Rectors League 2015 op het St. Bonifatiuscollege 1 april 2015 9:30 uur – 12:15 uur
Door:
wetenschappers van de Universiteit van Utrecht
Voor:
leerlingen van de 5e en 6e klas vwo van het St. Bonifatiuscollege in Utrecht
Op 1 april 2015 organiseert het St. Bonifatiuscollege in samenwerking met de Universiteit van Utrecht voor de ‘Rectors League’ een reeks gastcolleges door wetenschappers van de universiteit van Utrecht. Dit jaar kun je kiezen uit 11 gastcolleges! Het programma ziet er als volgt uit: 9:30 – 10 :45 uur Ronde I: wetenschappers geven een gastcollege in verschillende lokalen. 10:45 – 11:00 uur Pauze 11:00 – 12:10 uur Ronde II: wetenschappers geven een gastcollege in verschillende lokalen. Alle leerlingen uit 5- en 6-vwo doen hieraan mee en krijgen zo een unieke kans om van topwetenschappers de laatste stand van zaken te horen over verschillende wetenschappen.
1. HIV infectie als oorzaak van AIDS Adri Thomas, Developmental Biology In het algemeen zijn mensen heel goed in staat te herstellen van een virusinfectie. Sommige virussen, zoals onder andere HIV, blijken echter juist een aanval te doen op de cellen van het immuunsysteem, waardoor HIV-positieve mensen na een aantal jaren doodgaan aan de HIVinfectie, en feitelijk bezwijken door een falend immuunsysteem. Het onderzoek naar de manier waarop het virus zich vermenigvuldigt en de reactie van immuuncellen daarop heeft al geleid tot nieuwe en bruikbare medicijnen, die helaas niet tot genezing leiden en gepaard gaan met bijwerkingen. Onderzoek naar HIV en AIDS leidt hopelijk tot betere medicijnen en naar een vaccin.
Deze aspecten zullen worden besproken in een college. Omdat jullie vragen gewaardeerd worden en er dus veel gesteld mogen worden, is de inhoud van het college afhankelijk van jullie vragen en welke kant het op zal gaan.
2. Bewegende wereld binnen onze cellen Prof. Dr. Anna Akhmanova Divisie van Celbiologie, Departement Biologie, Faculteit Bètawetenschappen, Universiteit Utrecht http://cellbiology.science.uu.nl/research-groups/anna-akhmanova https://www.youtube.com/watch?v=9VrO91LXPHo Een van de meest fascinerende aspecten van het leven om ons heen is de enorme diversiteit van levensvormen, van planten en dieren tot schimmels en bacteriën. Deze diversiteit geldt niet alleen voor de organismen, maar ook voor de bouwstenen van het leven: de cellen. Binnen elke cel van elk levend wezen bevindt zich een boeiende wereld van kleine en grote moleculen die het leven mogelijk maken en de cellen hun identiteit geven. Met de moderne microscopie technieken is het nu mogelijk om deze moleculen binnen onze cellen met een spectaculaire resolutie zichtbaar te maken. Je kunt zelfs zien hoe verschillende celonderdelen bewegen. Tijdens mijn college zal ik inzoomen op een specifiek cel onderdeel - het skelet van de cel. Het celskelet is een netwerk van buisjes en draadjes, die geven de cel haar vorm, zorgen voor transport binnen de cel en ook voor de capaciteit om te delen en te bewegen. Ik zal voorbeelden laten zien uit ons onderzoek naar celtranport en celbeweging. Deze processen zijn heel belangrijk – als ze verstoord raken, ontstaan er verschillende ziektes zoals Alzheimer of spierziektes. Aan de andere kant is het mogelijk om het celskelet als aangrijpingspunt te gebruiken om abnormale celdeling te remmen, bijvoorbeeld bij kanker.
