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Stromverbrauch des menschlichen Körpers im Ruhezustand

Stromverbrauch des menschlichen Körpers im Ruhezustand


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Ich würde gerne wissen, welche Kraft der menschliche Körper braucht, um das Leben im Ruhezustand aufrechtzuerhalten (der durchschnittliche tägliche Stromverbrauch eines durchschnittlichen Mannes ist auch von Interesse). In Watt.

Ich habe nur eine Zahl gefunden - 1700 kcal pro Tag ohne körperliche Aktivität. Das wandelt sich in 80 Watt um, was (intuitiv) etwas niedrig erscheint, daher frage ich mich, ob es die richtige Zahl ist oder nicht.


Du hast grundsätzlich recht. Ich weiß nicht, ob Sie den Wikipedia-Artikel zum Grundumsatz gefunden haben, aber er enthält alles, was Sie brauchen, einschließlich einer Reihe von Formeln, mit denen Sie einen Durchschnittswert für einen bestimmten Körpertyp ermitteln können. Es gibt auch viele Online-Rechner, wie diesen. Sie können leicht Durchschnittswerte ermitteln, was meiner Meinung nach das ist, was Sie wollen, aber zwischen zwei Personen kann sich die Zahl ziemlich ändern.

Warum klingen 80 Watt so niedrig? Dies ist eher eine physik.se-Antwort, aber Watt sind eine Einheit von Energie was bedeutet, dass sie den Energieverbrauch im Zeitverlauf messen; W=J/s, oder Joule pro Sekunde. Jede Sekunde. Haben Sie schon einmal eine 75-Watt-Glühbirne berührt? Sie sind heiß wie die Hölle. Wenn dein Mensch es tut nichts den ganzen Tag wird er/sie wie eine ineffiziente Glühbirne sein, die volle 24 Stunden lang brennt. Das mag vielleicht gering erscheinen, aber Strom ist heutzutage relativ günstig. Um ein weiteres klassisches Physikexperiment zu verwenden, 1700kcal=7000kJ=viel Eis wurde zu Dampf.

Kein Wunder, dass mein Vater mich immer dazu brachte, das Licht im Badezimmer auszuschalten…


Biokraft (Foucault)

Biokraft

Historisch gesehen entstand Biomacht mit der Transformation der Machtformationen in westlichen Gesellschaften ab dem 17. Jahrhundert, aber die drastischste Transformation fand im 19. Jahrhundert statt. Allmählich verwandelte sich das Recht des Herrschers, Leben zu nehmen oder leben zu lassen, symbolisiert durch das Schwert, in die Macht der Gesellschaft, das Leben zu führen, sowohl durch die Sorge um das Leben der Menschen als auch durch ihre Einschränkung bis hin zur Lebensbeendigung. Diese Transformation bestand aus verschiedenen Machttechniken, aus verschiedenen Arten der Verwaltung des Lebens. Foucault behauptet, diese neue Macht über das Leben, die Biomacht, habe sich in zwei Formen entwickelt, die er anatomische Politik des menschlichen Körpers und Biopolitik der Bevölkerung nannte. Sie waren im 18. Jahrhundert getrennt, wurden aber schließlich durch eine Vielzahl von Beziehungen miteinander verbunden und im 19. Jahrhundert zu einer zusammenhängenden neuen Machttechnologie verschmolzen.

Die erste Form der Biomacht, die anatomische Politik des menschlichen Körpers, entstand im 17. Jahrhundert mit dem Aufstieg der Industriegesellschaften, aber ihre Hauptentwicklung fand im 18. Jahrhundert statt. Als sich die anatomische Politik des menschlichen Körpers entwickelte, konzentrierte sie sich auf den Körper als Maschine und suchte nach Wegen, ihn zu disziplinieren, ihn sowohl nützlich als auch fügsam zu machen, da er in das neue Wirtschaftssystem der Industriegesellschaften integriert wurde. Das bedeutet „Disziplin“ in Foucaults Disziplin und Bestrafung. Zunächst waren die Schule und die Armee das institutionelle Hauptfeld der Anatomie-Politik oder Disziplin des menschlichen Körpers, aber dieser Aspekt der Biomacht wirkte bald auch in Gefängnissen, Krankenhäusern und Fabriken. Obwohl dies die institutionellen Felder waren, die Foucault diskutierte, gab es noch andere Felder.

Obwohl die Disziplin des menschlichen Körpers weit über die bloße körperliche Bewegung hinausgeht, kann dies als Beispiel dienen, da untaugliche Körper tendenziell weniger nützlich sind als gesunde. Ab dem späten 19. Jahrhundert manifestiert sich Biopower deutlich in Sport und körperlicher Betätigung in ihren verschiedenen Formen, sowohl innerhalb von Institutionen wie Sportjugendorganisationen, Sportvereinen und Fitnessstudios als auch in weniger organisierten Formen als Sportbewegungen oder individuelle Bewegungsformen. Sogar das Laufen, das oberflächlich als eine sehr einfache, freie und nicht institutionalisierte Trainingsform erscheint, ist heute ein Feld produktiver Wissensproduktion, Machtwirkungen und wirtschaftlicher Aktivitäten, die auf die Disziplinierung des Körpers ausgerichtet sind – nicht nur des Körpers des Menschen Wettkampfläufer, aber jeder Laufkörper. Dieser Bereich der Biopower umfasst wissenschaftliche und medizinische Experten, die wissenschaftliche Literatur verbreiten, die von wissenschaftlichen Fachzeitschriften bis hin zu populären Zeitschriften, Websites und Blogs reicht. Techniken und Geräte zur Überwachung und Messung bestimmter physiologischer Werte wie Puls, maximale Herzfrequenz, Laktatkonzentration im Blut und die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2 max) (und das gesamte Wissen über die Bedeutung solcher Informationen und was damit zu tun ist) Diagnose, Behandlung und Therapie von Laufverletzungen Entwicklung und Verbreitung von Trainingsplänen, Informations- und Beratungsseiten, die eine Kombination aus einem Trainingstagebuch sind , ein soziales Netzwerk, ein Diskussionsforum und ein Online-Shop eine große Auswahl an spezialisierten Schuhen, Kleidung und Accessoires öffentliche Veranstaltungen für alle vom Anfänger bis zum Eliteläufer Strukturen und Strategien zur Rekrutierung von Anfängern (Laufgruppen für Anfänger, so -so genannte C25k-Trainingspläne, die versprechen, den Anfänger vom Sitzen auf der Couch zum 5 km-Laufen ohne Pause usw. zu bringen) und Unterstützung, Motivation und Ermutigung von vielen Unternehmen, Arbeitgebern und dem Staat. Dem Läufer wird ständig gesagt, was er tun soll, was er essen, trinken, was er kaufen soll und was eine solche Person ist oder wird.

