Tiedeuutiset

Erkki Kauhanen | [email protected]

Tiedeuutiset

Erkki Kauhanen | [email protected]

Iso data vaarantaa yksityisyyden

Yksi tämän ajan avainsanoista on ”iso data” (Big Data). Se tarkoittaa nykyisin joka puolelle tallentuvaa valtavaa jäsentämätöntä tietomassaa ja sen keräämistä, säilyttämistä ja käsittelemistä siten, että siitä saadaan puristettua esiin käsittämättömän paljon tietoa.

Jokainen käyntisi internetissä synnyttää suuren määrän merkintöjä palvelimille eri puolilla maailmaa. Samoin kauppamatka, puhelinsoitto kännykällä, tai jopa kävely kaupungin halki tekemättä mitään; silloinkin nimittäin puhelin ottaa lukuisia kertoja yhteyttä puhelinverkon tukiasemiin, ehkä myös wlan-tukiasemiin, ja kymmenet turva- ja valvontakamerat tallettavat kasvosi, vaatteesi ja kantamasi kauppakassin kuvan eri paikoissa.

Kaikki tämä tallentuu jonnekin. On olemassa ohjelmia, jotka pystyvät tunnistamaan kasvosi jonkun muun ottamasta kuvasta. Periaatteessa superäly pystyisi muodostamaan jokaisen urbaanin ihmisen puuhista hyvin tarkan kuvan, jos se pystyisi liittämään hajallaan olevat datat yhteen.

MIT:n tutkijaryhmä julkaisi juuri tutkimuksen, jossa he pyrkivät ison datan avulla yksilöimään ihmisiä datamassasta vain heidän luottokorttitietojensa perusteella (doi: 10.1126/science.1256297).

He käyttivät anonymisoitua dataa 1,1 miljoonan ihmisen luottokorttiostoksista kolmen kuukauden ajalta 10 000 liikkeessä. He saivat kustakin ostoksesta käyttöönsä datasetin, jossa oli kaupan nimi ja sijainti, ostoksen päivä ja karkea hintaluokka. Lisäksi jokaisessa ostoksessa oli koodi, joka osoitti, mitkä ostokset oli tehty milläkin kortilla.

Sen jälkeen tutkijat kokeilivat, kuinka monta tällaista datasettiä tarvitaan, jotta ne erottelisivat ihmisen yksiselitteisesti esiin tästä massasta. Se oli monesti yllättävän vähän.

Jos esimerkiksi tiedämme ulkopuolisesta lähteestä, että ”Matti” kävi tietyssä ravintolassa 23. syyskuuta ja tietyssä parturissa 24. syyskuuta, hän on varsin todennäköisesti ainoa ihminen tästä miljoonan joukosta, joihin nuo molemmat tiedot täsmäävät.

Niinpä Matin luottokorttidatan tunnistaminen miljoonien joukosta voi hyvinkin onnistua jo noilla kahdella tiedonmurusella. Jos se ei vielä riitä, siinä saattaa auttaa netistä löytyvä valokuva, jossa Matti kävelee tietyn kauppaketjun kassi kädessään 30. syyskuuta.

Yleisesti osoittautui, että neljä satunnaisesti valittua ostosta riitti erottamaan 90 prosenttia ihmisistä yksiselitteisesti aineiston muista 1,1 miljoonasta kansalaisesta.

Mielenkiintoista oli myös, että naisten ja hyvätuloisten yksilöiminen oli helpompaa kuin miesten ja pienituloisten. Tutkimus ei selitä tätä ilmiötä, mutta helposti voisi tulkita, että naiset ja hyvätuloiset harhailevat useammassa erilaisessa puodissa kuin vähävaraiset tai keskimääräiset miehet, jolloin jokaisen ostoksen informatiivisuus eli yksilöivä arvo datamassassa kasvaa.

Big data tarjoa hienoja sovelluksia vaikkapa tautiepidemioiden ennustamiseksi, mutta myös sen mahdollinen pimeä puoli mietityttää. Käytössä olevat kriteerit kansalaisen intimiteettisuojan takaamiseksi eivät big datan ajalla enää toimi.

Vihreä tee tappaa syöpäsoluja

Jo aiemmin on tiedetty, että vihreässä teessä tavattava fenoliyhdiste EGCG (epigallokatekiini-3-gallaatti) tappaa syöpäsoluja. Nyt Penn State -yliopiston Joshua Lambertin tutkimusryhmä uskoo selvittäneensä mekanismin, jolla se tapahtuu (doi: 10.1002/mnfr.201400485).