3. Taal en communicatie bij mensen en dieren Hannah De Mulder Als een meerkat (een apensoort) een slang tegenkomt, gaat hij rechtop staan en produceert hij luid het ‘slangenalarm’, maar als hij een arend ziet, dan gaat hij juist liggen en maakt hij een heel ander geluid, het ‘arendalarm’. Zijn groepsgenoten weten precies wat hij bedoelt: als ze het slangenalarm horen, gaan ze allemaal staan en als ze het arendalarm horen, gaan ze allemaal liggen. Kennelijk hebben ze begrepen dat het ene geluid ‘slang’ betekent en het andere geluid ‘arend’. Dit lijkt dus wel op hoe mensen woorden gebruiken. Maar kunnen we ook echt zeggen dat meerkatten ‘taal’ hebben? De meerkat kan het over niet veel meer hebben dan over slangen of arenden, maar zelfs een mededeling als ‘gisteren zag ik een jonge arend’ is al ver buiten zijn bereik. Vergelijk dat eens met de communicatieve vermogens van de mens: wij kunnen elk onderwerp bespreken in elke mogelijke context. We kunnen het hebben over arenden en slangen, maar ook over ontvrienden en overgangsrapporten. We kunnen praten over dingen in het verleden, het heden of de toekomst, we kunnen vragen stellen of iemand nieuwe dingen leren. Kortom, wij hebben taal en meerkatten niet. Maar misschien kan een meerkat, of een ander dier, wel mensentaal leren. Kinderen kunnen in ieder geval gemakkelijk een taal leren: een baby van 12 maanden begrijpt rond de 100 woorden en kan een paar losse woorden produceren. Een paar jaar later kan het kind al uitgebreide volzinnen produceren en het meeste van wat hij hoort begrijpen. Maar ook hier blijkt er een groot verschil te zijn tussen dieren en mensen: waar kinderen gemakkelijk en snel een taal leren, komen zelfs de pienterste dieren (zoals chimpansees en bonobo’s) nooit verder dan het taalniveau van een 2,5 jarig kind, zelfs niet na jaren van intensieve training. In dit college gaan we bovenstaande fenomenen verder uitdiepen om te kunnen achterhalen waarom dieren zelf geen taal ontwikkelen en ook niet goed in staat zijn om menselijke taal te leren. Hierbij bespreken we ook wat het begrip ‘taal’ nu precies inhoudt, wat het verschil is tussen taal en communicatie en hoe de verstandelijke vermogens van mensen en dieren van elkaar verschillen, met als bedoeling dat we aan het eind van het college een beter beeld hebben van hoe de mens in elkaar zit.
4. Kennismaken met rechten. Studenten Rechten, bestuursleden en medewerker van Jongerenrechtswinkel "Wil je op een leuke manier kennismaken met rechten? En ook inhoudelijk meer aan de weet komen? Kom dan naar onze gastles. Je krijgt een beknopt overzicht van de verschillende 'stromingen': burgerlijk recht, strafrecht en bestuursrecht. Jullie gaan zelf ook flink aan de slag met verschillende casussen (praktijkvoorbeelden). Natuurlijk is er gelegenheid voor het stellen van vragen. Hopelijk tot ziens!'
5. FOOD & IDENTITY dr. Lonia Jakubowska. Dit college wordt in het Engels gegeven. You are what you eat in more than one respect. For us, humans, eating is never a “purely biological” activity. No other fundamental aspect of our behavior as a species is so encumbered by ideas as eating, which both elaborate on and deny our species origins. However, the ordinariness of food, its accessibility, our everyday need of it, and its physiological consequences make it seem less important than it is. Food is entangled with religion; it is also fundamentally connected to issues of power and meaning, and these, in turn to the issue of identity. We distinguish ourself from others by the way of acts of behavior, eating being a prominent one. What we eat and how we eat marks us as civilized or barbarian and people are often collectively defined by what they eat. Food communicates class, ideology, and personal identity. Another words, there is a rich symbolic universe that food and eating represent. The discipline of anthropology understands culture as a uniquely human phenomenon that at the same time unifies humanity and divides us from one another because of the variety in which it manifests itself. In the words of Montaigne, “each man calls barbarism whatever is not his own practice… for we have no other criterion of reason than the example and idea of the options and customs of the country we live in.” Taboos placed on eating certain foods often serve as a means of constructing identity of the self as well as that of others. In this lecture, we are going to examine the phenomenon of food taboos, their origins, histories, and meanings: why don’t the Muslims eat pigs, the Hindus don’t eat cows, and the Europeans don’t eat storks?