Foucaults Analyse von Macht und Disziplin in Disziplin und Bestrafung, war eine Analyse der Anatomie-Politik des Körpers, wobei der Fokus natürlich auf den Strafvollzug, auf Gefängnisse und Bestrafung lag. Schon dort weist er auf die breitere Anwendung der Disziplinartechniken hin, etwa in Schulen, Krankenhäusern, Kasernen usw. Foucault gibt ein besonders eindrucksvolles Beispiel für den Wandel des Soldaten vom frühen 17. zum späten 18. Jahrhundert. Im frühen 17. Jahrhundert war der Soldat ein ganz bestimmter Mensch – nicht wegen seiner Ausbildung, sondern wegen seiner natürlichen Stärke, seines Mutes und seiner Anmut. An solchen Merkmalen konnte man Soldatenmaterialien erkennen. Im späten 18. Jahrhundert hingegen war der Soldat jemand, der durch Training und Disziplin geformt worden war, und fast jeder konnte dank der neuen Techniken der Disziplinierung des menschlichen Körpers zu einem Soldaten werden.

Ähnliche Felder der Biomacht haben sich um Patienten, Schulkinder (und Kinder im Vorschulalter) sowie um Arbeiter herum entwickelt. Riesige, komplexe Macht- und Wissensnetzwerke arbeiten daran, ihren Körper nützlich und fügsam zu machen. Dies geschieht nicht durch eine organisierte Verschwörung der Regierung der Industriegesellschaften, sondern ist das Gesamtergebnis unzähliger Pläne und Strategien an verschiedenen Stellen der Gesellschaft während der Industrialisierung und bis heute.

Die zweite Machtform, die Biopolitik der Bevölkerung, entstand im 18. Jahrhundert. Es ging nicht um den menschlichen Körper, sondern um die menschliche Spezies oder die menschliche Bevölkerung. Populationen zu managen bedeutet, Reproduktion, Geburten und Todesfälle, Verhalten sowie Gesundheit und Hygiene zu managen. Die Biopolitik der Bevölkerung besteht in allen möglichen Techniken, um in Populationen einzugreifen und sie zu kontrollieren. Diese Interventionen erfordern die Sammlung enormer Datenmengen über Populationen, die Analyse der Daten und schließlich die Produktion von Wissen. Diese Wissensproduktion führte im 18. Jahrhundert direkt zur Geburt der Demographie und Statistik.

Der Begriff der Biomacht ist heute für verschiedene Themen der angewandten Ethik relevant, am offensichtlichsten für Themen, die sich auf die von Foucault untersuchten Fälle beziehen: Bestrafung und Sexualität. Das Konzept ist auch für eine Vielzahl anderer Themen von hoher Relevanz, z. Rasse und Behinderung, um nur einige zu nennen. Das Management von Körpern und Bevölkerungen und die an diesem Management beteiligten Wissenschaften sind so allgegenwärtig, dass die meisten Themen der angewandten Ethik zu einer Analyse der Mechanismen und Mikrobeziehungen von Macht und Wissen einladen. Inwieweit eine solche Analyse für die Ethik relevant ist, ist jedoch möglicherweise nicht klar. Diese Frage wiederum hängt stark von unserer Auffassung von Ethik ab. Eine Macht-/Wissensanalyse hilft uns nicht viel, wenn wir hauptsächlich daran interessiert sind, Risiken, Schaden und Nutzen abzuwägen. Andererseits ist es äußerst nützlich, wenn wir uns darum kümmern, wie wir geführt werden und wie wir den Auswirkungen dieser Führung auf uns widerstehen können. Wir können uns Machtverhältnissen nicht ganz entziehen, wenn wir die Gesellschaft nicht hinter uns lassen, aber wir können unser Ansehen in den Machtverhältnissen verbessern, uns gegen deren Auswirkungen wehren und neue Handlungs- und Seinsmöglichkeiten eröffnen.


Das Wasser in dir: Wasser und der menschliche Körper

Wasser ist in der Tat essentiell für alles Leben auf, in und über der Erde. Dies ist für Sie wichtig, da Sie hauptsächlich aus Wasser bestehen. Finden Sie heraus, was Wasser für den menschlichen Körper tut.

Das Wasser in dir: Wasser und der menschliche Körper

​​​​​​​Wasser erfüllt eine Reihe von wesentlichen Funktionen, die uns alle am Laufen halten

Denken Sie daran, was Sie zum Überleben brauchen, wirklich nur überleben. Essen? Wasser? Luft? Facebook? Natürlich konzentriere ich mich hier auf Wasser. Wasser ist in einigen Organismen für alle Lebewesen von großer Bedeutung, bis zu 90 % ihres Körpergewichts stammen aus Wasser. Bis zu 60 % des menschlichen Körpers besteht aus Wasser.

Laut H. H. Mitchell, Journal of Biological Chemistry 158, bestehen Gehirn und Herz zu 73 % aus Wasser und die Lunge zu etwa 83 % aus Wasser. Die Haut enthält 64 % Wasser, Muskeln und Nieren 79 % und sogar die Knochen sind wässrig: 31 %.

Jeden Tag muss der Mensch eine bestimmte Menge Wasser verbrauchen, um zu überleben. Dies variiert natürlich nach Alter und Geschlecht, aber auch nach dem Wohnort. Im Allgemeinen benötigt ein erwachsener Mann etwa 3 Liter (3,2 Liter) pro Tag, während eine erwachsene Frau etwa 2,2 Liter (2,3 Liter) pro Tag benötigt. Das gesamte Wasser, das ein Mensch benötigt, muss nicht durch Trinken von Flüssigkeiten stammen, da ein Teil dieses Wassers in der Nahrung enthalten ist, die wir zu uns nehmen.

Wasser erfüllt eine Reihe von wesentlichen Funktionen, die uns alle am Laufen halten

  • Ein lebenswichtiger Nährstoff für jede Zelle, wirkt in erster Linie als Baustoff.
  • Es reguliert unsere innere Körpertemperatur durch Schwitzen und Atmen
  • Die Kohlenhydrate und Proteine, die unser Körper als Nahrung verwendet, werden durch Wasser im Blutkreislauf verstoffwechselt und transportiert
  • Es hilft bei der Spülung von Abfällen hauptsächlich durch das Wasserlassen
  • wirkt als Stoßdämpfer für Gehirn, Rückenmark und Fötus
  • bildet Speichel
  • schmiert Gelenke

Laut Dr. Jeffrey Utz, Neurowissenschaften, Pädiatrie, Allegheny University, besteht der Körper verschiedener Menschen zu unterschiedlichen Prozentsätzen aus Wasser. Babys haben die meisten, die mit etwa 78% geboren werden. Im Alter von einem Jahr sinkt dieser Anteil auf etwa 65 %. Bei erwachsenen Männern bestehen etwa 60% ihres Körpers aus Wasser. Fettgewebe enthält jedoch nicht so viel Wasser wie mageres Gewebe. Bei erwachsenen Frauen besteht der Körper mehr aus Fett als bei Männern, daher bestehen etwa 55% ihres Körpers aus Wasser. Daher:

  • Babys und Kinder haben mehr Wasser (in Prozent) als Erwachsene.
  • Frauen haben weniger Wasser als Männer (in Prozent).
  • Menschen mit mehr Fettgewebe haben weniger Wasser als Menschen mit weniger Fettgewebe (in Prozent).