Tutkimus tehtiin kasvattamalla petrimaljoissa sekä normaaleja suun epiteelisoluja että syöpäsoluja ja tarkkailemalla, mitä EGCG niille tekee. Tutkijoiden mukaan EGCG vahingoittaa syöpäsolun energia-aineenvaihdunnasta vastaavia mitokondrioita ja oksidatiivisen stressin kautta johtaa solun kuolemaan.

Terveissä soluissa se päinvastoin vahvistaa solun antioksidatiivista vastustuskykyä. Nämä vaikutukset perustuvat siihen, että syöpäsolussa EGCG estää sirtuiini-3-nimisen proteiinin toiminnan, mutta terveissä soluissa tukee sitä.

Kokeessa käytetyt EGCG-pitoisuudet olivat samanlaisia, joita tavataan ihmisen suussa sen jälkeen, kun hän on esimerkiksi pureskellut vihreästä teestä tehtyä uutetta sisältävää ksylitolipurukumia.

Aiemmin Joshua Lambertin ryhmä on osoittanut, että vihreä tee yhdistettynä liikuntaan auttaa painon pudottamisessa (doi: 10.1002/mnfr.201300621).

Onko aurinkokunnassa piileviä planeettoja?

Ryhmä Cambridgen ja Madridin Complutense-yliopiston tutkijoita uskoo osoittaneensa, että aurinkokunnassamme on useita vielä löytämättömiä kookkaita planeettoja. Ne eivät koskaan tule näyttäytymään Auringon lähelle niin kuin komeetat vaan pysyttelevät ympyrämuotoisilla radoillaan kaukana Pluton takana.

Tutkijat ovat tehneet päätelmänsä laskemalla kolmentoista ETNO-kappaleen ratoja. ETNO:t ovat kaukaisia kääpiöplaneettoja, joista tunnetuin on vuonna 2003 löydetty Sedna. Sen kiertoaika Auringon ympäri on yli 11 000 vuotta ja suurin etäisyys Auringosta 937 AU (yksi AU eli astronominen yksikkö on Maan keskietäisyys auringosta eli 150 miljoonaa kilometriä). Vertailun vuoksi: Pluton keskieräisyys auringosta on noin 39,5 AU ja Maan tietysti 1 AU.

Sednan arvellaan olevan halkaisijaltaan noin 1 000 kilometriä, eli se on Pluton kuuta Kharonia pienempi. Sen sijaan uudet planeetat, joiden olemassaolon tutkijat uskovat osoittaneensa, ovat paljon suurempia, sillä niiden yhteinen massa vastaa useita Maan massoja. Suurella massallaan ne aiheuttavat ETNO-planeettojen ratoihin poikkeamia (doi: 10.1093/mnras/stu2230).

Miksi seepralla on raidat?

Kaikki eläimet ovat väkisinkin jonkin värisiä, mutta jos väritys on silmiinpistävä tai erikoinen, sille täytyy löytyä selitys: mikä seikka on saanut luonnonvalinnan suosimaan jotain tiettyä väritystä? Seepran omituinen väritys on synnyttänyt paljon selitysyrityksiä.

Ehkä tavallisin on, että raidat hämäävät petoja kätkemällä seepran ääriviivat korkean ruohikon varjoihin. Hyökkäävän pedon on myös vaikea hahmottaa laumassa juoksevan yksittäisen eläimen ääriviivat, jolloin se helposti iskee harhaan.

Arvellaan myös, että raidat suojaavat tauteja kantavilta hyönteisiltä. On jopa hieman kokeellista näyttöä siitä, että ainakin tsetsekärpäset välttelevät raidallisia pintoja.

Raidat ovat myös laji- ja ehkä yksilötuntomerkki, jonka avulla seeprat tunnistavat toisensa varsinkin alueella, jolla on useita lähisukuisia lajeja.

On myös esitetty, että raidat kenties auttavat ruumiinlämmön säätelyssä. Tähän liittyy huomio, että aikanaan seeprojen uskottiin olevan valkoisia eläimiä, joille on kehittynyt mustat raidat. Nykyisin tiedetään, että seeprat ovat mustia eläimiä, joille on kehittynyt valkeat raidat. Tämä saattaa kuulostaa saivartelulta, mutta erolla on merkitystä raitojen syntymisen ymmärtämisessä.

