Znajdź zawartość

Wystawienie na oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez telefon komórkowy wpływa na rozwój mózgu płodu, co potencjalnie może doprowadzić do nadaktywności. Zespół z Uniwersytetu Yale prowadził badania na myszach. Wyniki badań ukazały się w Scientific Reports. To pierwszy eksperymentalny dowód, że ekspozycja płodów na fale radiowe z komórek wpływa [...] na zachowanie dorosłych - twierdzi dr Hugh S. Taylor. Nad klatką ciężarnych myszy umieszczano wyciszony telefon komórkowy, który w czasie eksperymentu nawiązywał połączenie. Gryzonie z grupy kontrolnej trzymano w takich samych warunkach, ale telefon nie działał. Amerykanie oceniali aktywność mózgu dorosłych myszy. Zbadano je też za pomocą baterii testów psychologicznych i behawioralnych. Okazało się, że zwierzęta, które jako płody poddawano oddziaływaniu promieniowania elektromagnetycznego, były hiperaktywne, miały też zmniejszoną pojemność pamięciową. Wg Taylora, jest to skutkiem zaburzenia rozwoju neuronów z kory przedczołowej. Wykazaliśmy, że u myszy problemy behawioralne przypominające ADHD są spowodowane ekspozycją na promieniowanie elektromagnetyczne telefonów komórkowych. Wzrost częstości występowania zaburzeń zachowania u dzieci może [więc] po części być skutkiem ekspozycji na fale radiowe w okresie życia płodowego. Ekipa z Yale podkreśla, że potrzebne są badania na ludziach, by określić bezpieczny poziom ekspozycji w ciąży i lepiej zrozumieć wchodzący w grę mechanizm. Tamir Aldad podkreśla, że ciąża gryzoni trwa tylko 19 dni i młode rodzą się z mniej rozwiniętym mózgiem, dlatego należy sprawdzić, czy ewentualne ryzyko byłoby podobne. By oddać potencjalną ludzką ekspozycję, w ostatnim studium wykorzystano telefony komórkowe, ale w przyszłości do bardziej precyzyjnego zdefiniowania poziomu ekspozycji posłużymy się standardowymi generatorami pola magnetycznego.

Podczas International Solid-State Circuits Conference uczeni z Uniwersytetu Stanforda zaprezentowali niewielki implant, zdolny do kontrolowania swej trasy w układzie krwionośnym człowieka. Ada Poon i jej koledzy stworzyli urządzenie zasilane za pomocą fal radiowych. Implant można więc wprowadzić do organizmu człowieka, kontrolować jego trasę i nie obawiać się, że np. wyczerpią się baterie. Takie urządzenia mogą zrewolucjonizować technologię medyczną. Ich zastosowanie będzie bardzo szerokie - od diagnostyki do minimalnie inwazyjnej chirurgii - mówi Poon. Jej implant będzie mógł wędrować przez układ krwionośny, dostarczać leki do wyznaczonych miejsc, przeprowadzać analizy, a być może nawet rozbijać zakrzepy czy usuwać płytki miażdżycowe. Naukowcy od kilkudziesięciu lat starają się skonstruować podobne urządzenie. Wraz z postępem technologicznym coraz większym problemem było zasilanie takich urządzeń. Sam implant można było zmniejszać, jednak zasilające go baterie pozostawały dość duże - stanowiąc często połowę implantu - i nie pozwalały mu na zbyt długą pracę. Potrafiliśmy znacząco zminiaturyzować części elektroniczne i mechaniczne, jednak miniaturyzacja źródła energii za tym nie nadążała. To z kolei ograniczało zastosowanie implantów i narażało chorego na ryzyko korozji baterii, ich awarii, nie mówiąc już o ryzyku związanym z ich wymianą - mówi profesor Teresa Meng, która również brała udział w tworzeniu implantu. Urządzenie Poon wykorzystuje