Es gäbe weder dich, mich noch den Hund Fido ohne die Existenz eines ausreichenden Vorrats an flüssigem Wasser auf der Erde. Die einzigartigen Qualitäten und Eigenschaften von Wasser sind es, die es so wichtig und grundlegend für das Leben machen. Die Zellen unseres Körpers sind voller Wasser. Die hervorragende Fähigkeit des Wassers, so viele Stoffe zu lösen, ermöglicht es unseren Zellen, wertvolle Nährstoffe, Mineralien und Chemikalien in biologischen Prozessen zu nutzen.

Die "Klebrigkeit" des Wassers (von Oberflächenspannung) spielt eine Rolle bei der Fähigkeit unseres Körpers, diese Stoffe durch uns hindurch zu transportieren. Die Kohlenhydrate und Proteine, die unser Körper als Nahrung verwendet, werden durch Wasser im Blutkreislauf verstoffwechselt und transportiert. Nicht weniger wichtig ist die Fähigkeit des Wassers, Abfallstoffe aus unserem Körper zu transportieren.


Schritt für Schritt lernen Forscher, wie Menschen gehen

Gehende Mechanik.

(Phys.org) —Menschen und einige unserer hominiden Vorfahren wie Homo erectus laufen seit mehr als einer Million Jahren, und die Forscher sind kurz davor herauszufinden, wie wir das tun.

Es war nie ganz klar, wie Menschen das routinemäßige, selbstverständliche Wunder vollbringen, das wir Laufen nennen, geschweige denn Laufen. Aber die Ergebnisse, die letzten Monat in der veröffentlicht wurden Zeitschrift für experimentelle Biologie skizzieren Sie eine spezifische Interaktion zwischen Knöchel, Knie, Muskeln und Sehnen, die das Verständnis der Vorwärtsbewegung eines Beins auf eine Weise verbessern, die die Bewegung maximiert und gleichzeitig minimale Energiemengen verbraucht.

Die Forschung könnte einige ihrer frühesten Anwendungen in verbesserten Prothesen finden, sagten Forscher des College of Engineering der Oregon State University. Ein umfassenderes Verständnis dieser Prinzipien könnte später zu Geh- oder Laufrobotern führen, die weitaus agiler und energieeffizienter sind als alles, was heute existiert.

„Menschliches Gehen ist außerordentlich komplex und wir verstehen immer noch nicht ganz, wie es funktioniert“, sagt Jonathan Hurst, Professor für Maschinenbau an der OSU und Experte für die Fortbewegung mit Beinen bei Robotern. Es hat eine echte Effizienz – Gehen ist fast wie passives Fallen. Die heute existierenden Roboter laufen überhaupt nicht wie Menschen, ihnen fehlt diese Bewegungseffizienz und Agilität.

"Wenn wir vollständig lernen, was das menschliche Bein tut", fügte Hurst hinzu, "werden wir in der Lage sein, Roboter zu bauen, die viel besser funktionieren."

Forscher haben seit langem eine Art von starkem "Abstoßen" beobachtet, wenn das Bein den Boden verlässt, aber sie haben nicht wirklich verstanden, wie es funktioniert. Jetzt glauben sie, dass sie es tun. Die Studie kam zu dem Schluss, dass dieser Antrag zwei Phasen umfasst. Die erste ist eine "Entlastungsphase", in der das nachlaufende Bein von der Last des Stützens der Körpermasse entlastet wird.

Dann knickt das Knie in einer "Startphase" ein und ermöglicht die schnelle Freisetzung der gespeicherten elastischen Energie in den Knöchelsehnen, wie beim Auslösen eines Katapults.

"Wir haben berechnet, was Muskeln leisten können und fanden es bei weitem nicht ausreichend, um diesen kraftvollen Abstoß zu erzeugen", sagte Daniel Renjewski, Postdoc am Dynamic Robotics Laboratory der OSU. „Wir mussten also nach einem leistungsverstärkenden Mechanismus suchen.

"Die Koordination von Knie und Sprunggelenk ist entscheidend", sagte er. "Und im Gegensatz zu dem, was einige andere Untersuchungen vorgeschlagen haben, wird die Katapultenergie vom Knöchel nur verwendet, um das Bein zu schwingen, und nicht der Vorwärtsbewegung große Energiemengen hinzuzufügen."

Laufroboter tun dies nicht. Viele von ihnen verwenden Kraft, um das Bein von etwas, das einem Hüftpunkt ähnelt, nach vorne zu "schwingen". Er kann funktional sein, ist aber weder energieeffizient noch agil. Und für eine breitere Nutzung mobiler Roboter sei der Energieverbrauch von entscheidender Bedeutung, so die Forscher.

"Wir haben noch einen langen Weg vor uns, bis sich Laufroboter mit so wenig Energie wie Tiere bewegen können", sagte Hurst. "Aber diese Art von Forschung wird uns dem näher bringen."

Die Forschung wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert. Das Dynamic Robotics Laboratory der OSU wird vom Human Frontier Science Program, der National Science Foundation und der Defense Advanced Research Projects Agency unterstützt und hat dazu beigetragen, einige der weltweit führenden Technologien für Roboter zu entwickeln, die gehen und laufen können.

Ein Modell kann eine Neun-Minuten-Meile laufen und von einem Felsvorsprung steigen, und andere sind noch fortschrittlicher. Roboter mit der Fähigkeit, über unebenes Gelände zu gehen und zu manövrieren, könnten letztendlich Anwendungen in Gliedmaßen, einem Exoskelett zur Unterstützung von Menschen mit Muskelschwäche oder beim Einsatz beim Militär, bei Katastropheneinsätzen oder in anderen gefährlichen Situationen finden.


Potenzgesetze in der Biologie: Zwischen fundamentalen Gesetzmäßigkeiten und nützlichen Interpolationsregeln

Warum leben größere Säugetiere länger als kleinere? Warum ist der Energieverbrauch pro Körpermasse einer Maus sechsmal höher als der eines Menschen? Diese und viele andere Fragen der biologischen „Allometrie“1 beschäftigten und beschäftigen Biologen seit der zweiten Hälfte des 19. Die Analyse der Allometrie ist besonders attraktiv, da die Biomasse von Organismen über mehr als 20 Größenordnungen von ∼1 pg = 10 −12 g (Mycoplasma, ein sehr kleines Bakterium) bis 2 × 10 8 g (Blauwal) variiert und im Fall von Bei Säugetieren wird die untere Massengrenze von der etruskischen Spitzmaus mit etwa 1 g angegeben, so dass immer noch eine Variation der Körpermasse von acht Größenordnungen übrig bleibt. Die große Bandbreite an Tiergrößen macht Body-Mass-bezogene Eigenschaften zu einem idealen Testfeld für Skalierungsbeziehungen, insbesondere für Potenzgesetze, weshalb hier die Body-Mass-Allometrie als repräsentatives und datenreiches Beispiel für andere Potenzgesetze gewählt wird. Die Anzahl der Artikel, die sich mit dem Versuch beschäftigen, körpermassenabhängige Beziehungen in log/log-Plots zu skalieren, ist in der Tat enorm.