UCLA:n tutkijaryhmä on julkaissut tutkimuksen, jossa raitojen määrää ja ominaisuuksia tarkastellaan suhteessa savanniseepran (Equus quagga) elinympäristön 29 muuttujaan (doi: 10.1098/rsos.140452). Savanniseepralla on raidoituksessa suuria alueellisia eroja, ja tutkijat mittasivat raitoja 16 paikassa eri puolilla lajin esiintymisaluetta eteläisessä Afrikassa.

Mikään ei viitannut siihen, että raidat liittyisivät petoihin tai hyönteisiin. Sen sijaan raitojen määrä oli suhteessa alueen lämpötilaan. Tutkijoiden tulkinta on, että auringon säteilyn erilainen heijastuminen valkeista ja mustista raidoista synnyttää ilmavirtauksia, jotka viilentävät seepran ihoa. Seepra siis kantaa tyynelläkin omaa il­ma­vir­taus­ta mukanaan.

Eräässä aiemmassa tutkimuksessa on jo havaittukin, että seepran ihon pintalämpötila oli matalampi (29,2 °C) kuin muilla samankokoisilla kasvissyöjillä samalla alueella (32,5 °C).

Tulos tukee teoriaa raitojen hyödyllisyydestä lämmönsäätelyn kannalta, mutta biologiassa asiat harvoin ovat aivan yksinkertaisia. Tutkijat korostavatkin, että todennäköisesti useammat tekijät vaikuttavat yhdessä asiaan.

Saattaa olla niinkin, että seepran kehon eri osien kuviointiin kohdistuu aivan erilaiset valintapaineet, ja kun raidat kerran ovat syntyneet, niillä on luultavasti merkitystä myös laji- ja yksilötuntomerkkeinä ja kenties myös hyönteisten torjumisessa.

Dna-kello kertoo eliniän

Tutkijat ovat havainneet, että dna:ssa tapahtuvia niin sanottuja metylaatiomuutoksia voidaan käyttää ennustamaan iäkkään ihmisen jäljellä olevaa elinikää. Jo aiemmin on havaittu, että metylaatiota voidaan käyttää karkeasti ihmisen iän mittana, sillä metylaatiomuutokset kasaantuvat dna:han vuosien mittaan.

Metylaation määrän perusteella laskettu ”biologinen ikä” kuitenkin poikkeaa kronologisesta iästä, koska joillakin ihmisillä metylaatio tapahtuu nopeammin kuin toisilla.

Tutkimuksessa seurattiin 500 iäkästä ihmistä 14 vuoden ajan. Osoittautui, että jos esimerkiksi henkilön biologinen ikä oli viisi vuotta korkeampi kuin kronologinen ikä, se ennusti 21 prosenttia korkeampaa kuolleisuutta (doi: 10.1186/s13059-015-0584-6).

Tämä gps-paikannin Islannissa on osa 62 paikantimen verkkoa, joka pystyy havaitsemaan jopa alle millimetrin vuotuisen maankohoamisen.

Islannin kohoaminen on kiihtynyt

Jääkaudella Suomi oli niin raskaan jäämassan alla, että jää painoi maanpinnan notkolle. Jäämassojen poistuttua maa on hiljalleen kohonnut takaisin niin kuin sohvatyyny, jolta istuja on noussut. Nyt maan kohoaminen on jo hidastunut ja on Pohjanmaalla enimmillään alle sentin vuodessa.

Sen sijaan Islannissa tutkijat ovat havainneet, että maan kohoaminen on viimeisten 30 vuoden aikana uudestaan kiihtynyt ja on nyt joidenkin jäätiköiden lähettyvillä melkein neljä senttiä vuodessa. Syynä pidetään jäätiköiden sulamista ilmaston lämpenemisen vuoksi.

Ilmiö on herättänyt huolestusta siitä, johtaako se samanlaiseen tulivuoriaktiivisuuden kasvuun kuin edellinen voimakas maankohoaminen viime jääkauden jälkeen. Silloin tulivuorten purkausaktiivisuus nousi jopa 30-kertaiseksi aiempaan verrattuna.

