เทคโนโลยีช่วยผลักดัน ขีดจำกัดของมนุษย์ อย่างไร? - National Geographic

เทคโนโลยีช่วยผลักดันขีดจำกัดของมนุษย์อย่างไร?

เทคโนโลยีช่วยผลักดันขีดจำกัดของมนุษย์อย่างไร?

การแข่งขันที่ต่างยุคต่างสมัยเกิดขึ้นได้แค่ในจินตนาการเท่านั้น: เมื่อยูเซน โบลต์ ปะทะ เจสซี โอเวนส์

โบลต์ในลู่วิ่งราบเรียบของศตวรรษที่ยี่สิบเอ็ด ซึ่งผลิตจากยางกันลื่นทอดยาวออกไป 100 เมตร ออกแบบมาให้ส่งพลังงานกลับสู่ขาของเขาอย่างรวดเร็วในขณะที่วิ่ง

ถัดไปคือโอเวนส์ในลู่วิ่งขรุขระสมัยก่อนสงครามโลกครั้งที่สอง ทำจากกรวดภูเขาไฟ ผิวหน้าอันอ่อนนุ่มขโมยพลังจากขาของเขาไปในขณะที่วิ่ง

โบลต์ นักวิ่งระยะสั้นในตำนานชาวจาเมกา ผู้คว้าแปดเหรียญทองจากการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกและเป็นเจ้าของสถิติโลกในการวิ่งระยะ 100 และ 200 เมตรชายที่ยาวนานเกือบทศวรรษ สวมใส่รองเท้าน้ำหนักเบาที่ทำขึ้นเพื่อการวิ่งบนพื้นผิวไฮเทคโดยเฉพาะ

ตลอดชีวิตการแข่งขัน เขาได้รับการฝึกที่ดีที่สุดเท่าที่โลกเคยเห็น เขานั่งเครื่องบินไอพ่นไปแข่งและมีพ่อครัวส่วนตัวคอยปรุงอาหารไขมันต่ำเพื่อบำรุงร่างกาย โบลต์ยังขึ้นสู่จุดสูงสุดในยุคที่การใช้สารสเตียรอยด์ในการแข่งขันมีความก้าวหน้าเป็นอย่างมาก เขาไม่เคยถูกตรวจพบการใช้สารกระตุ้นเลย ขณะที่ความสงสัยติดตามนักกีฬาโอลิมปิกระดับแนวหน้าหลายคนในช่วงเวลานั้น โบลต์เคยถูกริบเหรียญทองที่เขาได้จากการวิ่งผลัดในกีฬาโอลิมปิกปี 2008 หลังเพื่อนร่วมทีมถูกตรวจพบการใช้สารกระตุ้น

โอเวนส์ ผู้ชนะการแข่งขันวิ่ง 100 เมตรด้วยเวลา 10.3 วินาทีในกีฬาโอลิมปิกปี 1936 ซึ่งเป็นหนึ่งในสี่เหรียญทองที่เขาได้จากกรุงเบอร์ลิน สวมใส่รองเท้าวิ่งที่ทำจากหนัง โบลต์สามารถทะยานออกจากแท่นปล่อยตัวสุดทันสมัยได้อย่างรวดเร็ว แต่โอเวนส์ต้องใช้ช้อนปลูกขุดพื้นกรวดภูเขาไฟเพื่อทำ “แท่นปล่อยตัว” ขึ้นมาเอง

ขีดจำกัดของมนุษย์
ซีเจ คัมมิงส์ วัย 18 ปี นักกีฬายกน้ำหนักผู้ทำลายสถิติ ป้องกันตำแหน่งแชมป์เยาวชนโลกปี 2017 และทำลายสถิติของตัวเองสำหรับท่า “คลีนแอนด์เจิร์ก” โดยยกได้ 185 กิโลกรัม
ขีดจำกัดของมนุษย์
ไมเคิล แอนดรูว์มี นักกีฬาผู้เป็นความหวังโอลิมปิก ใช้โปรแกรมการฝึกที่ต้องว่ายน้ำอย่างหนักหน่วง ทำให้จิตใจและกล้ามเนื้อของเขาเคยชินกับการว่ายน้ำด้วยความเร็วที่ใช้ในการแข่งขัน แอนดรูว์ วัย 19 ปี เป็นเจ้าของสถิติการว่ายน้ำของสหรัฐฯ 22 รายการ