zewnętrzny nadajnik oraz odbiornik znajdujący się w implancie. Wysyłane przez nadajnik fale radiowe indukują w cewce odbiornika prąd. W ten sposób urządzenie jest bezprzewodowo zasilane. Opis brzmi bardzo prosto, jednak naukowcy musieli pokonać poważne przeszkody. Uczeni od 50 lat myśleli o zasilaniu w ten sposób implantów, jednak przegrywali z... matematyką. Wszelkie wyliczenia pokazywały, że fale radiowe o wysokiej częstotliwości natychmiast rozpraszają się w tkankach, zanikając wykładniczo w miarę wnikania do organizmu. Fale o niskiej częstotliwości dobrze przenikają do tkanek, jednak wymagałyby zastosowania anteny o średnicy kilku centymetrów, a tak dużego urządzenia nie można by wprowadzić do układu krwionośnego. Skoro matematyka stwierdzała, że jest to niemożliwe, nikt nie próbował sprzeciwić się jej regułom. Poon postanowiła jednak przyjrzeć się wykorzystywanym modelom matematycznym i odkryła, że większość uczonych podchodziła do problemu niewłaściwie. Zakładali bowiem, że ludzkie mięśnie, tłuszcz i kości są dobrymi przewodnikami, a zatem należy w modelach wykorzystać równania Maxwella. Uczona ze Stanforda inaczej potraktowała ludzką tkankę. Uznała ją za dielektryk, czyli niejako rodzaj izolatora. To oznacza, że nasze ciała słabo przewodzą prąd. Jednak nie przeszkadza to zbytnio falom radiowym. Poon odkryła też, że tkanka jest dielektrykiem, który charakteryzują niewielkie straty, co oznacza, że dochodzi do małych strat sygnału w miarę zagłębiania się w tkankę. Uczona wykorzystała różne modele matematyczne do zweryfikowania swoich spostrzeżeń i odkryła, że fale radiowe wnikają w organizm znacznie głębiej niż sądzono. Gdy użyliśmy prostego modelu tkanki do przeliczenia tych wartości dla wysokich częstotliwości odkryliśmy, że optymalna częstotliwość potrzebna do bezprzewodowego zasilania wynosi około 1 GHz. Jest więc około 100-krotnie wyższa niż wcześniej sądzono - mówi Poon. To oznacza też, że antena odbiorcza w implancie może być 100-krotnie mniejsza. Okazało się, że jej powierzchnia może wynosić zaledwie 2 milimetry kwadratowe. Uczona stworzyła implanty o dwóch różnych rodzajach napędu. Jeden przepuszcza prąd elektryczny przez płyn, w którym implant się porusza, tworząc siły popychające implant naprzód. Ten typ implantu może przemieszczać się z prędkością ponad pół centymetra na sekundę. Drugi typ napędu polega na ciągłym przełączaniu kierunku ruchu prądu, przez co implant przesuwa się podobnie do napędzanej wiosłami łódki. Jest jeszcze sporo do udoskonalenia i czeka nas wiele pracy zanim takie urządzenia będzie można stosować w medycynie - mówi Poon.

Podczas International Solid-State Circuits Conference uczeni z Uniwersytetu Stanforda zaprezentowali niewielki implant, zdolny do kontrolowania swej trasy w układzie krwionośnym człowieka. Ada Poon i jej koledzy stworzyli urządzenie zasilane za pomocą fal radiowych. Implant można więc wprowadzić do organizmu człowieka, kontrolować jego trasę i nie obawiać się, że np. wyczerpią się baterie. Takie urządzenia mogą zrewolucjonizować technologię medyczną. Ich zastosowanie będzie bardzo szerokie - od diagnostyki do minimalnie inwazyjnej chirurgii - mówi Poon. Jej implant będzie mógł wędrować przez układ krwionośny, dostarczać leki do wyznaczonych miejsc, przeprowadzać analizy, a być może nawet rozbijać zakrzepy czy usuwać płytki