6. Hoe het was om niet te kunnen lezen en schrijven – en waarom het handig werd het te leren? College
wordt alleen gegeven van 9.30 – 10.45 uur
Marco Mostert Voor ons is het de gewoonste zaak van de wereld om te kunnen lezen en schrijven. We lezen de hele dag en we schrijven ook veel meer dan alleen op school. Denk maar aan je computer of aan je SMSjes. Kun je je voorstellen hoe het was om te moeten leven zonder geschreven woorden? In een tijd waarin bijna niemand kon lezen en er nog minder mensen waren die konden schrijven? Hoe onthield men toen zijn afspraken, zonder agenda’s, en hoe kon je zonder geschreven geheugensteuntjes toch verhalen en ervaringen doorgeven van generatie op generatie? De Middeleeuwen waren heel belangrijk voor de ontwikkeling van heel veel geschreven teksten zoals wij die nu nog steeds kennen. Eerst konden er maar weinigen lezen en schrijven, en het was heel duur om een boek te maken. Daar begon verandering in te komen toen het papier werd ingevoerd. En toen de boekdruk gemeengoed werd, werd het langzamerhand mogelijk dat iedereen zelf met het geschreven woord kon omgaan. Vóór het succes van lezen en schrijven was belangrijk dat je iemand aan zijn woord kon houden. Later kon je ook machtige mensen aan hun opgeschreven woorden houden, en zo je recht halen. Dat was een van de belangrijkste redenen waarom steeds meer mensen wilden leren lezen en schrijven. Je kon door die kennis je leven verbeteren.
7. Prof. dr. Emile Wennekes: ‘Beethoven: Rebelse Geest in een Revolutionaire Tijd’. College
wordt alleen
gegeven van 11.00 – 12.10 uur Ludwig van Beethoven (1770-1827) openbaarde onvermoede, nieuwe werelden van klank, vorm en structuur in genres als de pianosonate en de symfonie. Door zijn ‘adellijkheid van geest’ kon hij zich tegelijkertijd een ongekende omgang met de heersende klasse permitteren. Als gevolg van zijn toenemende doofheid kwam hij evenwel in een sociaal isolement te verkeren. Juist hierin schuilt een belangrijke reden dat men Beethoven als de muzikale personificatie van de Romantiek is gaan beschouwen. Maar hoe komen we daar nu bij? Een musicoloog heeft tal van bronnen tot zijn beschikking waarop hij uitspraken kan baseren over componisten, hun muziekwerken en hoe ze werden/worden uitgevoerd. Er zijn biografieën die een enorme kennis tentoonspreiden, maar biografieën zijn tevens producten van de tijd waarin ze zijn geschreven. De eerste notities over het leven van Beethoven bijvoorbeeld verschillen geweldig van laat-negentiende-eeuwse geschriften, die op hun beurt weer significant anders zijn dan onze hedendaagse publicaties. Iedere tijd heeft zo zijn eigen, veranderlijke ‘Beethoven’. Waar baseren we onze kennis over de man en zijn werk dan eigenlijk op? Van Beethoven weten we enorm veel en tegelijkertijd heel weinig. We weten zelfs niet wanneer hij geboren is…
8. Zelfmijdende wandelingen
College wordt alleen gegeven van 11.00 – 12.10 uur Prof. dr. Rob Bisseling, Mathematisch Instituut, faculteit Bètawetenschappen, Een zelfmijdende wandeling is een wandeling op een regelmatig rooster (zoals een schaakbord in 2D), waarbij je nooit meer op een plek terug mag komen waar je al geweest bent. Er zijn 12 zelfmijdende wandelingen van 2 stappen, maar hoeveel zijn er van 10 stappen, of van 100? Er bestaat geen formule voor het exacte aantal, en het bedenken van een goede telmethode is een hele uitdaging. Met enige fantasie kun je ook wandelen in 3D (of zelfs 4D), of op andere roosters dan het schaakbord. In deze gastles zullen we nieuwe algoritmen (rekenrecepten) leren kennen om het aantal zelfmijdende wandelingen te tellen op een aantal roosters, zowel in 2D als in hogere dimensies. We ontmoeten hierbij zogenaamde recursieve algoritmen, die zichzelf aanroepen op kleinere deelproblemen. Je gaat zelf aan de slag met een aantal eenvoudige problemen in 2D. Verder hoor je het verhaal over een geslaagde recordpoging uit 2011 samen met een Utrechtse student, waarbij we 36 stappen in 3D haalden op een supercomputer met een groot aantal rekenkernen. Zie ook: http://www.kennislink.nl/publicaties/nieuw-wiskundig-record-zelfmijdende-wandelingen