In der Rezension des Buches „Scaling in Biology“ 13 wirft Karl Niklas die Frage auf, ob die WBE-Theorie wegen ihrer vereinheitlichenden Explikation größenabhängiger organischer Phänomene für die Biologie potenziell ebenso wichtig ist wie die Newtonsche Mechanik für die Physik 14 . Fairerweise würde ich Darwins Selektionsprinzip Newton näher bringen, weil es im Kern des biologischen Denkens liegt, aber das folgende Argument gilt sowohl für Darwin als auch für WBE: Newtons Erfolg basierte auf der Existenz einer Himmelsmechanik, bei der zum Beispiel alle Vorhersagen der Schwerkraft konnten ohne die Störung durch terrestrische Nebenphänomene, Reibung und Luftwiderstand, räumliche Ausdehnung und Plastizität bewegter Körper untersucht werden. Es gibt keine Himmelsbiologie und daher fehlt ein ideales Referenzsystem, das der Beobachtung und präzisen Messung zugänglich ist. Ich persönlich bezweifle, dass die Gesetze der Gravitation ohne das einfache Himmelsbezugssystem zusammen mit dem Reichtum von mehreren tausend Jahren astronomischer Beobachtungen so schnell entdeckt worden wären. Vielleicht wären sie gar nicht entdeckt worden.

Die Anpassung der Daten über den gesamten Bereich wird dramatisch verbessert und die quadratische Beziehung macht eine weitere interessante Vorhersage. Da Potenzgesetze notwendigerweise linear sind, sagen sie einen asymptotischen Skalierungsexponenten voraus und es gibt keine Begrenzung der Tiergröße durch die Stoffwechselrate. Das quadratische Modell sagt jedoch voraus, dass der Skalierungsexponent ohne Begrenzung zunehmen würde. Dann kann die metabolische Skalierung eine maximale Tiergröße definieren, die bei der Masse liegen könnte, bei der die lokale Steigung den Wert α + 2γlog . erreicht m = 1. Oberhalb dieses Wertes würde eine weitere Zunahme der Körpergröße keine Einsparungen beim Stoffwechsel ermöglichen. Interessanterweise liegt diese Grenze bei etwa 10 8 g (100 t) und liegt damit nahe bei der Größe des Blauwals, dem größten bekannten Tier.

Die Ausdrücke für die allometrische Skalierung haben von der ersten bis zur letzten hier gezeigten Gleichung an Komplexität zugenommen und Puristen könnten argumentieren, dass die Schönheit eines einfachen Potenzgesetzes irgendwann verloren gegangen ist und was übrig bleibt, ist kaum mehr als eine Interpolationsformel, die auf einer Theorie basiert. Dies ist jedoch zu erwarten, wenn es darum geht, reale Daten anzupassen, die die Auswirkungen unterschiedlichster Einflüsse auf den Stoffwechsel abbilden. Es bleibt eine Aufgabe für die Zukunft zu zeigen, ob mehr Einblicke in metabolische Mechanismen Hinweise für die Wahl geeigneter Bedingungen – intern und umwelt – geben werden, die eine Rückkehr zu einfacheren Beziehungen ermöglichen.


Gero-Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, die Grenze der menschlichen Langlebigkeit zu durchbrechen

Das Forschungsteam von Gero, einem in Singapur ansässigen Biotech-Unternehmen in Zusammenarbeit mit dem Roswell Park Comprehensive Cancer Center in Buffalo NY, gibt eine Veröffentlichung in . bekannt Naturkommunikation, ein Journal des Nature-Portfolios, das die Ergebnisse der Studie über den Zusammenhang zwischen Alterung und Verlust der Fähigkeit, sich von Belastungen zu erholen, präsentiert.

Kürzlich haben wir die ersten vielversprechenden Beispiele für eine biologische Altersumkehr durch experimentelle Interventionen gesehen. Tatsächlich sagen viele biologische Uhrentypen richtigerweise mehr Lebensjahre für diejenigen voraus, die sich für einen gesunden Lebensstil entscheiden oder mit ungesunden Lebensstilen wie dem Rauchen aufhören. Was noch unbekannt ist, ist, wie schnell sich das biologische Alter desselben Individuums im Laufe der Zeit ändert. Und vor allem, wie man zwischen den vorübergehenden Schwankungen und dem echten Bioage-Veränderungstrend unterscheiden würde.

Das Aufkommen großer biomedizinischer Daten mit mehreren Messungen von denselben Probanden bietet eine ganze Reihe neuer Möglichkeiten und praktischer Werkzeuge, um den Alterungsprozess beim Menschen zu verstehen und zu quantifizieren. Ein Expertenteam aus Biologie und Biophysik präsentierte Ergebnisse einer detaillierten Analyse dynamischer Eigenschaften der Schwankungen physiologischer Indizes entlang individueller Alterungsverläufe.

Gesunde Menschen erwiesen sich als sehr widerstandsfähig, während der Verlust der Widerstandsfähigkeit mit chronischen Krankheiten und einem erhöhten Gesamtsterblichkeitsrisiko zusammenhängt. Es wurde festgestellt, dass sich die Erholungsrate auf das Gleichgewichts-Basislinienniveau nach Belastungen mit dem Alter verschlechtert. Dementsprechend wurde die Erholungszeit immer länger. Etwa 2 Wochen für 40 Jahre alt sein. gesunden Erwachsenen verlängerte sich die Erholungszeit auf 6 Wochen für 80 Jahre. im Durchschnitt in der Bevölkerung. Dieses Ergebnis wurde in zwei verschiedenen Datensätzen bestätigt, die auf zwei verschiedenen Arten von biologischen Messungen basieren – Bluttestparameter einerseits und körperliche Aktivitätsniveaus, die von tragbaren Geräten andererseits aufgezeichnet wurden.

"Die Berechnung der Belastbarkeit basierend auf Datenströmen der körperlichen Aktivität wurde in die GeroSense iPhone App implementiert und der Forschungsgemeinschaft über eine webbasierte API zur Verfügung gestellt." - kommentiert der Erstautor der Studie, Tim Pyrkov, Leiter des mHealth-Projekts bei Gero.

Wenn der Trend in späteren Lebensaltern anhält, zeigt die Extrapolation einen vollständigen Verlust der Widerstandsfähigkeit des menschlichen Körpers, d. h. der Fähigkeit, sich zu erholen, in einem Alter von etwa 120-150 Jahren. Die reduzierte Belastbarkeit wurde auch bei Personen beobachtet, die nicht an einer schweren chronischen Erkrankung litten, und führte zu einer Zunahme der Schwankungsbreite der physiologischen Indizes. Mit zunehmendem Alter wird immer mehr Zeit benötigt, um sich nach einer Störung zu erholen, und im Durchschnitt verbringen wir immer weniger Zeit in der Nähe des optimalen physiologischen Zustands.

Der prognostizierte Verlust der Resilienz selbst bei den gesündesten und am erfolgreichsten alternden Menschen könnte erklären, warum wir keine nachweisbare Zunahme der maximalen Lebenserwartung sehen, während die durchschnittliche Lebenserwartung in den letzten Jahrzehnten stetig gestiegen ist. Die divergierenden Schwankungen der physiologischen Indizes können dazu führen, dass keine Intervention, die den Rückgang der Resilienz nicht beeinflusst, die maximale Lebensdauer effektiv erhöhen und somit nur zu einer schrittweisen Erhöhung der menschlichen Langlebigkeit führen kann.