โอเวนส์เติบโตขึ้นมาในช่วงที่สหรัฐฯมีการแบ่งแยกสีผิว และได้รับผลตอบแทนเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับนักกีฬาในปัจจุบัน ในการไปกรุงเบอร์ลิน เขาและนักกีฬาสหรัฐฯคนอื่นๆใช้เวลาหลายวันบนเรือเดินสมุทรเพื่อข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก

โบลต์ผู้เป็นเจ้าของสถิติวิ่ง 100 เมตรด้วยเวลา 9.58 วินาทีในปี 2009 ยังคงได้รับการขนานนามว่าเป็นมนุษย์ที่เร็วที่สุดในโลก แต่จริงๆ แล้วเขาเร็วกว่าสุดยอดนักวิ่งในยุคก่อนอย่างโอเวนส์มากแค่ไหน

พักคำถามเรื่องการใช้ยากระตุ้นเอาไว้ก่อน เราไปได้ไกลแค่ไหนแล้วในความท้าทายที่จะไปให้เร็วขึ้น สูงขึ้น และไกลขึ้นอันไม่มีจุดจบ และเรากำลังเรียนรู้อะไรเกี่ยวกับเทคโนโลยีและวิธีการฝึกซ้อมแบบใหม่ๆที่ช่วยให้เราผลักดันขีดจำกัดสมรรถภาพของมนุษย์

ขีดจำกัดของมนุษย์
นักเต้นบัลเลต์เพลงคลาสสิกอย่างเอสมีแอนา แจนี วัย 25 ปี จากคณะบัลเลต์วอชิงตัน ส่งแรงมหาศาลไปยังข้อเท้าและเข่าเวลาลงพื้นหลังการกระโดด พวกเธอเป็นนักกีฬากลุ่มเดียวในโลกที่ต้องจิกปลายเท้าลงจนสุดขณะรับน้ำหนักตัว เพื่อช่วยให้ฟื้นตัวเร็วขึ้น พวกเธอใช้ “รองเท้าบู๊ต” อัดลมที่ช่วยนวดกล้ามเนื้อขาจากนิ้วเท้าไปยังส่วนบนสุดของต้นขา

การสาธิตที่ผู้สื่อข่าวกีฬา เดวิด เอปสตีน แสดงในรายการเท็ดทอล์กเมื่อปี 2014 คือ หากโอเวนส์วิ่งบนพื้นผิวแบบเดียวกันกับโบลต์ โอเวนส์ที่ทำเวลาวิ่ง 100 เมตรได้ดีที่สุด (10.2 วินาที) ก่อนไปโอลิมปิกปี 1936 อาจจะช้ากว่าที่โบลต์ทำได้ตอนแข่งวิ่ง 100 เมตร (9.77 วินาที) ในการแข่งขันกรีฑาชิงแชมป์โลกปี 2013 ไปเพียงหนึ่งก้าว

ภายในแปดทศวรรษนับตั้งแต่ชัยชนะครั้งประวัติศาสตร์ของโอเวนส์ การพัฒนาด้านการฝึกซ้อม การทดสอบ เทคนิค เสื้อผ้า และอุปกรณ์ต่างๆ ช่วยนักกีฬาให้ทำได้ดีขึ้น เร็วขึ้น แข็งแรงขึ้น และแม่นยำขึ้น แต่นักวิจัยเชื่อว่า เรายังไปไม่ถึงขีดจำกัดความเป็นไปได้ของมนุษย์

ขีดจำกัดของมนุษย์
ระหว่างการฝึกซ้อม เทย์เลอร์ เฟลตเชอร์ วัย 28 ปี และสมาชิกคนอื่นๆของทีมสกีสหรัฐฯ ใส่หูฟังที่มีไฟฟ้ากระตุ้นเปลือกสมองส่วนการเคลื่อนไหว งานวิจัยเสนอว่า การกระตุ้นสมองให้ตรงจุดอาจช่วยให้การจดจำของกล้ามเนื้อดีขึ้นและลดความสามารถในการรับรู้ความเหนื่อยล้าของนักกีฬา