miażdżycowe. Naukowcy od kilkudziesięciu lat starają się skonstruować podobne urządzenie. Wraz z postępem technologicznym coraz większym problemem było zasilanie takich urządzeń. Sam implant można było zmniejszać, jednak zasilające go baterie pozostawały dość duże - stanowiąc często połowę implantu - i nie pozwalały mu na zbyt długą pracę. Potrafiliśmy znacząco zminiaturyzować części elektroniczne i mechaniczne, jednak miniaturyzacja źródła energii za tym nie nadążała. To z kolei ograniczało zastosowanie implantów i narażało chorego na ryzyko korozji baterii, ich awarii, nie mówiąc już o ryzyku związanym z ich wymianą - mówi profesor Teresa Meng, która również brała udział w tworzeniu implantu. Urządzenie Poon wykorzystuje zewnętrzny nadajnik oraz odbiornik znajdujący się w implancie. Wysyłane przez nadajnik fale radiowe indukują w cewce odbiornika prąd. W ten sposób urządzenie jest bezprzewodowo zasilane. Opis brzmi bardzo prosto, jednak naukowcy musieli pokonać poważne przeszkody. Uczeni od 50 lat myśleli o zasilaniu w ten sposób implantów, jednak przegrywali z... matematyką. Wszelkie wyliczenia pokazywały, że fale radiowe o wysokiej częstotliwości natychmiast rozpraszają się w tkankach, zanikając wykładniczo w miarę wnikania do organizmu. Fale o niskiej częstotliwości dobrze przenikają do tkanek, jednak wymagałyby zastosowania anteny o średnicy kilku centymetrów, a tak dużego urządzenia nie można by wprowadzić do układu krwionośnego. Skoro matematyka stwierdzała, że jest to niemożliwe, nikt nie próbował sprzeciwić się jej regułom. !RCOL Poon postanowiła jednak przyjrzeć się wykorzystywanym modelom matematycznym i odkryła, że większość uczonych podchodziła do problemu niewłaściwie. Zakładali bowiem, że ludzkie mięśnie, tłuszcz i kości są dobrymi przewodnikami, a zatem należy w modelach wykorzystać równania Maxwella. Uczona ze Stanforda inaczej potraktowała ludzką tkankę. Uznała ją za dielektryk, czyli niejako rodzaj izolatora. To oznacza, że nasze ciała słabo przewodzą prąd. Jednak nie przeszkadza to zbytnio falom radiowym. Poon odkryła też, że tkanka jest dielektrykiem, który charakteryzują niewielkie straty, co oznacza, że dochodzi do małych strat sygnału w miarę zagłębiania się w tkankę. Uczona wykorzystała różne modele matematyczne do zweryfikowania swoich spostrzeżeń i odkryła, że fale radiowe wnikają w organizm znacznie głębiej niż sądzono. Gdy użyliśmy prostego modelu tkanki do przeliczenia tych wartości dla wysokich częstotliwości odkryliśmy, że optymalna częstotliwość potrzebna do bezprzewodowego zasilania wynosi około 1 GHz. Jest więc około 100-krotnie wyższa niż wcześniej sądzono - mówi Poon. To oznacza też, że antena odbiorcza w implancie może być 100-krotnie mniejsza. Okazało się, że jej powierzchnia może wynosić zaledwie 2 milimetry kwadratowe. Uczona stworzyła implanty o dwóch różnych rodzajach napędu. Jeden przepuszcza prąd elektryczny przez płyn, w którym implant się porusza, tworząc siły popychające implant naprzód. Ten typ implantu może przemieszczać się z prędkością ponad pół centymetra na sekundę. Drugi typ napędu polega na ciągłym przełączaniu kierunku ruchu prądu, przez co implant przesuwa się podobnie do napędzanej wiosłami łódki. Jest jeszcze sporo do udoskonalenia i czeka nas wiele pracy zanim takie urządzenia będzie można stosować w medycynie - mówi Poon.

