Znajdź zawartość

Badacze z Uniwersytetu w Edynburgu odkryli białko, które odpowiada za podtrzymywanie dobrego stanu zdrowia oraz funkcji odcinka aksonu odpowiadającego za bezproblemowe wysyłanie sygnałów elektrycznych. Zespół podkreśla, że dzięki "wytropieniu" białka Nfasc186 będzie można lepiej zrozumieć wiele chorób neurodegeneracyjnych, w tym stwardnienie rozsiane lub demencję, a także padaczkę czy udar. W każdym z tych przypadków przesyłanie impulsów elektrycznych w obrębie układu nerwowego ulega zaburzeniu, a niezdolność prawidłowego kontrolowania ruchów może prowadzić do degeneracji mięśni. Choć aksony osiągają niekiedy imponującą długość 1 metra, za jego najważniejszą część uznaje się nieprzewyższający rozmiarami średnicy ludzkiego włosa segment początkowy aksonu, zwany też segmentem inicjującym (ang. axon initial segment, AIS). Znajduje się on tuż za wzgórkiem aksonu, w którym generowany jest potencjał czynnościowy. Szkoccy akademicy ustalili, że AIS oraz zgromadzone w jego obrębie białko odpowiadają za to, że impuls ma odpowiednie właściwości do przekazania żądanej wiadomości. W każdym momencie dziesiątki tysięcy impulsów elektrycznych przekazują informacje między neuronami naszych mózgów. Zidentyfikowanie białek, które są krytyczne dla zainicjowania potencjałów czynnościowych, może pomóc ujawnić zawiłości funkcjonowania mózgu oraz ścieżki jego ewolucji – uważa dr Matthew Nolan.

Międzynarodowy zespół fizyków dokonał przełomowego eksperymentu, który w przyszłości może posłużyć do zbudowania urządzeń mających zastąpić współczesne dyski twarde. Guido Meier z uniwersytetu w Hamburgu i jego współpracownicy użyli nanosekundowych impulsów elektrycznych do przesuwania domen magnetycznych z prędkością 110 metrów na sekundę. Dotychczas domeny udawało się przesyłać tysiąckrotnie wolniej. Do przeprowadzenia eksperymentu wykorzystano nanokable ułożone w kształcie litery U i umieszczone na krzemie. Za pomocą spolaryzowanego prądu elektrycznego przesuwano wzdłuż nich domeny magnetyczne, a ich zawartość była odczytywana przez czujniki umieszczone na tym samym kawałku krzemu. Same domeny magnetyczne były tworzone dzięki włączaniu i wyłączaniu silnego pola magnetycznego. W ten sposób w permaloju (stop żelaza i niklu, wykorzystywany m.in. do budowy dysków twardych) powstawały domeny o szerokości mniejszej niż mikron. Pomiędzy ścianami domen zamknięte były liczne atomy ustawione w tym samym kierunku. Odczyt danych odbywał się przed i po poddaniu domeny działaniu prądu elektrycznego. Wykorzystanie prądu do przesuwania domen magnetycznych nie jest nowym pomysłem. Z takim rozwiązaniem eksperymentował już w 2004 roku Stuart Parkin z IBM Almaden Research Center, który nazywał tą technologię „Racetrack” (tor wyścigowy). Otrzymane wyniki były jednak zniechęcające, gdyż domeny poruszały się zbyt wolno, by móc je wykorzystać w praktyce. Meier wyjaśnia, że prędkości domen nie da się do końca przewidzieć, gdyż ograniczają ją niedoskonałości w budowie kryształu krzemu. Prawdopodobnie to one spowodowały, iż eksperymenty IBM-a się nie udały. Obecnie osiągnięto odpowiednią prędkość. Ruch domen magnetycznych jest na tyle szybki, że wykorzystujące go urządzenie pamięci masowej działałoby bardziej wydajnie, niż obecnie stosowane dyski twarde. Ponadto taki „tor wyścigowy” nie wykorzystuje żadnych części mechanicznych, dzięki czemu byłby lżejszy, mniejszy i znacznie mniej podatny na uszkodzenia czy zużycie niż dyski twarde. Zanim jednak nowa technika zostanie w praktyce wykorzystana, naukowcy muszą poradzić sobie z niedoskonałościami krzemu. Muszą albo nauczyć się produkować doskonałe kryształy, ale być w stanie kontrolować ich niedoskonałości.