγόμενες μεταβάσεις που απαντώνται στη φυσική, τη χημεία και τη βιολογία. Το φαινόμενο του στοχαστικού συντονισμού εμφανίζεται σε ορισμένα συστήματα όταν η παρουσία θορύβου μπορεί να επιταχύνει τον ρυθμό με τον οποίο ένα σύστημα αποκρίνεται σε ένα εξωτερικό περιοδικό σήμα. Τα τυχαία δυναμικά, δηλαδή εκείνα στα οποία δεν υπάρχει περιοδικότητα στο δυναμικό τοπίο, είναι ένας βασικός μηχανισμός για την κατανόηση φαινομένων που ξεκινούν από την ακανόνιστη διάχυση των μορίων εντός του κυτταροπλάσματος έως την εμφάνιση μιας κίνησης τύπου Brown σε αστέρια μέσα στους γαλαξίες.

    Οι οπτικές λαβίδες έχουν επίσης συμβάλει στην έρευνα και μελέτη των επιφανειακών πλασμονίων και των εφαρμογών τους. Τα επιφανειακά πλασμόνια είναι τα κβάντα των συλλογικών ταλαντώσεων στο πλάσμα, δηλαδή των ελεύθερων ηλεκτρόνιων των μετάλλων και αναπτύσσονται είτε σε λείες διεπιφάνειες μεταξύ διηλεκτρικών υλικών και μετάλλων ή σε χωρικά οριοθετημένες γεωμετρικές δομές όπως τα νανοσωματίδια. Οι πολύ μικρές διαστάσεις αυτών των περιοχών παρέχουν ένα ευνοϊκό περιβάλλον για την ανάπτυξη πλασμονίων, που χαρακτηρίζονται από ισχυρά ηλεκτρομαγνητικά πεδία εντοπισμένα σε περιοχές του χώρου με διαστάσεις μικρότερες από τις όριο περίθλασης στο οποίο έχουμε αναφερθεί προηγουμένως. Σε αυτήν την περίπτωση, τα πλασμόνια αλληλεπιδρούν ισχυρά με νανοσωματίδια, και κατά συνέπεια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή οπτικών λαβίδων.ΟΙ ΟΠΤΙΚΕΣ ΛΑΒΙΔΕΣ ΣΤΑ ΚΟΛΛΟΕΙΔΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΧΗΜΕΙΑ

    Τα κολλοειδή είναι συστήματα τα οποία αποτελούνται  από σωματίδια τα μεγέθη των οποίων  κυμαίνονται από ένα νανόμετρο (10-9 m) έως μερικά μικρόμετρα (10-6 m) και είναι διασκορπισμένα σε ένα μέσο ξενιστή που μπορεί να είναι υγρό ή αέριο. Η δυναμική των κολλοειδών συστημάτων καθορίζεται κυρίως από την κίνηση Brown. Σε αυτά τα συστήματα αναδύονται ενδιαφέρουσες υδροδυναμικές και ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις που μπορούν να οδηγήσουν τα σωματίδια στο σχηματισμό εξαιρετικά περίπλοκων δομών.

    Οι οπτικές λαβίδες έχουν αποδειχθεί, για άλλη μια φορά, ότι είναι το ιδανικό εργαλείο για τη μελέτη αυτών των φαινομένων. Τα πρώτα σχετικά πειράματα πραγματοποιήθηκαν στα τέλη της δεκαετίας του 1990 (Burns, 1990). Μεταξύ αυτών περιλαμβάνονται πειράματα στα οποία εκδηλώθηκαν πολύ ενδιαφέροντα φαινόμενα σε συνθήκες μακριά από τη θερμοδυναμική ισορροπία, όπως η εμφάνιση αυτοοργάνωσης με την αυθόρμητη ανάδυση απροσδόκητων σχηματισμών από κολλοειδή σωματίδια.