Naukowcy pracujący dla firmy Philips opracowali detektory promieniowania gamma niemal całkowicie niewrażliwe na działanie fal radiowych. To ważny krok na drodze do stworzenia aparatu łączącego funkcje obrazowania z wykorzystaniem pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) oraz rezonansu magnetycznego (MRI). Pomimo ogromnej liczby zalet, PET posiada jedna zasadniczą wadę: nie może być stosowany samodzielnie. Metoda ta, polegająca na pomiarze tempa pochłaniania substancji radioaktywnej (najczęściej jest nią zmodyfikowana forma glukozy) przez różne tkanki, pokazuje bowiem wyłącznie przestrzenny rozkład miejsc, z których do aparatu dociera promieniowanie. W konsekwencji konieczne jest jednoczesne wykonanie drugiego badania, które pozwoli na nałożenie obrazu PET na mapę ciała pacjenta. Aktualny stan wiedzy i technologii sprawia, że jedynym badaniem łączonym z PET jest tomografia komputerowa, czyli tworzenie trójwymiarowych obrazów ciała na podstawie serii zdjęć rentgenowskich. Technika ta nie nadaje się jednak do obserwacji niektórych organów, takich jak choćby mózg. Właśnie dlatego trwają prace nad sprzężeniem PET z MRI - metodą, która pozwala na rozróżnienie tkanek na podstawie ich unikalnej reakcji na promieniowanie w zakresie fal radiowych. Główną trudnością związaną z połączeniem aparatów do MRI i PET jest budowa detektorów promieniowania używanych w PET. Aby prawidłowo funkcjonować, muszą one bowiem wykrywać pojedyncze fotony promieniowania gamma (to ono powstaje podczas rozpadu izotopu zawartego w zmodyfikowanej glukozie), lecz silne fale radiowe wytwarzane przez cewki wykorzystywane w MRI poważnie zakłócają ich pracę. Rozwiązaniem problemu okazało się stworzenie krzemowych płytek wzmacniających promieniowanie padające na detektory. Każdy z tych miniaturowych układów został wzbogacony o elektroniczny moduł analizujący z wyjątkową precyzją nie tylko liczbę wychwyconych fotonów, lecz także kierunek, z którego dotarły one do urządzenia. Poprawie uległa także precyzja pomiaru czasu pomiędzy kolejnymi uderzeniami fotonów. Jest to niezwykle ważne, ponieważ podczas rozpadu izotopu dochodzi do powstania pary fotonów podróżujących w niemal idealnie przeciwnych kierunkach. Im dokładniej uda się więc ustalić moment spotkania fotonów z dwoma położonymi przeciwnie względem siebie detektorami, tym większe jest prawdopodobieństwo, że wykryje się rozpad promieniotwórczy, a nie przypadkowe sygnały, których w przypadku równoczesnego działania aparatu do MRI powstaje wyjątkowo wiele. Opracowanie nowej generacji detektorów PET jest ogromnym krokiem naprzód w dziedzinie tzw. medycyny nuklearnej. Nie ma wątpliwości, że przedstawiciele Philipsa będą chcieli jak najszybciej wprowadzić hybrydę PET-MRI na rynek. Z pewnością nie będzie ona urządzeniem tanim, lecz w wielu przypadkach dopłata za poprawę jakości badania będzie bardzo opłacalną inwestycją.

Szkocka firma Wireless Fiber Systems Ltd (WFS) opracowała system komunikacji, który umożliwia bezprzewodowe radiowe przesyłanie danych w wodzie i gruncie. Dotychczas uważano, że woda i ziemia nie mogą przenosić fal elektromagnetycznych. Jednak Ian Crowther, szef Wydziału Środowiskowego i Przemysłowego w WFS mówi, że jest to możliwe. Wyjaśnia, iż próby bezprzewodowej komunikacji w wodzie prowadzono w latach 70. i 80. ubiegłego wieku. Wówczas dysponowano technologiami analogowymi, przetwarzanie sygnałów było niezadowalające, więc próby zarzucono. Upowszechniło się przekonanie, że tego typu łączność nie jest możliwa. Jednak, jak zauważa Crowther, czysta woda jest izolatorem, którego przenikalność magnetyczna wynosi około 1, a przenikalność elektryczna 80. Możliwa jest więc transmisja fal radiowych o częstotliwości mniejszej niż 1 MHz. WFS nie wynalazło żadnej nowej technologii. Firma wykorzystała już istniejące technologie do zbudowania urządzeń, które pozwalają na opłacalne bezprzewodowe komunikowanie się w w wodzie. Jednym z nich jest Seathooth, który korzysta z częstotliwości 100-200 kHz i umożliwia transmisję danych z prędkością 100 Kbps na odległość 10 metrów. Crowther mówi, że zwiększenie częstotliwości pracy urządzenia pozwoli na osiągnięcie prędkości 1 Mb/s, a w przyszłości niewykluczona jest prędkość transmisji rzędu 10 megabitów na sekundę. Innym oferowanym urządzeniem jest "SeaText". Posługuje się ono częstotliwościami rzędu kilkunastu kiloherców i przesyła dane z prędkością 100 bitów na sekundę na odległość do 30 metrów. Jako, że powietrze lepiej przewodzi fale radiowe, czujnik umieszczony w płytkim zbiorniku lub w wodzie w pobliżu brzegu morskiego będzie w stanie komunikować się na odległość kilkuset metrów z odbiornikiem pracującym nad wodą. Urządzenia WFS można zatem stosować zarówno do monitorowania stanu wybrzeża, jakości wody, do sterowania podwodnymi robotami czy do komunikacji pomiędzy okrętami podwodnymi. Jako, że przesyłają one też dane przez grunt, możliwe jest użycie ich do monitorowania stanu podziemnych instalacji. Biorąc pod uwagę czas i stopień skomplikowania oraz koszt związany z instalacją okablowania w różnych zastosowaniach, użycie bezprzewodowych produktów może być interesującą alternatywą.