Tutut äänet auttavat koomapotilasta

Sarjassa Neurorehabilitation and Neural Repair julkaistun tutkimuksen mukaan läheisten lukemat tutut tarinat auttavat koomapotilaan heräämistä. Tutkimuksessa oli mukana 15 potilasta, jotka olivat aivovamman vuoksi vegetatiivisessa tilassa. Osalle potilaista soitettiin nauhalta lähiomaisten äänittämiä tarinoita omista yhteisistä kokemuksista neljästi viikossa kuuden viikon ajan. Potilaat, joille soitettiin nauhoituksia, toipuivat nopeammin ja paremmin kuin ne, joille nauhoja ei soitettu (doi: 10.1177/­1545968314567150).

Tutkijat kehittivät magneettisen aistimen

Saksalaiset ja japanilaiset tutkijat ovat kehittäneet kalvomaisen ohuen keinoihon, joka pystyy aistimaan magneettikenttiä. Kalvo on alle kaksi millimetrin tuhannesosaa paksu ja painaa kolme grammaa neliömetriltä. Se on myös hyvin kestävä eikä mene rikki, vaikka se rutistettaisiin mytyksi. Kalvo on tarkoitettu käytettäväksi anturina erilaisissa robotin kaltaisissa laitteissa – tai vaikka proteeseissa, jos magneettinen signaali syötetään johonkin sopivaan muotoon muutettuna potilaan hermostoon (doi: 10.­1038/ncomms7080).

12%

suomalaisista ei usko väitettä, että ihminen on kehittynyt vuosimiljoonien mittaan muista, varhai­semmista eläinlajeista.

(Tiedebarometri 2013)

YKSITYISYYS, VIHREÄ TEE, SEEPRA: Shutterstock

GPS-PAIKANNIN: Sigrun Hreinsdottir

piilevät planeetat: NASA

Tämä gps-paikannin Islannissa on osa 62 paikantimen verkkoa, joka pystyy havaitsemaan jopa alle millimetrin vuotuisen maankohoamisen.

Islannin kohoaminen on kiihtynyt

Jääkaudella Suomi oli niin raskaan jäämassan alla, että jää painoi maanpinnan notkolle. Jäämassojen poistuttua maa on hiljalleen kohonnut takaisin niin kuin sohvatyyny, jolta istuja on noussut. Nyt maan kohoaminen on jo hidastunut ja on Pohjanmaalla enimmillään alle sentin vuodessa.

Sen sijaan Islannissa tutkijat ovat havainneet, että maan kohoaminen on viimeisten 30 vuoden aikana uudestaan kiihtynyt ja on nyt joidenkin jäätiköiden lähettyvillä melkein neljä senttiä vuodessa. Syynä pidetään jäätiköiden sulamista ilmaston lämpenemisen vuoksi.

Ilmiö on herättänyt huolestusta siitä, johtaako se samanlaiseen tulivuoriaktiivisuuden kasvuun kuin edellinen voimakas maankohoaminen viime jääkauden jälkeen. Silloin tulivuorten purkausaktiivisuus nousi jopa 30-kertaiseksi aiempaan verrattuna.

Tutut äänet auttavat koomapotilasta

Sarjassa Neurorehabilitation and Neural Repair julkaistun tutkimuksen mukaan läheisten lukemat tutut tarinat auttavat koomapotilaan heräämistä. Tutkimuksessa oli mukana 15 potilasta, jotka olivat aivovamman vuoksi vegetatiivisessa tilassa. Osalle potilaista soitettiin nauhalta lähiomaisten äänittämiä tarinoita omista yhteisistä kokemuksista neljästi viikossa kuuden viikon ajan. Potilaat, joille soitettiin nauhoituksia, toipuivat nopeammin ja paremmin kuin ne, joille nauhoja ei soitettu (doi: 10.1177/­1545968314567150).

Tutkijat kehittivät magneettisen aistimen

Saksalaiset ja japanilaiset tutkijat ovat kehittäneet kalvomaisen ohuen keinoihon, joka pystyy aistimaan magneettikenttiä. Kalvo on alle kaksi millimetrin tuhannesosaa paksu ja painaa kolme grammaa neliömetriltä. Se on myös hyvin kestävä eikä mene rikki, vaikka se rutistettaisiin mytyksi. Kalvo on tarkoitettu käytettäväksi anturina erilaisissa robotin kaltaisissa laitteissa – tai vaikka proteeseissa, jos magneettinen signaali syötetään johonkin sopivaan muotoon muutettuna potilaan hermostoon (doi: 10.­1038/ncomms7080).

12%

suomalaisista ei usko väitettä, että ihminen on kehittynyt vuosimiljoonien mittaan muista, varhai­semmista eläinlajeista.

(Tiedebarometri 2013)