Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'ruch' .
Znaleziono 68 wyników
-
W jaki sposób mózg decyduje, jak najlepiej poruszać naszym ciałem? Okazuje się, że dla układu nerwowego to spore wyzwanie, gdyż mamy setki mięśni, które muszą być koordynowane setki razy na sekundę, a liczba możliwych wzorców koordynacji, z których musi wybierać mózg, jest większa niż liczba ruchów na szachownicy, mówi profesor Max Donelan z kanadyjskiego Simon Fraser University. Donelan i jego zespół badali, w jaki sposób ciało adaptuje się d nowych ruchów. A ich badania mogą mieć znaczenie zarówno dla treningu sportowców, jak i rehabilitacji niepełnosprawnych. Naukowcy zauważają, że bardzo często doświadczamy zmian zarówno w naszym organizmie, jak i w środowisku zewnętrznym. Być może lubisz biegać w niedzielę rano, Twoje mięśnie będą tym bardziej zmęczone im dłuższy dystans przebiegniesz. A może w czasie wakacji biegasz po plaży, gdzie podłoże jest luźne i nierówne w porównaniu z chodnikiem, po którym codziennie chodzisz. Od dawna jesteśmy w stanie rejestrować zmiany w sposobie poruszania się, ale dotychczas chyba nie docenialiśmy, w jaki sposób nasz organizm do takich zmian się adaptuje, stwierdza Donelan. Chcąc przyjrzeć się tym zmianom kanadyjscy neurolodzy podjęli współpracę z inżynierami z Uniwersytetu Stanforda, którzy specjalizują się w tworzeniu egzoszkieletów. Badania kanadyjsko-amerykańskiego zespołu przyniosły bardzo interesujące wyniki. Okazało się, że system nerwowy, ucząc się wzorców koordynacji nowych ruchów, najpierw rozważa i sprawdza wiele różnych wzorców. Stwierdzono to, mierząc zmienność zarówno samego ruchu ciała jako takiego, jak i ruchów poszczególnych mięśni i stawów. W miarę, jak układ nerwowy adaptuje się do nowego ruchu, udoskonala go, a jednocześnie zmniejsza zmienność. Naukowcy zauważyli, że gdy już nasz organizm nauczy się nowego sposobu poruszania się, wydatek energetyczny na ten ruch spada aż o 25%. Z analiz wynika również, że organizm odnosi korzyści zarówno z analizy dużej liczby możliwych wzorców ruchu, jak i ze zmniejszania z czasem liczby analizowanych wzorców. Zawężanie poszukiwań do najbardziej efektywnych wzorców pozwala bowiem na zaoszczędzenie energii. Zrozumienie, w jaki sposób mózg szuka najlepszych sposobów poruszania ciałem jest niezwykle ważne zarówno dla ultramaratończyka, przygotowującego się do biegu w trudnym terenie, jak i dla pacjenta w trakcie rehabilitacji po uszkodzeniu rdzenia kręgowego czy wylewu. Na przykład trener, który będzie wiedział, w którym momencie organizm jego podopiecznego zaadaptował się do nowego programu treningowego, będzie wiedział, kiedy można wdrożyć kolejne nowe elementy. A twórcy egzoszkieletów pomagających w rehabilitacji dowiedzą się, w którym momencie można przed pacjentem postawić nowe zadania, bo dobrze opanował wcześniejsze. « powrót do artykułu -
Specjalistom z University of Minnesota udało się powstrzymać komórki nowotworowe przed rozprzestrzenianiem się oraz zbadać w jaki sposób zostały one powstrzymane. Od lat wiadomo, że komórki nowotworowe rozprzestrzeniają się po określonych trasach. Wykorzystują swoiste „autostrady” do ruchu wewnątrz guza oraz, po jego opuszczeniu, po naczyniach krwionośnych i tkankach. Osoby, u których występuje duża liczba takich „autostrad” mają mniejsze szanse na przeżycie choroby. Dotychczas nie wiedziano, w jaki sposób komórki nowotworowe rozpoznają te drogi i jak się po nich poruszają. Uczeni z University of Minnesota badali w warunkach laboratoryjnych sposób przemieszczania się komórek raka piersi i wykorzystywali różne leki, próbując powstrzymać ich ruch. Okazało się, że gdy zaburzyli mechanizm, który zwykle pozwala komórkom na poruszanie się, nagle komórki nowotworowe zaczęły poruszać się jak bezkształtna galaretowata masa. Komórki nowotworowe są bardzo podstępne. Nie spodziewaliśmy się, że zmienią sposób poruszania się. To wymusiło na nas zmianę taktyki tak, by jednocześnie zablokować oba rodzaje ruchu. Dopiero wówczas przestały się poruszać i pozostały w miejscu, mowi jeden z autorów badań, profesor Paolo Provenzano. Przerzuty są przyczyną śmierci 90% osób umierających na nowotwory. Jeśli udałoby się zablokować ruch komórek, pacjenci i lekarze zyskaliby więcej czasu na wdrożenie skutecznego leczenia. Kolejnym krokiem badań będzie rozszerzenie eksperymentów na badania na zwierzętach. Mają nadzieję, że w ciągu kilku lat uda im się rozpocząć badania kliniczne na ludziach. Chcą też badać interakcje leków z komórkami nowotworowymi i ewentualne efekty uboczne. Naszym ostatecznym celem jest znalezienie sposobu na całkowite zablokowanie ruchu komórek nowotworowych i zwiększenie ruchliwości komórek układu odpornościowego, by te zwalczały nowotwór, mówi Provenzano. « powrót do artykułu
-
Pingwiny cesarskie (Aptenodytes forsteri) są w stanie przetrwać trudną antarktyczną zimę, ponieważ zbijają się w ciasne grupy. Naukowców od lat zastanawiało jednak, co z osobnikami pozostającymi na flankach: przecież nie może im być równie ciepło jak ptakom stojącym w samym centrum. Nagranie poklatkowe ujawniło jednak, że pingwiny niepostrzeżenie się przemieszczają i w związku z tym struktura grupy stale się przebudowuje. Naukowcy porównali to zjawisko do fali meksykańskiej. Nagranie powstało na Ziemi Królowej Maud, gdzie temperatury spadają niekiedy do -45 stopni Celsjusza, a wiatry osiągają prędkość 180 km/h. Gdy panują takie warunki pogodowe, pingwiny cesarskie zbijają się w grupy. Nie chodzi przy tym wyłącznie o ogrzanie, ponieważ A. forsteri są jedynymi kręgowcami, które rozmnażają się w czasie arktycznej zimy i muszą wtedy wysiadywać jaja. Zanim naukowcy z międzynarodowego zespołu opublikowali wyniki opisywanego studium, sądzono, że pingwiny są zbyt ciasno upakowane, by jakikolwiek ruch był w ogóle możliwy. Kamery, które przez kilka godzin wykonywały zdjęcia co 1,3 s, ujawniły jednak, że to nieprawda. Przez większość czasu kolonia pozostawała w bezruchu, ale co 30-60 sekund jeden pingwin bądź grupa ptaków zaczynała się przemieszczać - tylko nieznacznie - tłumaczy dr Daniel Zitterbart z Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. Ruchy te rozprzestrzeniały się po całej kolonii jak fala. Akademicy podkreślają, że skoordynowany ruch jest tak subtelny, że w czasie rzeczywistym nie można go dostrzec. Nie da się jednak ukryć, że w dłuższej perspektywie ma on ogromny wpływ na strukturę grupy. Gdy ptaki przesuwają się naprzód, mniejsze osobniki mogą skorzystać z okazji i np. wniknąć pomiędzy większe. Na nagraniu widać też, że gdy fala dociera do czoła kolonii, niektóre pingwiny odrywają się od reszty i przechodzą na tył grupy.