Das Altern des Menschen ist ein komplexer und mehrstufiger Prozess. Es wäre daher schwierig, den Alterungsprozess in eine einzige Zahl wie das biologische Alter zu komprimieren. Geros Arbeit zeigt, dass Längsschnittstudien ein ganz neues Fenster zum Alterungsprozess öffnen und unabhängige Biomarker des menschlichen Alterns produzieren, die für Anwendungen in der Gerowissenschaft und zukünftigen klinischen Studien von Anti-Aging-Interventionen geeignet sind.

„Das Altern des Menschen weist universelle Merkmale auf, die komplexen Systemen gemein sind, die am Rande des Zerfalls operieren. Diese Arbeit zeigt, wie Konzepte aus den Naturwissenschaften in der Biologie verwendet werden können, um verschiedene Aspekte von Seneszenz und Gebrechlichkeit zu untersuchen, um starke Interventionen gegen das Altern zu erzielen. ", - sagt Peter Fedichev, Mitbegründer und CEO von Gero.

Dementsprechend ist keine starke Lebensverlängerung durch Vorbeugung oder Heilung von Krankheiten möglich, ohne den Alterungsprozess abzufangen, der die Grundursache für den zugrunde liegenden Verlust der Belastbarkeit ist. Wir sehen keine Naturgesetze vor, die einen solchen Eingriff verbieten. Daher kann das in dieser Arbeit vorgestellte Alterungsmodell die Entwicklung lebensverlängernder Therapien mit den stärksten Auswirkungen auf die Gesundheit leiten.

„Diese Arbeit des Gero-Teams zeigt, dass Längsschnittstudien neue Möglichkeiten zum Verständnis des Alterungsprozesses und zur systematischen Identifizierung von Biomarkern des menschlichen Alterns in großen biomedizinischen Daten bieten. Die Forschung wird dazu beitragen, die Grenzen der Langlebigkeit und zukünftige Anti-Aging-Interventionen zu verstehen Noch wichtiger ist, dass die Studie dazu beitragen kann, die wachsende Kluft zwischen Gesundheit und Lebenserwartung zu überbrücken, die in den meisten Entwicklungsländern immer größer wird." - sagt Brian Kennedy, Distinguished Professor of Biochemistry and Physiology an der National University Singapore.

„Diese Arbeit ist meiner Meinung nach ein konzeptioneller Durchbruch, weil sie die Rolle grundlegender Faktoren für die Langlebigkeit des Menschen bestimmt und trennt – das Altern, definiert als fortschreitender Verlust der Belastbarkeit, und altersbedingte Krankheiten als „Verursacher des Todes“ nach dem Dies erklärt, warum selbst die effektivste Prävention und Behandlung altersbedingter Krankheiten nur die durchschnittliche, nicht aber die maximale Lebensdauer verbessern könnte, wenn keine echten Anti-Aging-Therapien entwickelt wurden" - sagt Prof. Andrei Gudkov, PhD, Senior Vice President und Vorsitzender der Abteilung für Zellstressbiologie am Roswell Park Comprehensive Cancer Center, Co-Autor dieser Arbeit und Mitbegründer von Genome Protection, Inc., einem Biotech-Unternehmen, das sich auf die Entwicklung von Anti-Aging-Therapien/.

"Die Untersuchung zeigt, dass die Erholungsrate ein wichtiges Zeichen des Alterns ist, das die Entwicklung von Medikamenten leiten kann, um den Prozess zu verlangsamen und die Gesundheitsspanne zu verlängern." - kommentierte David Sinclair, Professor für Genetik an der Harvard Medical School.

„Die Forschung von Gero kommt überraschenderweise zu einer ähnlichen Quantifizierung der menschlichen Resilienz – einem vorgeschlagenen Biomarker des Alterns – basierend auf zwei sehr unterschiedlichen Daten: Bluttestparametern einerseits und körperlichen Aktivitätsniveaus, die von tragbaren Geräten andererseits aufgezeichnet werden "Ich bin sehr gespannt, wie von Personen generierte Gesundheitsdaten, einschließlich Daten von kommerziellen Wearables, dazu beitragen können, individuelle Längsschnittprofile der Gesundheit zu erstellen, die dazu beitragen können, Gesundheitsphänomene im Lebensbereich wie das Altern zu beleuchten." - kommentiert Luca Foschini, Mitbegründer und Chief Data Scientist bei Evidation Health.

Die Autoren charakterisierten die Dynamik physiologischer Parameter auf Zeitskalen der menschlichen Lebensspanne durch einen minimalen Satz von zwei Parametern. Der erste ist ein Momentanwert, der oft als biologisches Alter bezeichnet wird und in dieser Arbeit durch den Dynamic Organism State Index (DOSI) veranschaulicht wird. Die Menge hängt mit Stress, Lebensstil und chronischen Krankheiten zusammen und kann aus einem Standard-Bluttest berechnet werden.

Der andere Parameter - die Belastbarkeit - ist neu und spiegelt die dynamischen Eigenschaften der Zustandsschwankungen des Organismus wider: Er gibt Auskunft darüber, wie schnell sich der DOSI-Wert bei Belastungen wieder normalisiert.

Altersbedingte Veränderungen der physiologischen Parameter beginnen mit der Geburt. Verschiedene Parameter ändern sich jedoch in verschiedenen Lebensphasen auf unterschiedliche Weise, siehe z Alternde USA 2018).

Die Daten aus dem Naturkommunikation Arbeit zeigt, dass es eine gute Differenzierung zwischen der Wachstumsphase (meist abgeschlossen im Alter von 30 Jahren und in Anlehnung an die universelle Wachstumstheorie von Geoffrey West und dem Altern) gibt. Abweichung der physiologischen Indizes von ihren Referenzwerten.

Wie oft sollte man das biologische Alter messen?

Physiologische Parameter unterliegen natürlich Schwankungen um ein gewisses Gleichgewichtsniveau. Der Glukosespiegel steigt und fällt nach einer Mahlzeit, die Anzahl der Schlafstunden ist jeden Tag leicht unterschiedlich. Man kann jedoch einen Längsschnittdatensatz, also eine Reihe solcher Messungen für dieselbe Person, sammeln und beobachten, dass die durchschnittlichen Werte zwischen den einzelnen Personen unterschiedlich sind. Die Belastbarkeit erfordert auch wiederholte Messungen, da man zur Berechnung der Belastbarkeit genau wissen muss, wann die Erholung erreicht wurde.

Wichtig ist, dass die Resilienz auch eine praktische Anleitung dafür bietet, wie oft wiederholte Messungen durchgeführt werden sollten. Als Faustregel gilt, dass der für die robuste Bioage-Bestimmung erforderliche Beobachtungszeitraum mehrere Stress- und Erholungsereignisse umfassen sollte. Für die gesündesten Personen würde ein solcher Beobachtungszeitraum mehrere Monate betragen und sollte mit zunehmendem Alter zunehmen. Während dieser Zeit würde eine robuste Bioage-Bestimmung mehrere Datenpunkte pro Erholungszeit erfordern, also idealerweise eine Messung in wenigen Tagen.