ปีเตอร์ เวย์แอนด์ ผู้ดำเนินงานห้องปฏิบัติการสมรรถภาพการเคลื่อนไหวจากมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นเมทอดิสต์ในเมืองแดลลัส รัฐเทกซัส และเป็นหนึ่งในผู้เชี่ยวชาญชั้นแนวหน้าของโลกด้านชีวกลศาสตร์การวิ่งระยะสั้น กล่าวว่า ศักยภาพของการพัฒนาที่มีความสำคัญในการวิ่งระยะสั้น 100 และ 200 เมตร รวมถึงการวิ่งมาราธอน ไม่ใช่สิ่งที่เป็นไปไม่ได้

ห้องปฏิบัติการของเขาใช้การวิเคราะห์ด้วยวิดีโอความเร็วสูงเพื่อศึกษาเทคนิคของนักวิ่งระยะสั้นในการมองหาหนทางที่จะทำให้พวกนักวิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นและเร็วขึ้น เวย์แอนด์เป็นส่วนหนึ่งของทีมที่นำโดยยานนิส พิตซีเลดิส นักวิทยาศาสตร์การกีฬาจากสหราชอาณาจักร ซึ่งพุ่งเป้าไปที่การทำลายปราการสองชั่วโมงแห่งการวิ่งมาราธอน เพื่อช่วยให้นักกีฬาทำลายสถิติ นักวิจัยกำลังมุ่งเน้นไปยังกุญแจสำคัญอย่างสรีรวิทยา โภชนาการ ชีวกลศาสตร์ การสนับสนุนด้านการแพทย์ การตรวจสอบตามเวลาจริง และการฝึกสอน ความรู้ด้านวิทยาศาสตร์เหล่านี้ “เอื้อให้สมรรถภาพพัฒนาดีขึ้น” เวย์แอนด์กล่าว

ในการช่วยให้นักกีฬาก้าวข้ามขีดจำกัดอย่างถูกกฎหมาย นักวิทยาศาสตร์กำลังทดลองเทคนิคและอุปกรณ์ใหม่ๆ ตรวจวัดสมรรถภาพด้วยวิธีการใหม่ และติดตามตรวจสอบโภชนาการ รวมถึงสุขภาพทั้งทางด้านร่างกายและจิตใจ

เรื่อง คริสติน เบรนแนน

ภาพถ่าย มาร์ก ทีสเซน • เดวิด เบอร์เนตต์ • นิโคล โซเบกกี

ขีดจำกัดของมนุษย์
นักสกีพาราลิมปิกผู้พิการทางสายตา ดาแนลล์ อุมสเตด วัย 46 ปี ทดสอบชุดลู่ลมในอุโมงค์ลมเพื่อเรียนรู้เทคนิคการติดตามผู้ช่วยหรือผู้นำทางผู้พิการทางสายตา (ไม่แสดงให้เห็นในภาพ) ที่เล่นสกีอยู่ข้างหน้าเธอให้ดีขึ้น

 

อ่านเพิ่มเติม

ชาวบาจาววิวัฒน์ร่างกายให้มีม้ามใหญ่ ช่วยดำน้ำนานขึ้น

เรื่องแนะนำ

เหตุใดนิวตันจึงเชื่อว่า ดาวหางเป็นเหตุของน้ำท่วมโลก

แม้จะมีน้ำบนโลกและมีฝนตกลงมาทั้งวันทั้งคืนสี่สิบเก้าวัน ก็ยังไม่เพียงพอที่จะทำให้เกิดน้ำท่วมครั้งใหญ่ได้ ฉะนั้นแล้วต้องมีคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์อื่นๆสำหรับเรื่องราวอุทกภัยครั้งยิ่งใหญ่นี้