9. Why Linguistics?! ! Dr. Rosemary Orr, University College Utrecht. Dit college wordt in het Engels gegeven. In the world of a linguist, language is pretty much the study of everything! There is, of course, the formal side of studying language: what sounds a language can have; how those sounds pattern; how patterns of sounds form words; how those words can be combined to make sentences, and in the end, what do the sentences mean and how do we know that?! ! But there’s also the question of how we know what we know about language? Because you have learned English as a second language, you might find that you know more about it as a language than native speakers … because they’ve never had to think about it. So how come they can even speak it?! ! We look at what grammar really is. Is there such a thing as a double negative? Is it wrong to say “hun hebben”? Is it English to say “It is I”?! Pedantry and communication skills do not go hand in hand … you may find that some of your most dearly held beliefs have to be challenged!! ! Language is a means of communication, and quite a complex one too. Most of us, if asked, would say that we use words to communicate an idea. But actually, the words we use are often so loaded with cultural, contextual, or social influences that a sentence in one setting might mean something else altogether in another setting.! ! How do you know what is polite? When is it appropriate to swear? What does your brain do with ambiguiity? How is language ability affected by a stroke? Why does propaganda work? Does grammatical gender influence sexual equality? Can we use language to gain power over others? If your language doesn’t have a word for gezellig, can speakers of your language even be gezellig?! Can computers speak? Will robots ever have natural language? Is a programming language the same as a spoken language? Is sign language really a language at all, and do you sign differently in France than in the Netherlands?! ! To answer these kinds of questions, we have to look at neuroscience, to see what is going on the brain. We look at psychology to see what is going on with our behaviour. We study society and culture to understand stereotypes and to see how behaviour can be conditioned outside the individual. We look to biology and physics to understand the mechanisms affecting speech, hearing and perception. Finally, for a really good understanding of formal linguistics, it doesn’t hurt to be interested in computer programming, logic and mathematical puzzling.!
10. Econometrie Telefoon- en rookgedrag onder jongeren Yolanda Grift Econometristen doen onderzoek. Meestal passen ze de technieken die je leert bij econometrie toe op de economie. Maar het kan ook onderzoek zijn op een ander gebied: b.v. sociologie (sociometrie), recht (jurimetrie) of geschiedenis (cliometrie). En eigenlijk hebben al die onderzoeken veel gemeen: -
je bent nieuwsgierig naar iets dat je opgevallen is: de onderzoeksvraag je hebt een vermoeden wat er aan de hand is: theorie en hypothese je wilt je vermoeden onderbouwen met gegevens: literatuur en data en je wilt iedereen laten weten wat je hebt gevonden: het resultaat en de publicatie. Tijdens het college wil ik jullie laten zien wat er allemaal komt kijken bij het doen van economisch, kwantitatief onderzoek. Ter illustratie daarvan doen we in de klas een mini-enquête naar jullie telefoongedrag.
0
20
exp_smoking 40
60
80
Ook bekijken we de resultaten van een grootschalig, wetenschappelijk Nederlands onderzoek naar rookgedrag van jongeren. Bij dit laatste onderzoek staat de vraag centraal of er een verschil is in rookgedrag tussen jongens en meisjes. En of er een verschil is tussen leerlingen in de brugklas of in de bovenbouw. Om de resultaten van dat onderzoek goed te kunnen interpreteren, heb je een theorie nodig; in dit geval de economische theorie van het consumentengedrag. Deze theorie sluit aan bij de vraag naar goederen die jullie bij economie bestudeerd hebben. Ik zal jullie laten zien wat de theorie voorspelt en hoe dat samenhangt met het kwantitatieve onderzoek.
10
15
20
25
age
Dit college sluit aan bij het vak economie. En ook al hoef je geen 10 voor wiskunde te hebben, zonder wiskunde kun je geen economie studeren. Wiskunde A is voldoende om economie te gaan studeren.