    Μια σημαντική κατηγορία κολλοειδών συστημάτων είναι τα αεροζόλ. Σε ένα αεροζόλ διασκορπίζονται μικροσκοπικά στερεά και υγρά σωματίδια σε ένα αέριο. Η μελέτη των αεροζόλ έχει μεγάλη σημασία σε τομείς όπως η χημεία της ατμόσφαιρας και σε εφαρμογές όπως η βελτίωση της ποιότητας της καύσης στους κινητήρες. Με τη βοήθεια οπτικών λαβίδων μπορούμε να παγιδεύουμε αυτά τα συστήματα και να μελετήσουμε εκείνες τις χημικές και φυσικές ιδιότητές τους που σχετίζονται με τις επιπτώσεις τους στο περιβάλλον, όπως η σύνθεσή τους και το μέγεθος των σωματιδίων.

    Οι οπτικές λαβίδες μπορούν να αξιοποιηθούν στο χειρισμό σταγονιδίων, κυστών και των μεμβράνων τους, και να οδηγήσουν ένα πλήθος από αυτά σε συσσωμάτωση. Μπορούμε έτσι να σχηματίσουμε μεγαλύτερα σταγονίδια και κύστες, ενώ ταυτόχρονα διασφαλίζουμε και την διασπορά των συστατικών τους. Αυτή η ικανότητα μετατρέπει πραγματικά τα σταγονίδια και τις κύστες σε «φορητά δοχεία» ικανά να αποθηκεύσουν εξαιρετικά μικρές ποσότητες (της τάξης του τρισεκατομμυριοστού του λίτρου, 10-9 ml) από επιθυμητά χημικά αντιδραστήρια. Ακόμα πιο αξιοσημείωτο είναι ότι οι οπτικές λαβίδες επιτρέπουν την παρατήρηση σε πραγματικό χρόνο αυτών των αντιδράσεων μέσω τεχνικών φασματοσκοπίας γεγονός που μας επιτρέπει να κατανοήσουμε σε βάθος το φαινόμενο της ανάμιξης διαφορετικών ουσιών. Με τη βοήθεια οπτικών λαβίδων έχει ανοίξει ο δρόμος για την ανάπτυξη της μικροχημείας (microchemistry).

    Η δυνατότητα να χειριζόμαστε την κίνηση μεμονωμένων ατόμων με τη βοήθεια των οπτικών λαβίδων προοικονομεί τεκτονικές αλλαγές στη χημεία και συγκεκριμένα στη διαύγαση της δυναμικής των χημικών αντιδράσεων. Μέχρι σήμερα όσα γνωρίζουμε για αυτές προέρχονται από πειράματα που περιλαμβάνουν τεράστιους αριθμούς μορίων. Σε αυτήν την περίπτωση ο σχηματισμός των μορίων είναι αποτέλεσμα τυχαίων κρούσεων μεταξύ των ατόμων. Το αποτέλεσμα είναι να μας διαφεύγουν κρίσιμες λεπτομέρειες, όπως για παράδειγμα το κατά πόσο η δυναμική της χημικής αντίδρασης διαφέρει ανάλογα με τη διαφορετική κβαντική κατάσταση που βρίσκονται τα άτομα ή μόρια. Σήμερα, χάρη στις οπτικές λαβίδες, έχουμε στη διάθεσή μας τους κβαντικούς συναρμολογητές (quantum assemblers). Πρόκειται για διατάξεις που περιλαμβάνουν τις οπτικές λαβίδες που μας βοηθούν να συνθέσουμε ένα μόριο από διαφορετικά άτομα και τις οπτικές λαβίδες που μας βοηθούν να παγιδεύουμε τα εν λόγω άτομα. Μια τέτοια περίπτωση έχουμε πρόσφατα με τη σύνθεση ενός μεμονωμένου μορίου NaCs αφού πρώτα απομονώσαμε με δυο διαφορετικές οπτικές λαβίδες ένα άτομο νατρίου (Na) και ένα άτομο κεσίου (Cs) (Liu, 2018). Αμέσως μετά η ίδια ερευνητική ομάδα κατόρθωσε να τοποθετήσει το συντιθέμενο μόριο σε μια συγκεκριμένη εσωτερική κβαντική κατάσταση (Liu, 2019).ΕΠΙΛΟΓΟΣ – ΟΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΈΣ ΤΩΝ ΟΠΤΙΚΩΝ ΛΑΒΙΔΩΝ