-
Ćwiczenia błyskawicznie zmieniają ekspresję genów
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Zdrowie i uroda
Gdy zdrowa, ale nieaktywna osoba zacznie się ruszać, błyskawicznie zmienia się ekspresja genów w mięśniach szkieletowych. Naukowcy z Karolinska Institutet podkreślają, że to kwestia minut i wystarczy godzina ćwiczeń, by wzrosła aktywność genów wspomagających rozkład tłuszczów (Cell Metabolism). Nasze mięśnie są naprawdę plastyczne - twierdzi prof. Juleen Zierath. Szwedzi wykazali, że w DNA pobranym z mięśni szkieletowych ludzi, którzy właśnie ćwiczyli, jest mniej grup metylowych niż przed ćwiczeniami. Zmiany zachodzą w obrębie pasm DNA stanowiących "lądowisko" dla czynników transkrypcyjnych, które biorą udział we włączaniu genów odpowiedzialnych za adaptację mięśni do aktywności fizycznej. Badając zmiany epigenetyczne zachodzące wskutek forsownych ćwiczeń, Zierath, Romain Barrès i inni wykonali biopsje mięśnia udowego 8 mężczyzn, którzy prowadzili raczej siedzący tryb życia. Okazało się, że grupa metylowa zniknęła z kilku genów zaangażowanych w metabolizm tłuszczów. Demetylacja pozwalała na produkcję większej ilości białek. Zespół uważa, że za zaobserwowane zjawisko może odpowiadać uwalnianie jonów wapnia przez retikulum endoplazmatyczne komórek mięśniowych (ER zachowuje się tak pod wpływem potencjału czynnościowego, tutaj wywołanego ćwiczeniami). Kiedy pobrane próbki wystawiono na oddziaływanie kofeiny, która zwiększa poziom wapnia w mięśniach, także zaszła demetylacja. Zierath nie zaleca jednak zastępowania ruchu filiżanką kawy, bo mała czarna nie zapewnia pozostałych korzyści wynikających z ćwiczenia. Od jakiegoś czasu wiadomo, że ćwiczenia wywołują w mięśniach zmiany, w tym nasilenie metabolizmu cukrów i tłuszczów. My odkryliśmy, że najpierw zachodzą zmiany w metylacji. Co ciekawe, kiedy w laboratorium doprowadzano do skurczów mięśni, zachodziły identyczne zmiany epigenetyczne. -
Chcąc zbadać, w jaki sposób orangutany maksymalizują wydajność energetyczną ruchu, naukowcy z Uniwersytetu w Birmingham korzystają z pomocy freerunnerów. Skonstruowano makietę drzewnego habitatu - rodzaj poligonu ćwiczebnego. Freerunnerzy będą naśladowali 3 podstawowe ruchy małp: wspinanie, ponieważ zwierzęta muszą się wtedy przeciwstawiać sile ciążenia, bujanie między drzewami oraz skakanie, które choć efektywne energetycznie, jest stosowane jedynie w ostateczności. Dr Susannah Thorpe ma nadzieję, że odkrycia dotyczące konsumpcji energii uda się jakoś przełożyć na poprawę ludzkich osiągnięć. "Metody pomiaru energetyki lokomocji naczelnych są ograniczone. Większość danych pochodzi z modeli matematycznych. My proponujemy nową i bardziej bezpośrednią technikę oceny, jak koszty nadrzewnego przemieszczania się orangutanów są modulowane przez środowisko". Ludzie będą nosić 2 typy urządzeń: 1) respirometr do pomiaru zużycia tlenu oraz 2) przyspieszeniomierz z trybem zapisu danych. Biorąc pod uwagę płynną naturę i szeroki zakres ruchów małp, profesjonalni freerunnerzy wydają się świetnymi obiektami do badań. Brytyjczycy zamierzają stwierdzić, jak wydatkowanie energii zmienia się przy różnych typach lokomocji, różnej znajomości habitatu i różnym stopniu ustępowania gałęzi pod naporem ciała. Znajomość wymogów środowiskowych orangutanów to kwestia kluczowa dla właściwej ochrony gatunku oraz planowania reintrodukcji.
-
Często słyszy się, że telewizja to złodziej czasu, który można by przeznaczyć na ćwiczenia czy kontakty z innymi ludźmi. Okazuje się, że w kwestii poprawy formy da się coś zrobić, wystarczy maszerować w miejscu po rozpoczęciu przerwy reklamowej (Medicine & Science in Sports & Exercise). Naukowcy z University of Tennessee badali grupę 23 kobiet i mężczyzn w wieku 18-65 lat. W studium uwzględniono osoby reprezentujące różne kategorie wskaźnika masy ciała (BMI). Sprawdzano, ile kalorii ulega spaleniu podczas leżenia, siedzenia, stania, chodzenia w miejscu i marszu na bieżni z prędkością ok. 5 km/h. W drugiej części eksperymentu ci sami badani na siedząco oglądali przez godzinę telewizję albo spędzali przed nim tyle samo czasu, wykorzystując przerwy reklamowe na marsz w miejscu. Dzięki krokomierzom można było zliczać kroki. Chodząc w miejscu w czasie reklam, ochotnicy spalali średnio 148 kilokalorii. Ustalono, że w ciągu mniej więcej 25 minut przeciętnie wykonywali 2111 kroków. Godzinne ćwiczenia na bieżni pozwalały zużyć średnio 304 kilokalorie. Niestety, więźniowie kanap i foteli nie wypadali najlepiej. Po 60 min oglądania stamtąd telewizji spalali zaledwie 81 kcal. Co więcej, nie odnotowano istotnych statystycznie różnic w liczbie spalonych kalorii między odpoczynkiem a oglądaniem TV na siedząco (79 vs. 81 kcal). Zespół z Knoxville uważa, że sygnał rozpoczęcia bloku reklamowego może być dobrą wskazówką, że trzeba wstać i trochę się poruszać. Znany dżingiel warto potraktować jako element środowiska, który pomaga w wykształceniu korzystnych dla zdrowia nawyków.