Wearable-Technologie kommt ins Spiel

Im Jahr 2021 ist die einzige praktische Möglichkeit, eine hohe Abtastrate (einmal pro Tag oder besser) zu erreichen, die Verwendung mobiler/tragbarer Sensordaten.

In einem anderen Artikel haben sich die Autoren auf tragbare/mobile Sensordaten konzentriert. Sie haben "Wearable DOSI" gebaut, die sie GeroSense nannten und über ihre Validierungstests in Pyrkov et al. Altern (Albany NY) 13,6 (2021): 7900. GeroSense kann verwendet werden, um die Belastbarkeit zu berechnen. Eine Bevölkerungsstudie zeigt, dass die Zahl der Individuen, die Anzeichen von Resilienzverlust zeigen, exponentiell mit dem Alter zunimmt und sich alle 8 Jahre mit einer Rate verdoppelt, die der des Gompertz-Sterblichkeitsgesetzes entspricht (die Beobachtung von B. Gompertz von 1827, der erstmals beobachtete) dass sich die Gesamtsterblichkeitsrate alle 8 Jahre verdoppelt).

Gero ist ein datengesteuertes Biotech-Unternehmen, das moderne KI/ML-Tools auf große biomedizinische Längsschnittdaten anwendet, um das Altern und schwere Krankheiten zu verstehen.

Gero AI/ML Modelle stammen aus der Physik komplexer dynamischer Systeme. Wir haben unseren einzigartigen Ansatz in Frontiers in Genetics (Fedichev 2018, Frontiers in Genetics 9:483) vorgestellt. Wir kombinieren das Potenzial von tiefen neuronalen Netzen mit den physikalischen Modellen, um die menschliche Gesundheit als dynamischen Prozess zu untersuchen. In Verbindung mit hochwertigen genetischen Daten erstellen wir quantitative Erklärungsmodelle des (aka Theorie des) Alterns und komplexer Krankheiten sowie handlungswirksame Wirkstoff-Target-Hypothesen.

Gero führt in Zusammenarbeit mit der Harvard Medical School, dem Massachusetts Institute of Technology, der University of Edinburgh, der National University of Singapore, dem Moskauer Institut für Physik und Technologie und dem Roswell Park Comprehensive Cancer Center hochwertige Forschung durch. Das Unternehmen schreibt regelmäßig für von Experten begutachtete Zeitschriften.

Gero hat ein einzigartiges Framework "GeroSense" für die kontinuierliche tägliche Überwachung des biologischen Alters basierend auf Datenströmen von mobilen und tragbaren Sensoren entwickelt. "GeroSense" bietet eine biologische Altersüberwachung in unserer kostenlosen iPhone-App.

Gero ermutigt die Verwendung von "GeroSense" über die Web-API zur Überwachung von Anti-Aging- und Langlebigkeitseffekten von Therapien sowie von Lebensstilentscheidungen, körperlichen Aktivitäten, Diäten, Nahrungsergänzungsmitteln, empfohlen von Gesundheits-/Fitness- und Wellness-Apps (siehe https:// techcrunch.com/ 2021/ 05/ 07/ longevity-startup-gero-ai-has-a-mobile-api-for-quantifying-health-changes/).

Gero wird von KI-Champions finanziert, darunter AIMATTER-Gründer (vor kurzem von Google übernommen). In den Jahren 2019 und 2021 wurde Gero neben Google und IBM auch zu einem der führenden Unternehmen im Bereich künstliche Intelligenz in der Lebensverlängerung ernannt.

Über das Roswell Park Comprehensive Cancer Center

Das Roswell Park Comprehensive Cancer Center ist eine Gemeinschaft, die das Bestreben vereint, den Einfluss des Krebses auf die Menschheit zu beseitigen, indem seine Geheimnisse durch personalisierte Ansätze enthüllt und die heilende Kraft der Hoffnung entfesselt wird. Es wurde 1898 von Dr. Roswell Park gegründet und ist das einzige vom National Cancer Institute ausgewiesene umfassende Krebszentrum in Upstate New York. Erfahren Sie mehr unter http://www. roswellpark. org, oder kontaktieren Sie uns unter 1-800-ROSWELL (1-800-767-9355) oder [email protected]

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Die Grenzen des menschlichen Körpers verschieben

Die Menschheit hat in den letzten Jahrzehnten unzählige Weltrekorde gebrochen, aber wie viel mehr können wir noch erreichen?

Nachdem Olympia-Sprinter Usain Bolt bei den Olympischen Spielen 2008 den 100-Meter-Weltrekord gebrochen hatte, fragte sich Mark Denny, Biologe an der Stanford University: War „Lightning Bolt“ so schnell gesprintet, wie ein Mensch gehen kann? Nach der Analyse von Aufzeichnungen bis in die 1920er Jahre sagt Denny voraus, dass Menschen eines Tages 100 m in nur 9,48 Sekunden zurücklegen können, oder 0,10 Sekunden schneller als Bolts aktueller Rekord von 9,58 Sekunden – viel schneller in einer Sportart, in der Unterschiede mit dem 100 Sekunde. PROFITIPPS: So verbessern Sie Ihre Fitness Auch wenn Ihr Gehirn nichts sagt, gibt es Tricks, um Ihre Muskeln dazu zu bringen, schneller zu laufen und länger zu fahren. Rennen gegen einen würdigen Rivalen In einer Studie aus dem Jahr 2012 wurde englischen Radfahrern gesagt, sie sollten so schnell wie möglich in die Pedale treten. Dann traten sie gegen einen computerisierten Konkurrenten an, der ein Prozent schneller war, und hielten mit. Daher ist es eine gute Idee, mit jemandem besser zu trainieren. Einfach oder hart atmen Tim Noakes von der Universität von Kapstadt ließ Läufer einen maximalen Sauerstoffverbrauchstest machen, der überraschend hart begann und leichter wurde. Er fand heraus, dass der Sauerstoffgehalt die Leistung tatsächlich nicht einschränkt. Gurgle Gatorade In einer Studie aus dem Jahr 2008 gurgelten Radfahrer mit Zuckerwasser und spuckten es aus, wodurch ihr Gehirn vorgetäuscht wurde, sie hätten Kohlenhydrate aufgenommen. Das Trinken von Getränken stimuliert die Geschmacksrezeptoren und kurbelt den Stoffwechsel an. Illustrationen von Muti

Wir Menschen sind darauf programmiert, stärker, schneller und klüger zu werden, um höher zu klettern, länger zu leben und jeden Zentimeter Immobilien zu bevölkern. Wir haben in den letzten Jahrzehnten unzählige Weltrekorde gebrochen, aber wie weit können wir noch weiterkommen? Unabhängig davon, wie wir unsere natürlichen Fähigkeiten verbessern, ist unser Potenzial an bestimmte wissenschaftliche Prinzipien gebunden – Gesetze der Physik, Biomechanik und Thermodynamik –, die dem menschlichen Ehrgeiz nicht nachgeben. Wir haben Wissenschaftler gebeten, genau zu definieren, wo diese Grenzen liegen, und einige Tipps zum Mitnehmen zu geben, die Ihnen helfen, Ihr eigenes Potenzial auszuschöpfen.