    Το μέλλον των οπτικών λαβίδων διαγράφεται λαμπρό. Για παράδειγμα, στη βιομηχανία το ενδιαφέρον για την οργάνωση μίκρο- και νάνο- συστατικών σε μεγαλύτερες δομές πηγάζει από πολλές πλευρές όπως η κατασκευή νέων χημικών αισθητήρων και η συναρμολόγηση ηλεκτρομηχανικών  συστημάτων με πολύ μικρές διαστάσεις. Ακόμη υπάρχουν σοβαρές προοπτικές εφαρμογών στη βιομηχανική όπως, για παράδειγμα, στην προσπάθεια ελέγχου της οργάνωσης των κυττάρων κατά την διάρκεια ανάπτυξης ιστών και οργάνων. Οι οπτικές λαβίδες αφήνουν μεγάλες υποσχέσεις για την χειρουργική σε επίπεδο κυττάρου σε εφαρμογές όπως, για παράδειγμα, η τροποποίηση των χρωμοσωμάτων ζωντανών κυττάρων. Σε μεγαλύτερη κλίμακα μπορούν να αποδειχτούν χρήσιμες στη συλλογή μεμονωμένων μικροβίων από ετερογενείς πληθυσμούς ενώ η ικανότητά τους να μετακινούν με ακρίβεια κύτταρα έχει οδηγήσει σε κλινικές εφαρμογές όπως η in vitro γονιμοποίηση. Τέλος, όπως βλέπουμε στην Εικ. 1, με τις οπτικές λαβίδες μπορούμε να χειριστούμε σωματίδια σε μια μεγάλη κλίμακα μεγεθών, από άτομα που συμπεριφέρονται κβαντικά έως και κύτταρα που συμπεριφέρονται κλασικά. Με αυτόν τον τρόπο οι οπτικές λαβίδες αναδεικνύονται σε ένα πολύ αποτελεσματικό εργαλείο το οποίο μας παρέχει τη δυνατότητα να ερευνήσουμε και να διαυγάσουμε το όριο ανάμεσα στον κλασικό και τον κβαντικό κόσμο. Και εδώ, τα επόμενα χρόνια, οι προσδοκίες είναι πολύ μεγάλες.ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ

    Η κεντρική εικόνα του άρθρου αποτελεί καλλιτεχνική προσαρμογή της εικόνας από το άρθρο https://physics.aps.org/articles/v11/100. Η προσαρμογή έγινε από τον ζωγράφο Παναγιώτη (Τάκη) Βαρελά, μέλος του ΔΣ του Εθνικού Μουσείου Σύγχρονης Τέχνης (ως εκπρόσωπος του Επιμελητήριου Εικαστικών Τεχνών Ελλάδας). Η συντακτική επιτροπή του InS ευχαριστεί τον κ. Βαρελά για την προσφορά του. Η εικόνα αναπαριστά τον εφελκυσμό  μονόκλωνου DNA προσαρτημένου σε δύο σφαιρίδια με χρήση ισάριθμων οπτικών λαβίδων.ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

    Allen L., Beijersbergen M. W., Spreeuw R. J. C., and Woerdman J. P., 1992. Orbital angular momentum of light and the transformation of Laguerre-Gaussian laser modes. Phys. Rev. A 45, p. 8185. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.45.8185

    Ashkin Α., 1970. Acceleration and trapping of particles by radiation pressure. Phys. Rev. Lett. 24, p. 156. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.24.156

    Ashkin A., Dziedzic J. M., Bjorkholm J. M., and Chu S., 1986. Observation of a single-beam gradient force optical trap for dielectric particles. Opt. Lett. 11, p. 288. https://doi.org/10.1364/OL.11.000288

    Bang J., Pan R., Hoang T. M., Ahn J., Jarzynski C., Quan H. T., and Li T., 2018. Experimental realization of Feynman’s ratchet. New J. Phys. 20, 103032. https://doi.org/10.1088/1367-2630/aae71f

    Bayles C. J, Aist J. R., and Berns M. W., 1993. The mechanics of anaphase-B in A basidomycete as revealed by laser microbeam microsurgery. Exp. Mycology 17, p. 191. https://doi.org/10.1006/emyc.1993.1018