Gerard Cox i zespół z McMaster University w Hamilton skonstruowali urządzenie, które za pomocą fal radiowych podgrzewa mięśnie dróg oddechowych pacjentów z astmą, znacznie łagodząc objawy chorobowe. W ciągu rocznych testów już tylko 3 sesje z wykorzystaniem tego urządzenia zmniejszały o połowę liczbę łagodnych, czyli niewymagających hospitalizacji, ataków. Lekarze uważają, że w ten sposób zostaje złagodzony stan zapalny w oskrzelach, można więc zmniejszyć dawkę lub wyeliminować leki steroidowe. Kanadyjczycy zebrali 112 dorosłych ze średnio nasiloną i ciężką astmą. Gdy pojawiały się problemy z oddychaniem, wszyscy przyjmowali wziewnie steroidy oraz inne leki. Połowa wolontariuszy wzięła ponadto udział w 3 sesjach z zastosowaniem fal radiowych. Aby uniknąć dyskomfortu, odbywały się one w łagodnym znieczuleniu. Procedurę nazwano termoplastyką oskrzelową. Wprowadzany przez nos lub usta cewnik ma sięgnąć płuc. Gdy znajdzie się już we właściwym miejscu, jego czubek jest rozgrzewany za pomocą fal radiowych. Na 10 sekund temperatura tkanki mięśniowej dróg oddechowych osiąga temperaturę 65°C. Cewnik jest pomału wyciągany, aby podgrzewać znajdujące się coraz wyżej pierścienie oskrzeli. Sesje terapeutyczne zmniejszają ilość mięśni gładkich układu oddechowego. W jaki sposób? Tego dokładnie nie wiadomo. Mięśnie gładkie stanowią rusztowanie podpierające drogi oddechowe, pomagają w oczyszczaniu ich ze śluzu oraz utrzymują je otwarte, umożliwiając przepływ powietrza. U astmatyków występuje zbyt dużo mięśni gładkich, co przyczynia się do rozwoju stanu zapalnego i zwężenia światła oskrzeli. Pod koniec rocznych testów urządzenia okazało się, że osoby, które przeszły termoplastykę oskrzelową, donosiły o 10 łagodnych atakach. Było to o ok. 50% mniej niż w przypadku osób przyjmujących tylko i wyłącznie leki. Pacjenci, którzy przeszli eksperymentalne leczenie, mogli się cieszyć średnio 146 dniami bez objawów choroby, a pozostali tylko 62. Cox wspomina, że w trakcie eksperymentu odnotowano zbyt mało silnych ataków astmy, by stwierdzić, czy termoplastyka ma istotny statystycznie wpływ także na nie. Kanadyjczycy wspominają, że nie tylko zażywanie wziewnych steroidów może wywoływać skutki uboczne (np. infekcje jamy ustnej). Zdarza się, że termoplastyka wpływa na tworzenie się tkanki bliznowatej. Eksperci zwracają uwagę, że średnica cewnika nie pozwala na jego wprowadzenie do odgałęzień, których średnica nie przekracza 3 mm. Badania sfinansowała firma Asthmatx.