ปลายหางของอสุจิเป็นรูปทรงเกลียว

ปลายหางของอสุจิเป็นรูปทรงเกลียว เราทุกคนรู้กันดีว่าสเปิร์มหรืออสุจิคือเซลล์สืบพันธุ์ของมนุษย์เพศชาย พวกมันมีลักษณะคล้ายกับลูกอ๊อดตัวโปร่งแสงที่ประกอบด้วยส่วนหัว, ส่วนลำตัว และหางยาวซึ่งใช้ในการแหวกว่ายเข้าไปหาไข่ ภายในเวลา 1 วินาทีร่างกายของมนุษย์ผู้ชายสามารถผลิตสเปิร์มได้ 1,500 ตัว และในการหลั่งแต่ละครั้งจะปลดปล่อยสเปิร์มมากถึง  250 ล้านตัวเลยทีเดียว แม้ว่าองค์ความรู้เกี่ยวกับกระบวนการสืบพันธุ์ นักวิทยาศาสตร์จะทราบกับดีอยู่แล้ว แต่ทว่าโครงสร้างของเซลล์สืบพันธุ์นั้นกลับยังไม่ได้ถูกศึกษาอย่างละเอียดเท่าใด ด้วยเทคโนโลยีใหม่ที่เรียกว่า Cryogenic electron tomography (Cryo-ET) หรือกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบแช่แข็ง นวัตกรรมนี้สามารถซูมภาพเข้าไปยังเซลล์และให้ผลลัพธ์ที่เป็นภาพสามมิติออกมาได้ เทคโนโลยีใหม่นี้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2017 ไปครอง ซึ่ง Davide Zabeo นักศึกษาปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยกอเทนเบิร์กในสวีเดน และทีมงานวิจัยของเขาได้นำ Cryo-ET มาทดลองใช้กับอสุจิของมนุษย์ ผลการวิจัยถูกแผยแพร่ลงในวารสาร Scientific Reports จากกล้องจุลทรรศน์เผยให้เห็นว่าที่ปลายหางของอสุจินั้นมีเซลล์รูปร่างเป็นขดเกลียวที่หมุนวนไปทางซ้ายมือ ซึ่งเป็นข้อมูลใหม่ที่ไม่เคยพบมาก่อน การค้นพบครั้งนี้อาจช่วยฉายภาพให้เห็นว่าเหตุใดอสุจิบางตัวจึงว่ายเข้าหาไข่ได้รวดเร็วกว่าอสุจิตัวอื่น และอาจนำไปสู่การพัฒนายาที่ช่วยแก้ไขปัญหาให้แก่ผู้ชายที่มีบุตรยากตลอดจนาคุมกำเนิดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น Cryogenic electron tomography คือการรวมเทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเข้ากับ CT สแกน ตัวอย่างที่นำมาสแกนก็เช่น เซลล์, เนื้อเยื่อ หรือชิ้นส่วนอวัยวะต่างๆ ซึ่งจะมาในรูปแบบของการแช่แข็ง เพื่อช่วยให้เนื้อเยื่อนั้นๆ ยังคงสภาพเดิมได้มากที่สุดใกล้เคียงกับธรรมชาติ  “เราจะได้ภาพที่ดีที่สุดของเซลล์ในขณะที่มันยังมีชีวิต”  Gary […]

เหตุผล 4 ประการที่ทําให้อีโบลายังไม่หยุดระบาด

(ภาพปก) เจ้าหน้าที่ด้านสุขภาพได้รับการฉีดสเปรย์น้ำคลอรีน หลังจากนำส่งผู้ป่วยที่คาดว่าติดเชื้อ อีโบลา ไปยังรถพยาบาล ภาพถ่ายโดย NICHOLE SOBECKI การระบาดเชื้อ อีโบลา ในรอบใหม่ที่คองโก ได้คร่าชีวิตผู้คนนับพันให้ล้มตาย นี่คือเหตุผล 4 ประการที่โลกยังไม่สามารถหยุดเชื้อนี้ได้ เมื่อวันที่ 17 กรกฎาคมที่ผ่านมา องค์การอนามัยโลกได้ประกาศภาวะวิกฤตโรคการระบาดของเชื้ออีโบลา สาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโกว่าเป็น ภาวะฉุกเฉินด้านสาธารณสุขระหว่างประเทศ แล้ว โดยมีผู้เสียชีวิตในคองโกแล้วราว 1,600 คน โดยในระหว่างปี 2014-2016 โลกทั้งโลกต่างจับจ้องและมีความกังวลในพื้นที่แอฟริกาตะวันตก เนื่องจาก การระบาดของเชื้ออีโบลา ที่ทำให้มีผู้เสียชีวิตกว่า 11,000 คน หลังจากนั้น ราว 2 ปีต่อมา ในปี 2018 ได้มีการแพร่ระบาดครั้งที่สอง ซึ่งเริ่มขึ้นในเดือนสิงหาคม 2018 ในจังหวัดคิวูเหนือ และจังหวัดอิตูรีในคองโก มีผู้ติดเชื้อกว่า 2,500 คน และมีผู้เสียชีวิตราว 1,676 คน ดร. เทดรอส อดานอม เกเบรเยซุส (Dr. Tedros Adhanom […]

เสือชีตาห์คงศีรษะได้อย่างไรขณะวิ่งด้วยความเร็ว?