-
Bez wspólnego celu nie ma co liczyć na naśladownictwo
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Psychologia
Ludzie nieświadomie naśladują ruchy rozmówcy, ale prawdopodobieństwo mimikry zależy od tego, czy obu połówkom tandemu przyświeca ten sam cel. Jeśli jedna osoba ma ochotę na kawę, a drugiej w głowie przechadzka, ich gesty raczej się do siebie nie upodobnią... Sasha Ondobaka z Radboud University w Nijmegen przeprowadził eksperyment, który miał pomóc w ustaleniu, jak silny pociąg do naśladownictwa odczuwają badani, w zależności od tego, czy przyświeca im ten sam, czy inny cel niż partnerowi. Siedząc naprzeciw siebie, ochotnik i eksperymentator grali w karty. W stole między nimi zamontowano ekran dotykowy. Pierwsze dwie karty wyświetlały się przed psychologiem, który wybierał albo wyższą, albo niższą z nich. Później 2 karty pojawiały się przed badanym. W niektórych 16-rozgrywkowych seriach uczestnikom mówiono, by naśladowali eksperymentatora, w innych mieli postępować odwrotnie. Wszystkich instruowano, by działali jak najszybciej i najdokładniej. Okazało się, że kiedy ludzie mieli wybierać tak samo jak partner, wykonywali szybszy ruch, gdy sięgali w tym samym kierunku co on. Kiedy cele były różne (należało stawać okoniem), ruch stanowiący odzwierciedlenie posunięcia psychologa nie ulegał przyspieszeniu. Wniosek: naśladujemy, jeśli zależy nam na tym samym, co komuś. W innym razie skupiamy się na własnych sprawach. -
Zwykle mówi się, że odchudzanie powinno polegać na zmianie diety na zdrowszą i regularnym ruchu, tymczasem psycholodzy z Uniwersytetu w Waterloo w Kanadzie przekonują, że pomoże 15-minutowe ćwiczenie na początku, w dodatku nie fizyczne, lecz pisemne... Zespół Christine Logel zauważył, że kobiety, które na początku odchudzania opisały najistotniejsze dla siebie wartości, straciły w następnych miesiącach więcej kilogramów niż panie, które tego nie zrobiły (grupa kontrolna). Wytłumaczono to w ten sposób, że kiedy coś zagraża integralności ja, możemy wykorzystać pewne informacje jako bufor. W ramach eksperymentu naukowcy zebrali grupę 45 studentek, których indeks masy ciała wynosił 23 lub więcej (waga w normie to BMI równe 18,5-24,9). Pięćdziesiąt osiem procent kobiet miało nadwagę lub cierpiało na otyłość. Uczestniczkom studium przedstawiono listę wartości; znalazły się wśród nich kreatywność, związki z rodziną i przyjaciółmi czy religia. Należało uszeregować wartości pod względem wagi. Później połowie kobiet dano kwadrans na napisanie eseju o najwyżej cenionej wartości. Reszta pisała o tym, dlaczego wartości, które uplasowały się na dole ich własnej listy, mogą być istotne dla kogoś innego. Kobiety wracały od 1 do 4 miesięcy później i były ważone. Te piszące o swoich wartościach schudły średnio 1,5 kg, a przedstawicielki grupy kontrolnej przytyły średnio 1,2 kg. Logel sądzi, że dobrze myśląc o sobie, można wyłamać się ze schematu (pokonać procesy rekurencyjne). Następnego dnia łatwiej już nie sięgnąć po kaloryczną przekąskę, a na przestrzeni kilku miesięcy dokonuje się prawdziwa przemiana. Nie wiadomo, czy metoda myślenia o wartościach sprawdzi się u każdego i co będzie, gdy ludzie w pełni świadomie postanowią opisać ważne dla siebie rzeczy, by zrobić dla siebie (i innych) coś dobrego...
-
Ryby w ławicach pływają jak jeden organizm bez jakichkolwiek kolizji, ponieważ przestrzegają prostych zasad przypominających te, które obowiązują w ruchu drogowym. Biolodzy stwierdzili, że ryby w większych grupach podejmują lepsze decyzje niż ryby z mniej licznych stad. Zespół doktoranta Jamesa Herberta-Reada z Uniwersytetu w Sydney prowadził eksperymenty na gambuzjach kropkowanych (Gambusia holbrooki). Filmowano, co robią grupy składające się z 2, 4 i 8 osobników, które na pięć minut wpuszczano na kwadratową arenę. Ich zachowanie przeanalizowano za pomocą oprogramowania do śledzenia kierunku i prędkości ruchu. Wzorce w zgromadzonych danych zidentyfikowano w ramach modelu zwanego sztuczną siecią neuronową. Choć ruchy ryb, które co chwilę dokonują np. gwałtownego zwrotu, wydają się skomplikowane, to jednak tylko pozory. W rzeczywistości obowiązują tylko 3 zasady: 1) przyspieszaj w kierunku sąsiada, który jest daleko od ciebie, 2) zwalniaj, gdy sąsiad jest dokładnie przed tobą, 3) reaguj wyłącznie na najbliższego sąsiada. Siły przyciągania są istotne dla zapewnienia grupie spójności, a wzajemne odpychanie jest mediowane głównie za pośrednictwem regulacji prędkości: zwalniam, gdy ktoś jest przede mną i przyspieszam, gdy ktoś może we mnie z tyłu uderzyć. Niektóre z tych stwierdzeń, np. dostosowywanie się tylko do najbliższego sąsiada, przeczą klasycznym modelom kolektywnego zachowania zwierząt, w przyszłości trzeba więc chyba będzie odpowiedzieć na pytanie, jak naprawdę organizmy organizują się i przemieszczają. Herbert-Read podkreśla, że skoro ryby (nawet na etapie wprawiania się w pływaniu w ławicy) nie tworzą korków, warto wdrożyć ich reguły w systemach regulowania ruchu drogowego. http://www.youtube.com/watch?v=tZcgA7BQYpk
-
Niewykluczone, że w przyszłości uszkodzone naczynia krwionośne będą nam naprawiać samonapędzające się mikromaszyny przypominające pająki. Stworzył je Ayusman Sen z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii. W jego wydaniu składają się one z podzielonych na połówki złotą i krzemionkową sfer. Sfery o średnicy mniejszej niż jeden mikrometr są napędzane za pomocą dołączonego do połówki z ditlenku krzemu katalizatora Grubbsa. Po umieszczeniu "pająków" w roztworze norbornenu (monomeru) katalizator Grubbsa przyspiesza reakcję metatetycznej polimeryzacji cykloolefin z otwarciem pierścienia (ROMP), w wyniku której z norbornenu powstaje polinorbornen. Ostatecznie wokół złotej połówki znajduje się o wiele więcej monomeru. Wzrost gradientu osmotycznego prowadzi do przepływu rozpuszczalnika na złotą stronę (naukowcy wyliczają, że wskaźnik dyfuzji wzrasta nawet do 70%), co skutkuje wprawieniem sfery w ruch. Sen i inni kontrolowali ruch sfer, umieszczając w rogach zbiornika grudki żelu nasączonego norbornenem. W przyszłości Amerykanie chcą opracować mikropająki, które będą napędzane związkami występującymi w ludzkim organizmie, np. glukozą. Sen widzi dla nich różne zastosowania: od sklejania szczelin w ścianie naczyń po wykrywanie nowotworów.