    Beth R. A., 1936. Mechanical detection and measurement of the angular momentum of light. Phys. Rev. 50, p. 115. https://doi.org/10.1103/PhysRev.50.115

    Blickle V. and Bechinger C., 2012. Realization of a micrometre-sized stochastic heat engine. Nature Phys. 8, p.143. https://doi.org/10.1038/nphys2163

    Block S. M., Blair D. F., and Berg H. C., 1989. Compliance of bacterial flagella measured with optical tweezers. Nature 338, p. 514. https://doi.org/10.1038/338514a0

    Burns M. M., Fournier J.-M., and Golovchenko J. A., 1990. Optical matter: crystallization and binding in intense optical fields. Science 249, p. 749. 10.1126/science.249.4970.749

    Evans D. J.  and Searle D. J., 1994. Equilibrium microstates which generate second law violating steady states. Phys. Rev. E 50, p.1645. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.50.1645

    Feynman R. P., Leighton R. B., and Sands M., 2011. The Feynman Lectures on Physics, The New Millennium Edition. V.I-46. https://www.feynmanlectures.caltech.edu/

    Friese M. E. J., Nieminen T. A., Heckenberg N. R., and Rubinsztein-Dunlop H., 1998. Optical alignment and spinning of laser-trapped microscopic particles. Nature 394, p.348. https://doi.org/10.1038/28566

    Galajda P. and P. Ormos P., 2001. Complex micromachines produced and driven by light. Appl. Phys. Lett. 78, p. 249. https://doi.org/10.1063/1.1339258

    Grier D., 2003. A revolution in optical manipulation. Nature 424, p. 810. https://doi.org/10.1038/nature01935

    He H., Friese M. E. J., Heckenberg N. R., and Rubinsztein-Dunlop H., 1995. Direct observation of transfer of angular momentum to absorptive particles from a laser beam with a phase singularity. Phys. Rev. Lett. 75, p. 826. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.75.826

    Higurashi E., Sawada R., and Ito T., 1999. Optically induced angular alignment of trapped birefringent micro-objects by linearly polarized light. Phys. Rev. E 59, p. 3676. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.59.3676

    Jones P. H., Maragό O., and Volpe G., 2016. Optical Tweezers: Principles and Applications. Cambridge, USA: Cambridge Universiy Press. https://www.cambridge.org/core/books/optical-tweezers/D2D5FD82066E9FF88284C89095A2CB60

    Litvinov R. I., Shuman H., Bennett J. S., and Weisel J. W., 2002. Binding strength and activation state of single fibrinogen-integrin pairs on living cells. Proc. Natl. Acad. Sci. 99, p. 7426. https://doi.org/10.1073/pnas.112194999

    Liu L. R., Hood J. D., Yu Y., Zhang J. T., Hutzler N. R., Rosenband T., and Ni K.-K., 2018. Building one molecule from a reservoir of atoms. Science 360, p. 900. https://science.sciencemag.org/content/360/6391/900

    Liu L. R., Hood J. D., Yu Y., Zhang J. T., Wang K., Lin Y.-W., Rosenband T., and Ni K.-K., 2019. Molecular assembly of ground-state cooled single atoms. Phys. Rev. X 9, 021039. https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.021039

    Paterson L., MacDonald M. P., Arlt J., Sibbett W., Bryant P. E., and Dholakia K., 2001. Controlled rotation of optically trapped microscopic particles. Science 292(5518), p. 912. 10.1126/science.1058591

    Simpson N. B., Dholakia K., Allen L., and Padgett M. J., 1997. Mechanical equivalence of spin and orbital angular momentum of light: an optical spanner. Opt. Lett. 22, p. 52–54.  https://doi.org/10.1364/OL.22.000052

    Wang M. D., Hong Y., Landick R., Gelles J.and Block S. M., 1997. Stretching DNA with Optical Tweezers. Biophysical Journal 22, p. 1335. 10.1016/S0006-3495(97)78780-0

    Wang G. M., Sevick E. M., Mittag E., Searles D. J., and Evans D. J., 2002. Experimental demonstration of violations of the second law of thermodynamics for small systems and short time scales. Phys. Rev.

    Lett. 89, 050601. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.89.050601