เสือชีตาห์ คงศีรษะได้อย่างไรขณะวิ่งด้วยความเร็ว? เป็นที่รู้กันดีว่า เสือชีตาห์ คือจ้าวแห่งความเร็ว แต่นอกเหนือจากรูปร่างเพรียวลม กล้ามเนื้ออันแข็งแรงแล้ว ยังมีบางสิ่งบางอย่างที่สำคัญอีกซึ่งร่างกายของมันต้องการอย่างมากเมื่อต้องวิ่งด้วยความเร็ว ผลการศึกษาใหม่ที่เผยแพร่เมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ 2018 ในวารสาร Scientific Reports แสดงให้เห็นว่าหูชั้นในของเสือชีตาห์นั้นมีส่วนช่วยให้การล่าเหยื่อของมันมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น และการวิจัยครั้งนี้ยังเป็นครั้งแรกที่ทีมวิจัยทำการวิเคราะห์หูชั้นในของสัตว์ในวงศ์แมวใหญ่   ว่าด้วยเรื่องหู หากคุณมองภาพสโลวโมชั่นของเสือชีตาห์ขณะกำลังวิ่ง จะเห็นได้ว่ามันสามารถคงหัวของมันให้นิ่งอยู่ได้ ซึ่งช่วยให้ดวงตาของมันจับจ้องไปที่เหยื่ออย่างไม่ให้คลาดสายตาระหว่างการล่า เพื่อที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของกระดูกเสือชีตาห์ว่ามีส่วนช่วยในเรื่องนี้อย่างไร Camille Grohe มุ่งเป้าไปที่การศึกษาหูชั้นใน หูชั้นในเป็นอวัยวะสำคัญที่ช่วยรักษาสมดุลของร่างกาย มันประกอบไปด้วยช่องว่างที่บรรจุของเหลวและเซลล์ขนที่ทำหน้าที่เป็นเซนเซอร์รับการเคลื่อนไหวของศีรษะ ด้วยภาพถ่ายความละเอียดสูง Grohe และทีมงานของเขาสแกนกระโหลกศีรษะจำนวน 21 กระโหลก ในจำนวนนี้บางกระโหลกเป็นของสัตว์สายพันธุ์อื่นในวงศ์แมวใหญ่ มีจำนวน 7 กระโหลกที่เป็นของเสือชีตาห์ นอกจากนั้นพวกเขายังสแกนกระโหลกศีรษะของเสือชีตาห์ที่สูญพันธุ์ไปแล้วในอดีตด้วย เพื่อหาดูว่าหูชั้นในของพวกมันมีวิวัฒนาการอย่างไร ผลการตรวจสอบพวกเขาพบว่าหูชั้นในของเสือชีตาห์ไม่ได้เหมือนกับสัตว์อื่นๆ ในวงศ์แมวใหญ่ ด้วยระบบการรักษาสมดุลที่มีขนาดใหญ่ของมัน และช่องภายในหูที่ยาวกว่าส่งผลให้ความสามารถในการคงศีรษะและดวงตาของมันให้อยู่นิ่งมีมากกว่าเสืออื่นๆ “กายวิภาคภายในหูของมันสะท้อนให้เห็นถึงการตอบสนองของร่างกายต่อการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่มากขึ้น” John Flynn ผู้ร่วมการวิจัยกล่าว ในระหว่างการแถลงข่าวผลการค้นพบ โดยที่สำคัญก็คือลักษณะเหล่านี้ไม่ถูกพบในเสือชีตาห์ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว นั่นหมายความว่าความพิเศษนี้เพิ่งจะถูกพัฒนาขึ้นไม่นาน ในฐานะของสัตว์บกที่มีความรวดเร็วมากที่สุดในโลก ร่างกายของมันถูกสร้างเพื่อการวิ่งอย่างแท้จริง ด้วยน้ำหนักที่เบา กระดูกสันหลังที่ยาวและมีความยึดหยุ่น เอื้อให้มันสามารถทำความเร็วจาก […]