-
Umiarkowanie nasilone oraz intensywne codzienne ćwiczenia mogą zastąpić drugi z antydepresyjnych leków, który często przepisuje się, gdy pierwszy nie doprowadził do ustąpienia objawów. Naukowcy z University of Texas Southwestern Medical Center (UT Southwestern) zauważyli, że tego typu schemat sprawdza się aż w 50% przypadków. Studium, w którym uczestniczyli również specjaliści z Instytutu Coopera w Dallas, rozpoczęło się w 2003 roku i trwało 4 lata. Wiele osób przechodzących farmakoterapię antydepresyjną odczuwa poprawę po rozpoczęciu leczenia, ale nie czuje się zupełnie dobrze ani choćby tak dobrze jak w okresie przed zachorowaniem na depresję. Nasze studium pokazuje, że ćwiczenia mogą być równie skuteczne, co dodanie do pierwszego leku kolejnego preparatu antydepresyjnego. Sporo ludzi wolałoby się gimnastykować niż zażywać następny lek, zwłaszcza że jak udowodniono, ćwiczenia wywierają pozytywny wpływ na ogólny stan zdrowia – wyjaśnia dr Madhukar Trivedi. W badaniu uwzględniono chorych ze zdiagnozowaną depresją w wieku od 18 do 70 lat (średni czas trwania choroby wynosił 7 lat). Mimo zastosowania selektywnych inhibitorów zwrotnego wychwytu serotoniny, nie doszło u nich do pełnej remisji. Osoby wylosowane do próby podzielono na dwie grupy. W ciągu 3 miesięcy każda z nich wykonywała ćwiczenia o różnej intensywności zarówno w Instytucie Coopera pod czujnym okiem trenerów, jak i u siebie w domu. Pacjenci ćwiczyli na bieżni i/lub na ergometrze rowerowym. Naukowcy poprosili ich o prowadzenie dzienniczków internetowych, w których należało zapisywać częstotliwość oraz intensywność ćwiczeń. Podczas gimnastyki w domu badani nosili pulsometry. Okazało się, że do końca 12-tygodniowego okresu pełna remisja wystąpiła u 30% przedstawicieli obu grup. U 20% odnotowano znaczącą poprawę. Zespół lekarsko-trenerski stwierdził, że dla kobiet z rodzinną historią chorób psychicznych najlepsze są ćwiczenia o umiarkowanej intensywności, a dla pań bez rodzinnej historii psychoz ćwiczenia intensywne. W przypadku mężczyzn bez względu na wszystko zawsze najkorzystniejsze były ćwiczenia intensywne.
-
Międzynarodowy zespół naukowców badał mózg człowieka doświadczającego zjawiska doliny niesamowitości. Ludziom, którzy oglądali nagrania wideo 1) androida Repliee Q2, który wzbudzał w nich odrazę/lęk, 2) człowieka oraz 3) robota wyglądającego jak robot, wykonywano funkcjonalny rezonans magnetyczny. Wyniki sugerują, że przyczyną nieprzyjemnych wrażeń w zetknięciu z androidem jest niezgodność pomiędzy wyglądem a ruchami. Ayse Pinar Saygin z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego postanowiła sprawdzić, czy układ postrzegania działania (ang. action perception system, APS) jest bardziej dostrojony do ludzkiego wyglądu czy ruchu. Zbadano 20 osób w wieku od 20 do 36 lat, które nie pracowały z robotami i nie wyjeżdżały do Japonii, gdzie częściej można spotkać roboty i gdzie cieszą się one większą akceptacją społeczną. Ze studium wykluczono też ludzi, którzy mieli przyjaciół lub rodzinę w Kraju Kwitnącej Wiśni. Ochotnikom pokazano 12 filmów z Repliee Q2, która wykonywała codzienne czynności: machała, sięgała po szklankę z wodą lub podnosiła kartkę ze stołu. Wyświetlano także filmy z osobą, na której wyglądzie wzorowano androida. Wykonywała ona te same czynności, co Repliee Q2, podobnie zresztą jak uproszczona wersja androida (pozbawiono ją wierzchniej warstwy, widać było przewody, metalowe łączenia itp.). Pojawiał się więc człowiek wyglądający i poruszający się jak człowiek, robot wyglądający jak człowiek, lecz wykonujący mechaniczne ruchy i robot wyglądający i działający jak robot. Na początku eksperymentu, jeszcze poza skanerem MRI, wolontariuszom pokazano po jednym filmie z każdego scenariusza i powiedziano, kto jest kim. Podczas oglądania androida w obu półkulach rozświetlała się część płata ciemieniowego, która łączy korę wzrokową przetwarzającą ruchy ciała z rejonem kory ruchowej zawierającym neurony lustrzane. Wg naukowców, mózg uaktywniał się, wykrywając niezgodność między ludzkim wyglądem a ruchem w stylu robota. Mózg nie wydaje się nastawiony na zwracanie szczególnej uwagi na sam biologiczny wygląd lub biologiczny ruch. Wydaje się za to, że sprawdza, czy zostają spełnione oczekiwania, czyli czy wygląd i ruch są odpowiednie. Gdy androidy staną się bardziej popularne, niewykluczone, że nasz mózg się do nich przyzwyczai i zestawienie biologiczny wygląd-mechaniczny ruch nie będzie traktowane jako niespójność. Saygin uważa, że badanie mózgowych reakcji potencjalnych odbiorców androida pozwoli w przyszłości zaoszczędzić pieniądze, które w innym razie wydano by na źle odbierane projekty. Obecnie trwają prace nad tańszym od rezonansu magnetycznego EEG. Podczas eksperymentów naukowcy postarają się wskazać istotne elementy zapisu aktywności elektrycznej (m.in. odpowiedniki zwiększonej aktywności płatów ciemieniowych).