11.
‘Verliefd op Moleculen’ Dirk Rijkers
College wordt alleen gegeven van 9.30 – 10.45 uur
Wat zijn moleculen en welke voorstelling hebben wij bij een molecuul? Wat is de structuur van een molecuul, en hoe heeft men dat onderzocht? Welke eigenschappen hebben moleculen, en hoe kunnen wij deze eigenschappen bestuderen? Waarom kleurt het ene molecuul blauw, terwijl het andere molecuul rood of geel van kleur is? Waarom is het ene molecuul niet-eetbaar, terwijl een ander molecuul juist wel deel uitmaakt van ons voedsel? Waarom wordt het ene molecuul gebruikt als medicijn, terwijl een ander molecuul uitermate giftig is? Waarom…?, zo zijn er nog genoeg andere vragen te verzinnen. Waarom zijn moleculen toch zo fascinerend?! Tijdens dit gastcollege probeer ik je uit te leggen waarom voor mij moleculen zo fascinerend zijn. Naast een stukje interactief hoorcollege doen we een moleculaire quiz, bekijk je computeranimatie(s) en molecuulbouwdozen, en doe je een aantal oefenvraagstukken. De nadruk ligt hierbij op moleculen die gebruikt kunnen worden als geneesmiddel. Zo ontdek je dat de ruimtelijke structuur van een molecuul erg belangrijk is voor de biologische activiteit. Deze ruimtelijke organisatie van de molecuul-structuur, door chemici als stereochemie aangeduid, loopt als een rode draad door het college. Je ruikt en proeft aan moleculen uit de dagelijkse praktijk (een geurstof en een zoetstof) die elkaars spiegelbeeldisomeren (enantiomeren) zijn, en je staat versteld van de verschillende effecten. Een voorbeeld: de structuur van N-methyl-1-fenyl-propaan-2-amine. Deze verbinding is een amfetamine en bootst een signaalmolecuul in onze hersenen na, en komt voor in twee enantiomere vormen: het S-enantiomeer (1), en het R-enantiomeer (2). Zoals in de figuur aangegeven, is slechts de ruimtelijke oriëntatie van de methylgroep (CH3) anders: in 1 wijst deze naar voren, terwijl in 2 de methylgroep naar achter wijst. Echter, 1 en 2 hebben een groot verschil in biologische activiteit. Verbinding 1 staat bekend als ‘crystal meth’ en wordt als ‘partydrug’ gebruikt tijdens ‘rave-feesten’. Het is erg giftig, werkt enorm verslavend en kan daarbij geheugenverlies en agressief gedrag in de hand werken. Dit staat in schril contrast met verbinding 2! Deze stof is vrij onschuldig en wordt gebruikt in Vicks neusspray bij een milde verkoudheid. Hoe komt het nu dat deze twee moleculen zo verschillen in biologische werking, met een minimaal verschil in structuur? Simpelweg fascinerend!
Figuur: De structuurformule van N-methyl-1-fenyl-propaan-2-amine in beide enantiomere vorm.
12. "Cognitieve neurowetenschap: zien doen we met onze hersenen". Prof. Dr. Serge Dumoulin De cognitieve neurowetenschap bestudeert de relatie tussen ons gedrag en onze hersenen, het is een mengsel van psychologie en neurologie. Ik zal het voornamelijk hebben over hoe we zien. Wat we zien wordt niet bepaald door onze ogen maar door onze hersenen. Hoe zien we diepte, bijvoorbeeld in een bioscoop? Hoe zien we kleuren, bestaan kleuren eigenlijk wel? Ik zal verschillende voorbeelden van situaties demonstreren waar wat we zien niet klopt. Wat we zien kan anders zijn dan wat er werkelijk in de buitenwereld plaatsvindt. Waarom is dat? Daarnaast zullen we een kijkje nemen in onze hersenen. Hoe zien we wat er gebeurt in onze hersenen zonder onze schedelpan open te maken? Wat gebeurt er met de informatie van onze ogen in de hersenen? We zullen ook bepaalde patiënten bespreken. Als je altijd blind geweest bent en je ogen worden hersteld, kun je dan zien of niet?