_Dieser Artikel erschien ursprünglich in der September-Ausgabe 2014 von _Popular Science.

Das schwerste, das wir bekommen können: 1.400 Pfund

Ja, unsere Taille dehnt sich aus, manchmal in alarmierendem Ausmaß. Aber nur sehr wenige von uns werden jemals die geschätzten 1.400 Pfund erreichen, die Jon Brower Minnoch 1978 wog (eine Annäherung, weil er nicht auf eine Waage treten konnte). Für die meisten Leute ist die Obergrenze viel niedriger. „Menschen können eine Kraft von 5G tolerieren, bevor sie ohnmächtig werden“, sagt Gregg Kai Nishi, Chirurg am Khalili Center for Bariatric Care in Los Angeles. „Das entspricht einem Gewicht von 750 Pfund. Abgesehen von ein paar Anomalien sieht man nicht, dass die Leute darüber überleben.“

Am schnellsten können wir laufen: 10,5 Meter pro Sekunde

After Olympic sprinter Usain Bolt broke the 100-meter world record at the 2008 Olympics, Mark Denny, a biologist at Stanford University, wondered: Had “Lightning Bolt” sprinted as fast as a human can go? After analyzing records back to the 1920s, Denny predicts humans may one day cover 100m in only 9.48 seconds, or .10 seconds faster than Bolt’s current record of 9.58 seconds––a lot speedier in a sport where differences are measured by the 100th of a second. PRO TIPS: How To Improve Your Fitness Even when your brain says no way, there are tricks to coax your muscles into running faster and biking longer. Race Against A Worthy Rival In a 2012 study, English cyclists were told to pedal as fast as they could. Then they raced against a computerized competitor going one percent faster, and kept up. So it’s a good idea to train with someone better. Breathe Easy, Or Hard Tim Noakes at the University of Cape Town had runners take a maximal oxygen consumption test that started surprisingly tough and got easier. He found that oxygen levels actually don’t limit performance. Gargle Gatorade In a 2008 study, cyclists gargled sugar water and spat it out, tricking their brains into thinking they’d ingested carbs. Swilling drinks stimulates taste-bud receptors, boosting the metabolism.

Most Weight We Can Lift: 1,000 Pounds

After Olympic sprinter Usain Bolt broke the 100-meter world record at the 2008 Olympics, Mark Denny, a biologist at Stanford University, wondered: Had “Lightning Bolt” sprinted as fast as a human can go? After analyzing records back to the 1920s, Denny predicts humans may one day cover 100m in only 9.48 seconds, or .10 seconds faster than Bolt’s current record of 9.58 seconds––a lot speedier in a sport where differences are measured by the 100th of a second. PRO TIPS: How To Improve Your Fitness Even when your brain says no way, there are tricks to coax your muscles into running faster and biking longer. Race Against A Worthy Rival In a 2012 study, English cyclists were told to pedal as fast as they could. Then they raced against a computerized competitor going one percent faster, and kept up. So it’s a good idea to train with someone better. Breathe Easy, Or Hard Tim Noakes at the University of Cape Town had runners take a maximal oxygen consumption test that started surprisingly tough and got easier. He found that oxygen levels actually don’t limit performance. Gargle Gatorade In a 2008 study, cyclists gargled sugar water and spat it out, tricking their brains into thinking they’d ingested carbs. Swilling drinks stimulates taste-bud receptors, boosting the metabolism.

Hardest We Can Punch: 4,741 Newtons

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Tallest We Can Grow: 8 Feet 11.1 Inches

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Keenest Our Ears Can Hear: 100,000 Hertz

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Most We Can Remember: 1 Million Gigabytes

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Smartest We Can Get: IQ of 198

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Most Colors Our Eyes Can See: 1 Million

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Most Friends We Can Have: 150 Friends

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Longest We Can Go Without Food: 382 Days

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Deepest We Can Dive: 214 Meters

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Highest We Can Climb Without Extra Oxygen: 29,029 Feet

After Olympic sprinter Usain Bolt broke the 100-meter world record at the 2008 Olympics, Mark Denny, a biologist at Stanford University, wondered: Had “Lightning Bolt” sprinted as fast as a human can go? After analyzing records back to the 1920s, Denny predicts humans may one day cover 100m in only 9.48 seconds, or .10 seconds faster than Bolt’s current record of 9.58 seconds––a lot speedier in a sport where differences are measured by the 100th of a second. PRO TIPS: How To Improve Your Fitness Even when your brain says no way, there are tricks to coax your muscles into running faster and biking longer. Race Against A Worthy Rival In a 2012 study, English cyclists were told to pedal as fast as they could. Then they raced against a computerized competitor going one percent faster, and kept up. So it’s a good idea to train with someone better. Breathe Easy, Or Hard Tim Noakes at the University of Cape Town had runners take a maximal oxygen consumption test that started surprisingly tough and got easier. He found that oxygen levels actually don’t limit performance. Gargle Gatorade In a 2008 study, cyclists gargled sugar water and spat it out, tricking their brains into thinking they’d ingested carbs. Swilling drinks stimulates taste-bud receptors, boosting the metabolism.

Longest We Can Go Without Sleep: 11 Days

After Olympic sprinter Usain Bolt broke the 100-meter world record at the 2008 Olympics, Mark Denny, a biologist at Stanford University, wondered: Had “Lightning Bolt” sprinted as fast as a human can go? After analyzing records back to the 1920s, Denny predicts humans may one day cover 100m in only 9.48 seconds, or .10 seconds faster than Bolt’s current record of 9.58 seconds––a lot speedier in a sport where differences are measured by the 100th of a second. PRO TIPS: How To Improve Your Fitness Even when your brain says no way, there are tricks to coax your muscles into running faster and biking longer. Race Against A Worthy Rival In a 2012 study, English cyclists were told to pedal as fast as they could. Then they raced against a computerized competitor going one percent faster, and kept up. So it’s a good idea to train with someone better. Breathe Easy, Or Hard Tim Noakes at the University of Cape Town had runners take a maximal oxygen consumption test that started surprisingly tough and got easier. He found that oxygen levels actually don’t limit performance. Gargle Gatorade In a 2008 study, cyclists gargled sugar water and spat it out, tricking their brains into thinking they’d ingested carbs. Swilling drinks stimulates taste-bud receptors, boosting the metabolism.

The Other Side

Hello and welcome back to our regularly-scheduled lies here at Factually Deficient! This week, I will answer a question posed by the one and only Blurred_9L, who asked:

Who is on the other side of the line?

Now, the line in question is, of course, a line of symmetry. In order to understand who is found on the other side of a line of symmetry, we must understand two things: what symmetry is, and which particular line we are looking at.