-
Rytm gamma, który powstaje m.in. w krytycznym dla uczenia się i zapamiętywania hipokampie, staje się silniejszy, gdy ciało szybciej się porusza, czyli np. podczas biegu. Prof. Mayank Mehta z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles zastosował specjalne mikroelektrody, które pozwalały na monitorowanie fal gamma. Okazało się, że rytm gamma stawał się silniejszy, gdy wzrastała prędkość biegu. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki temu odkryciu uda się przybliżyć do zrozumienia funkcji mózgu niezbędnych do uczenia i nawigowania. Wyniki eksperymentu opisano w artykule, który ukazał się w piśmie PLoS ONE. Hipokamp szybko utrwala fakty związane z doświadczeniami. Podczas snu te czasowe wspomnienia ulegają konsolidacji i są przenoszone do innych części mózgu, gdzie będą przechowywane. Neurony w hipokampie utrwalają też dane związane z położeniem w przestrzeni. Amerykanie porównują mózg do orkiestry. Rytm gamma to grające stale skrzypce, naznaczone neuronalnymi impulsami podobnymi do uderzeń perkusji - opowiada Zhiping Chen. Sygnały mózgowe to połączenie wielu rytmów i impulsów neuronów z różnych rejonów. Wyzwaniem jest odniesienie języka mózgu do zachowania. Prawa biofizyczne rządzące pojedynczym neuronem są dość dobrze znane. Nie wiemy natomiast, jak miliardy neuronów ze sobą oddziałują i tworzą umysł - dodaje Mehta. Chen podkreśla, że hipokamp jest niezbędny dla nawigowania w przestrzeni. Komórki hipokampa kodują informacje o pozycji, jednak nie wystarczy wiedzieć, gdzie jesteśmy, trzeba jeszcze mieć świadomość, jak szybko idziemy. Doszliśmy więc do wniosku, że dane nt. prędkości koduje odrębny sygnał mózgowy - wyjaśnia Chen. Podczas eksperymentu mierzono sygnały setek mysich neuronów. Do mikroelektrod podłączono przewody 20-krotnie cieńsze od ludzkiego włosa. W ciągu dnia zespół zdobywał w ten sposób prawie 100 gigabajtów danych. Analiza doprowadziła do nieoczekiwanych wniosków. Okazało się bowiem, że występujący podczas uczenia rytm gamma nasilał się, gdy gryzonie zaczynały się szybciej poruszać. Co prawda rzadko natrafia się na tak klarowny związek, jednak Mehta zaznacza, że jest za wcześnie, by twierdzić, że aktywność fizyczna może wpłynąć na proces uczenia. Badania Kalifornijczyków potwierdziły za to ostatnie przypuszczenia naukowców, że fale gamma (skądinąd najszybsze z fal mózgowych) dzielą się na szybkie i wolniejsze sygnały powstające w oddzielnych częściach mózgu. Ku naszemu zaskoczeniu w miarę wzrostu prędkości sygnały stawały się coraz bardziej różne [wyodrębnione] - wyjawia Mehta. W ramach studium Mehta i Chen współpracowali ze specjalistami z Florydzkiego Instytutu Maxa Plancka oraz Instytutu Badań Medycznych Maxa Plancka w Heidelbergu.
-
Tłuszcz wisceralny, który odkłada się wokół narządów wewnętrznych, jest groźniejszy dla zdrowia od tłuszczu podskórnego. Naukowcy z Wake Forest Baptist Medical Center zauważyli jednak, że ten pierwszy można z powodzeniem zwalczać, zwiększając ilość spożywanych rozpuszczalnych włókien oraz angażując się w umiarkowaną aktywność fizyczną. Amerykanie zauważyli, że na każdy 10-gramowy wzrost ilości rozpuszczalnych włókien zjadanych dziennie przypadał w ciągu 5 lat 3,7-proc. spadek ilości tłuszczu śródbrzusznego. Dodatkowo aktywność fizyczna prowadziła do 7,4-proc. spadku wskaźnika akumulacji tłuszczu wisceralnego w tym samym okresie. Wiemy, że większa ilość tłuszczu wisceralnego wiąże się z wyższym ciśnieniem krwi, cukrzycą i stłuszczeniem wątroby. Nasze studium wykazało, że wdrożenie kilku drobnych zmian może mieć ogromny wpływ na zdrowie - przekonuje dr Kristen Hairston. Dziesięć gramów rozpuszczalnych włókien znajdziemy w dwóch małych jabłkach, jednym kubku zielonego groszku czy 1/2 kubka fasoli zwykłej. Co naukowcy rozumieją przez umiarkowaną aktywność? Z artykułu opublikowanego na łamach pisma Obesity wynika, że chodzi im o energiczne gimnastykowanie się przez pół godziny 2-4 razy w tygodniu. Akademicy sprawdzali, czy czynniki związane ze stylem życia, np. dieta i częstość ćwiczeń, wpływają w okresie 5-letnim na tłuszcz śródbrzuszny Afroamerykanów i Amerykanów pochodzenia latynoskiego, czyli populacji, w przypadku których ryzyko wystąpienia nadciśnienia, cukrzycy i akumulacji tłuszczu wisceralnego jest szczególnie wysokie. Na początku studium, które objęło 1114 osób, ochotników badano, wypełniali oni także szczegółowy kwestionariusz dot. stylu życia. Danych na temat ilości tłuszczu podskórnego i wisceralnego dostarczała tomografia komputerowa. Po 5 latach wszystkie badania powtórzono. Okazało się, że zwiększenie ilości rozpuszczalnych włókien wiązało się ze zmniejszeniem ilości tłuszczu śródbrzusznego, lecz nie podskórnego. W niedalekiej przyszłości Hairston zamierza sprawdzić, czy rozpuszczalne włókna w postaci suplementów działają tak samo jak włókna pokarmów.
-
Telewizor w dzieciństwie, choroba serca w dorosłości
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Medycyna
Jako pierwsi na świecie naukowcy z Uniwersytetu w Sydney odkryli, że dzieci, które spędzają większość czasu na oglądaniu telewizji, mają zwężone tętniczki w siatkówce, co zwiększa ryzyko chorób serca, nadciśnienia i cukrzycy w późniejszym życiu. Każda dodatkowa godzina przed ekranem telewizora dziennie wiąże się ze skokiem ryzyka analogicznym do występującego przy wzroście skurczowego ciśnienia tętniczego krwi o 10 mm słupa rtęci. Australijskie studium objęło 1,5 tys. 6-7-latków z 34 szkół podstawowych w Sydney. Okazało się, że u dzieci, które regularnie bawiły się i ćwiczyły na dworze, tętniczki siatkówki miały większą średnicę niż u maluchów z najniższym poziomem aktywności. Zauważyliśmy, że dzieci z najwyższym poziomem aktywności fizycznej miały korzystniejszy profil mikronaczyniowy od osób z najniższym poziomem aktywności. Sugeruje to, że czynniki związane z niezdrowym trybem życia mogą wpłynąć na mikrokrążenie już na wczesnych etapach życia i zwiększyć ryzyko chorób serca i nadciśnienia na etapach późniejszych [w dorosłości] – wyjaśnia dr Bamini Gopinath. Aktywność fizyczna wspomaga przepływ krwi i ma pozytywny wpływ na wyściółkę naczyń krwionośnych (śródbłonek). Średnica mikrowaskulatury siatkówki stanowi znany marker chorób sercowo-naczyniowych i nadciśnienia u dorosłych, ale zespół z Uniwersytetu w Sydney jako pierwszy zademonstrował, że u dzieci siedzący tryb życia także wiąże się ze zwężeniem tętniczek w siatkówce. Średnio maluchy spędzały 1,9 godz. przed telewizorem dziennie, a na zorganizowaną aktywność fizyczną przypadało 36 minut. Dzieci najbardziej aktywne fizycznie (ruszające się przez godzinę lub więcej) miały większą średnicę naczyń siatkówki od rówieśników poświęcających na ruch mniej niż pół godziny dziennie. Zbyt duża ilość czasu spędzanego przed ekranem prowadzi do zmniejszonej aktywności fizycznej, niezdrowych nawyków żywieniowych i wzrostu wagi. Zastąpienie jednej godziny spędzanej przed telewizorem godziną na dworze czy sali gimnastycznej może być skutecznym sposobem hamowania wpływu siedzącego trybu życia na mikronaczynia siatkówki dzieci. -
Pekin chce monitorować lokalizację użytkowników komórek
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Technologia
W Pekinie zostanie uruchomiona platforma służąca do śledzenia lokalizacji telefonów komórkowych w czasie rzeczywistym. Ma to pomóc w usprawnieniu ruchu ulicznego w 17-milionowym mieście. W ubiegłym roku w Pekinie miał miejsce 100-kilometrowy korek drogowy, którego rozładowanie zajęło 9 dni. Władze chcą uniknąć w przyszłości tego typu sytuacji, stąd pomysł na monitorowanie obywateli dzięki noszonym przez nich telefonom komórkowym. Platforma powstanie we współpracy z China Mobile. "Przesyłając obywatelom dynamiczną informację, pozwolimy im na takie planowanie podróży, by nie tworzyły się korki" - mówi Li Guoguang z miejskiej komisji nauki i technologii. Oczywiście taka platforma może służyć nie tylko do usprawnienia ruchu na ulicach. Pozwoli ona na łatwe śledzenie obywateli i błyskawiczną lokalizację tworzących się zgromadzeń czy demonstracji. Chińskie władze mogą obawiać się, że wcześniej czy później obywatele Państwa Środka ponownie zażądają wolności i zajdzie tam proces, obserwowany obecnie w krajach arabskich. -
Myszy, zmodyfikowane genetycznie w taki sposób, by starzeć się 2-krotnie szybciej niż normalnie, pozostawały młodsze fizycznie i bardziej żywotne, gdy regularnie się gimnastykowały. Zespół doktora Marka Tarnopolsky'ego z McMaster University wykorzystał gryzonie z mutacją w genie odpowiedzialnym na naprawę centrów energetycznych komórki – mitochondriów. Gdy myszy miały 3 miesiące, co stanowi odpowiednik wieku 20 lat u ludzi, niektóre zwierzęta nakłaniano kilka razy w tygodniu do biegania przez 45 min w kołowrotku. Reszta nie była aktywna fizycznie. Po 5 miesiącach (gdyby były ludźmi, gryzonie miałyby ok. 60 lat) osobniki gimnastykujące się wyglądały jak niezmodyfikowani pobratymcy – były zdrowsze, bardziej aktywne i najwyraźniej biologicznie młodsze od niećwiczących zwierząt. Te ostatnie w dużej mierze wyłysiały, były nieruchawe, mniej towarzyskie i płodne. Skóra, jajniki, jądra, śledziona, nerki i wątroba był u myszy aktywnych w lepszym stanie. U nieruszających się zwierząt doszło do zmniejszenia objętości mózgu i powiększenia mięśnia sercowego, a u "kołowrotkowców" zachowały one swoje prawidłowe rozmiary. U myszy zmuszanych do ćwiczeń mięśnie nadal miały normalną budowę, podczas gdy u reszty uległy degeneracji. Doktorant Adeel Safdar podkreśla, że nie wiadomo, co dokładnie się stało, ale nie da się zaprzeczyć, że ćwiczenia są dobrym fizjologicznym stresorem, który zmusza organizm do wytwarzania energii. U biegających myszy doszło do odzyskania dużej części funkcji mitochondriów (warto przypomnieć, iż uznaje się, że akumulacja mutacji mitochondrialnego DNA – mtDNA – odpowiada za stopniowe pogarszanie się funkcji tkanek podczas starzenia czy np. w przebiegu choroby nowotworowej). Naukowcy sądzą, że wyniki odnoszą się również do ludzi, a to oznacza, że nawet niewielka dawka ćwiczeń – plus ograniczenie liczby spożywanych kalorii – powinna wydłużyć nam życie...