Symmetry, outwardly, is often described as a mirror-image relationship. Das ist falsch. Symmetry actually refers to a type of quantum entanglement, whereby a large set of particles each occupy two places at once, arranged along a straight, horizontal or vertical axis in a manner resembling a mirror-image. Symmetry does not describe two things that look alike, but rather, one thing that appears doubled.

As for the line Blurred is referring to, there can, of course, only be one line of symmetry that so obviously has a “who” question referred to it: the spinal column.

On most, if not all, human bodies, the spinal column functions as a line of symmetry, along which a human body (which is actually only half of what we commonly recognize as being a human body) seems to mirror itself, thus creating the illusion of humans as having two eyes, two ears, two arms, two legs, two nostrils, etc. This is also why any injury to one of any of these appendages is generally felt in the “other” one, as well – because in fact, they are both one and the same.

In short, and in summary, to answer Blurred_9L’s question of who is on the other side of the line (of symmetry): you are.

Disclaimer: the above post is a pack of lies. The human body is often asymmetrical.


We Still Have the Bodies of Hunter-Gatherers

Many humans today are taller, heavier and live longer than our grandparents, great-grandparents and other distant relations. We are also more numerous. Since I was born in 1964, the world’s population has doubled to nearly 7 billion.

These changes unquestionably reflect advances in agriculture, medicine and sanitation that have rapidly and profoundly changed how humans obtain and use energy. Like all organisms, humans must spend effort to acquire energy, which we then apportion into growth, maintenance and reproduction. Because many humans today have abundant supplies of food and nutrients, and because we spend less energy in fighting illness or getting food, we have more energy to grow and reproduce.

Whether our species’ increased height, longevity, girth and fecundity represent progress depends on the lens one uses to assess the meaning of progress.

To many economists, progress represents more of something good like wealth, health or leisure. So by this measure, yes, our changing bodies reflect progress.

But in the context of evolutionary biology, progress is a meaningless term since evolution doesn’t have any goals. Evolution just happens, sometimes by natural selection, sometimes by other chance mechanisms. Nature doesn’t make judgments.

And there's one reason not to crow about progress. It's the realization that our species’ recent gains have also come with costs, some of them alarming. Humans, as a species, have been around for approximately 10,000 generations, and the human genus has been around for more than 100,000 generations. For all but the last 600 generations, our ancestors were hunter-gatherers. Accordingly, the bodies we inherited are still mostly adapted to a hunter-gatherer way of life, which includes plentiful exercise, and a diet rich in protein and fiber, but low in saturated fat and simple sugars.

Today’s well-fed children may grow taller than a typical hunter-gatherer, and they have a much lower chance of dying young. But as standards of living rise throughout the world, so do obesity rates and related illnesses that are virtually unknown among hunter-gatherers such as adult-onset diabetes, coronary heart disease and cancer.

The optimists among us hope that our ever inventive minds will eventually devise new solutions to these challenges just as we have the power to conquer hunger, polio, and the need to do physical labor. I hope they are right, but I suspect that human cultural capabilities are nowhere near as powerful as millions of years of natural selection. Future progress for the human body -- that is, gauged by an economic lens -- may require that we eat and exercise more like the hunter-gatherers we evolved to be.


The mix of U.S. energy consumption and production has changed over time

Fossil fuels have dominated the U.S. energy mix for more than 100 years, but the mix has changed over time.

Coal consumption in the United States peaked in 2007 at about 1.13 billion short tons and coal production peaked in 2008 at about 1.17 billion short tons. Both declined in nearly every year since those peak years mainly because of less U.S. coal demand for electricity generation. In terms of the total energy content of coal, annual U.S. coal consumption peaked in 2005 at about 22.80 quads and production peaked in 1998 at about 24.0 quads. The energy content of total annual coal consumption and production generally declined since those years because of decreases in demand for coal, and because of increases in the share of lower heat content coal use by the electric power sector. In 2020, coal consumption was about 477 million short tons, equal to about 9.18 quads and the lowest percentage share of total U.S. energy consumption since at least 1949. Coal production in 2020 was 534 million short tons—the lowest amount since 1965—and equal to about 10.69 quads.

Natural gas production (dry gas) reached a record high of 33.97 trillion cubic feet (Tcf) or 93.06 billion cubic feet per day (Bcf/day) in 2019. Dry natural gas production was about 2% lower in 2020 at about 33.44 Tcf (91.36 Bcf/day) and equal to about 34.68 quads. Natural gas consumption in 2020 was about 83.28 Bcf/day, equal to 31.54 quads and 34% of total U.S. energy consumption. U.S. annual dry natural gas production has exceeded U.S. annual natural gas consumption in both volume and heat content since 2017. More efficient drilling and production techniques have resulted in increases in natural gas production from shale and tight geologic formations. The production increases contributed to a decline in natural gas prices, which in turn has contributed to increases in natural gas use by the electric power and industrial sectors.

Annual crude oil production generally decreased between 1970 and 2008. In 2009, the trend reversed and production began to rise, and in 2019, U.S. crude oil production reached a record high of 12.25 million barrels per day. More cost-effective drilling and production technologies helped to drive the production increases, especially in Texas and North Dakota. U.S. crude oil production declined to about 11.31 million barrels per day in 2020. A large drop in U.S. petroleum demand in March and April 2020 as a result of the response to the COVID-19 pandemic led to a decrease in U.S. oil production.

Natural gas plant liquids (NGPLs) are extracted from natural gas before the natural gas is put into pipelines for transmission to consumers. Annual NGPLs production has generally increased since 2005, coinciding with increases in natural gas production, and reached a record high of 5.16 million barrels per day in 2020. NGPLs are the largest source of U.S. hydrocarbon gas liquids (HGLs) production. Annual increases in HGLs production since 2008 have contributed to lower HGLs prices and to increased U.S. HGLs consumption (and exports).

Nuclear energy production in commercial nuclear power plants in the United States began in 1957, grew each year through 1990, and generally leveled off after 2000. Even though there were fewer operating nuclear reactors in 2020 than in 2000, the amount of nuclear energy production in 2020 was 790 billion kilowatthours (kWh)—or 8.25 quads—the second-highest on record behind 2019. A combination of increased capacity from power plant upgrades and shorter refueling and maintenance cycles have helped to compensate for reductions in the numbers of nuclear reactors and maintain a relatively consistent level of annual U.S. nuclear electricity generation for the past 20 years.

Renewable energy production and consumption both reached record highs of about 11.77 and 11.59 quads, respectively, in 2020, driven mainly by record-high solar and wind energy production. Hydroelectric power production in 2020 was about 1% higher than in 2019 but about 9% lower than the 50-year average. Total biomass production and consumption in 2020 were both 10% lower than highest levels recorded in 2018. Geothermal energy use in 2020 was nearly the same as the highest annual level of geothermal energy production and consumption recorded in 2014.

1 Utility-scale electricity generation includes generation from power plants with at least one megawatt of electric generation capacity. The industrial and commercial sectors produced about 4% of utility-scale electricity generation in 2020. There are estimates for distributed (small-scale) solar electricity generation in Monthly Energy Review Table 10.6. A small amount of electricity is imported from and exported to Canada and Mexico.


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