-
Badanie ruchu pojedynczych komórek i grup komórek wykazało, że migrujące tkanki zachowują się jak koloidalne szkło. Badanie naukowców ze Szkoły Inżynierii i Nauk Stosowanych Uniwersytetu Harvarda oraz Uniwersytetu Florydzkiego pomoże lepiej zrozumieć gojenie ran, rozwój płodu czy tworzenie przerzutów nowotworowych. W każdym z tych procesów komórki się przecież przemieszczają. Wiadomo, że dzięki przekształceniom wewnętrznego cytoszkieletu są w stanie rozszerzać się, kurczyć i dzielić. W pewnym momencie swojej podróży muszą się jednak zatrzymać. I tu powstaje pytanie; jak do tego dochodzi? Szkła to amorficzne materiały, które są na tyle lepkie, że zachowują swoją formę, czyli są ciałami stałymi, przez pewien czas (często przyjmuje się, że przez dobę), ale w długim okresie się rozpłyną. Naukowcy podają kulinarny przykład. Podczas ubijania śmietany na masło dochodzi do zeszklenia. Rosnące zagęszczenie cząsteczek w tłuszczowej emulsji sprawia, że tworzy się ciało stałe. Podobnie jak szkło, masło zatarci swoją formę, gdy temperatura wzrośnie (dojdzie do odszklenia). W miarę jak przechłodzone ciecze i koloidy (np. śmietana) stają się coraz gęstsze, cząsteczki zaczynają się charakterystycznie poruszać. Intensywnie badaliśmy to zjawisko. Wzięliśmy małe cząsteczki i coraz bardziej zwiększaliśmy ich zagęszczenie, aż przestawały się poruszać i stawały się szkłem – tłumaczy prof. David Weitz z Uniwersytetu Harvarda. Żywe komórki komplikują analizowany układ, mają bowiem rozmaite kształty, rozmiary i sztywność, poza tym dzielą się i reagują na środowisko, działając na nie różnymi siłami. Zdumiało nas, że w miarę wzrostu zagęszczenia komórki przejawiały wiele cech wykazywanych w takiej sytuacji przez bierne cząsteczki. Realna różnica jakościowa jest taka, że w przypadku małych cząsteczek mamy do czynienia wyłącznie z ruchem termicznym, a komórki napędzają się same. W ramach eksperymentu zespół Weitza umieszczał komórki nabłonka z psich nerek w poliakrylamidowym żelu zawierającym kolagen. Wzrost i przemieszczanie się komórek obserwowano pod mikroskopem. Mierzono indywidualne i kolektywne ruchy, a także zmiany w zagęszczeniu wywołane namnażaniem. Kiedy komórki tworzyły warstwę zlewną – znajdowały się na tyle blisko siebie, że się dotykały – zachowywały się jak ciecz. Po przekroczeniu pewnego progu upakowania komórki wzajemnie blokowały swoje ruchy. W wyniku tego niektóre przemieszczały się w grupach, a inne nie mogły się w ogóle ruszyć. Przypominało to przejście ze stanu ciekłego do szklistego w przypadku przechłodzonych cieczy czy koloidów. Wyobraźmy sobie ranę, w której ze środka warstwy zlewnej usunięto dużą grupę komórek. Komórki będą migrować, by wypełnić ubytek. Nasze wyniki pokazują, że niskie zagęszczenie komórek w centrum rany odpowiada wzrostowi temperatury w centrum szkła, co powoduje przejście do stanu ciekłego w gorętszym regionie. Można powiedzieć, że rana to stopione szkło – podsumowuje Thomas E. Angelini z Uniwersytetu Florydzkiego.
-
Kałamarnice słyszą, ale zupełnie inaczej niż my, ludzie. Nie polegają na zmianach ciśnienia wywołanych przez fale dźwiękowe, lecz wyczuwają generowany przez nie ruch wody (The Journal of Experimental Biology). Wykrywają dźwięk samymi sobą, poruszając się w przód i w tył z falą dźwiękową - tłumaczy dr T. Aran Mooney, biolog morski z Woods Hole Oceanographic Institution, porównując zwierzę do owocu zatopionego w zastygłej galaretce. Gdy potrząsasz galaretką, przesuwa się cały blok, a wraz z nim owoc. Amerykanie badali kalmara loligo długopłetwego (Loligo pealeii). Okazało się, że potrafi on wykryć dźwięki o niskiej częstotliwości do 500 herców. Zidentyfikuje więc pomruk fal czy wiatr, ale już nie komunikaty zębowców, np. delfinów, których łupem pada. Teraz zespół próbuje lepiej zrozumieć jego mechanizm słyszenia. Jest taki pomysł, że skoro istoty te mają prymitywny zmysł słuchu, możemy je przecież wykorzystać w roli modelu ułatwiającego zrozumienie podstaw słyszenia lub utraty słuchu. W tym sensie opisywane badania miałyby odniesienie do ludzi. Kałamarnice słyszą dzięki parzystym statocystom. Są to pęcherzyki zbudowane z komórek ze skierowanymi do wewnątrz wiciami. W środku znajduje się statolit (grudka węglanu wapnia), drażniący wypustki podczas ruchu. Wtedy generowany jest sygnał elektryczny, który powiadamia mózg, że zwierzę wykryło dźwięk. U ludzi kamyczki błędnikowe, nazywane inaczej otolitami, drażnią komórki rzęsate narządu Cortiego. Drgania są przetwarzane na sygnał elektryczny. Mając na uwadze te podobieństwa, Mooney i inni zastosowali podczas eksperymentów z kalmarami loligo test do badania słuchu u ludzkich niemowląt. Zwierzęta znieczulano chlorkiem magnezu, a później odtwarzano im przez głośniki różne dźwięki i mierzono reakcje. Płytko pod skórą Mooney wszczepiał kalmarom elektrody. Umieszczał je w pobliżu wyjścia nerwu słuchowego ze statocysty. Kolejną elektrodę mocował na grzbiecie, by mierzyć bazową aktywność elektryczną. Następnie zanurzał L. pealeii w płytkim zbiorniku. Przez głośniki emitowano dźwięki z szerokiego zakresu częstotliwości. Stosowano po ok. 1000 powtórzeń dla każdej częstotliwości. Wyliczenie na podstawie 1000 pomiarów średniej pozwoliło wyeliminować naturalny losowy szum elektryczny - wyrażany w miliwoltach - który po każdym zasłyszanym dźwięku rozchodzi się w ciele wzdłuż nerwu. Okazało się, że kalamar loligo długopłetwy słyszy podobnie jak wiele ryb, które nie mogą się pochwalić rozwiniętymi umiejętnościami w tym zakresie. Amerykanie sądzą, że kałamarnice stanowią pokarm tak wielu różnych zwierząt – od fok, przez walenie, po ptaki – bo nie wiedzą, że ktoś na nie poluje. Badanie tomografem komputerowym wykazało jednak, że dysponują bronią zupełnie innego rodzaju. Ich gęstość jest niemal taka sama jak wody (w wodzie skaner w ogóle ich "nie widział"), funkcjonują więc, jakby przez cały czas korzystały z czapki-niewidki. Posługujące się echolokacją drapieżniki ich nie wykrywają. Wbrew pozorom ustalenie, czy kalmar loligo długopłetwy słyszy, było naprawdę ważne. Chodzi bowiem o wzrastające zaśmiecenie podwodnych ekosystemów hałasem. W oceanie jest coraz więcej dźwięków. Komercyjne łodzie, wydobycie ropy i gazu... Wszystko to generuje dużo hałasu. Dopóki nie wiadomo, czy dane zwierzę słyszy, nie da się stwierdzić, czy zjawiska te będą na nie wpływać. W przyszłości Mooney zamierza ustalić, jak ważny jest słuch dla kałamarnic. Czy posługują się tym zmysłem w celach komunikacyjnych lub w czasie migracji. Biolog chce ustawić głośniki w różnych miejscach, by mierząc reakcje nerwów, stwierdzić, czy wyczuwają, gdzie znajduje się źródło dźwięków. Ludzie, ryby i wiele innych zwierząt wykorzystuje komórki rzęsate do wykrywania dźwięku i ruchu. Są podobne do tych u klamarów, ale występują też pewne różnice. To prawdopodobnie podstawowa struktura, która wyewoluowała miliony lat temu, lecz później kręgowce i bezkręgowce obrały inne ścieżki rozwoju. Dowiadując się więcej o słyszeniu kałamarnic i ich komórkach rzęsatych, możemy dociec, co jest ważne w ludzkim słyszeniu i komórkach czuciowych. Na razie to jednak spekulacje. Trzeba więc poczekać na wyniki dalszych studiów...
-
Po 4 latach intensywnych obliczeń, do których wykorzystano superkomputer MareNostrum z Barcelona Supercomputing Center, zespół Modesta Orozco z Instytutu na rzecz Badań Biomedycznych (IRB Barcelona) zaprezentował największą na świecie bazę ruchów białek MoDEL. Uwzględniono w niej ponad 1700 protein. Część z nich można zobaczyć za pośrednictwem Internetu. MoDEL ma usprawnić badanie biologii białek oraz przyspieszyć projektowanie nowych leków. Obecnie projektujemy leki, jakby białka, przeciwko którym mają działać, były statyczne. Ponieważ to nieprawda, wyjaśnienie przyczyn niepowodzenia nowych terapii zajmuje dużo czasu. Z MoDEL problem ten zostaje rozwiązany, gdyż zapewnia on użytkownikowi od 10.000 do 100.000 zdjęć na białko, co pozwala przekazywać ruch tych struktur i projektować trafniejsze rozwiązania – wyjaśnia Orozco. Szef grupy modelowania molekularnego i bioinformatyki na IRB zaznacza, że zaledwie kilka firm farmaceutycznych wykorzystuje strategię MoDEL do opracowania pierwszych leków na choroby onkologiczne i zapalne (niewykluczone, iż będą one dostępne jeszcze w tym roku). Naukowcy, którzy stworzyli MoDEL, posługiwali się międzynarodowym katalogiem statycznych białek Protein Data Bank (PDB). Może się wydawać, że 1700 plików wideo białek z 40-tysięcznej bazy PDB to niewielki odsetek, ale wiele struktur z PDB jest do siebie podobnych. Stąd też, postępując w zgodzie z ustalonymi na arenie międzynarodowej kryteriami podobieństwa, reprezentujemy ok. 40% białek o znanej budowie. Co więcej, jak wspomina Orozco, MoDEL zawiera ponad 30% ludzkich białek, którymi interesuje się przemysł farmaceutyczny. Zespół szacuje, że w ciągu 2-3 lat uda się dobić do 80%. Z przykładowym nagraniem ruchu białka można się zapoznać na witrynie IRB.
-
Naukowcy coraz bardziej zbliżają się do stworzenia egzoszkieletu, który byłby sterowany za pomocą myśli sparaliżowanych osób. Ostatnio amerykańscy specjaliści opracowali technologię nieinwazyjnego izolowania i mierzenia aktywności mózgu poruszających się ludzi. Akademicy ze Szkoły Kinezjologii University of Michigan współpracowali z kolegami z Swartz Center for Computational Neuroscience Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego. Opisywana technologia stanowi kluczowy element interfejsu mózg-komputer. Zrobotyzowany egzoszkielet nie powstanie, oczywiście, szybko, ale możliwość nagrywania fal mózgowych kogoś wykonującego określone ruchy stanowi ważny krok naprzód. Za pomocą techniki swojego autorstwa naukowcy są w stanie stwierdzić, które części mózgu są aktywowane np. podczas chodzenia, i kiedy. Wcześniej można było mierzyć jedynie aktywność elektryczną mózgu ludzi pozostających w bezruchu. Daniel Ferris porównuje zastosowany zabieg do umieszczenia mikrofonu w środku orkiestry, po to by zlokalizować umiejscowienie i linię melodyczną określonych instrumentów. Podobnie jak w orkiestrze, w mózgu jest wielu hałasujących "utudniaczy". Mózg generuje bowiem dużo elektrycznego szumu. Poza tym poruszając się, nawet sama elektroda generuje zakłócenia. Amerykanom udało się zidentyfikować aktywność, o którą im chodziło, umieszczając na idącym lub biegnącym na bieżni człowieku dziesiątki czujników. Zdobyte w ten sposób dane porównano z opracowanym na postawie rezonansu magnetycznego modelem głowy. W ten sposób naukowcy mogli wskazać źródła aktywności mózgowej i zignorować resztę, jeśli nie pochodziła z mózgu. Ferris wyjaśnia, że do przełomu by nie doszło, gdyby nie nowe narzędzia komputerowe oraz doskonalsze elektrody z lepszym stosunkiem sygnał/szum. Tego typu technologiami interesuje się zarówno wojsko, jak i lekarze czy rehabilitanci, którzy mogliby skonstruować terapie lepiej dostosowane do potrzeb konkretnych pacjentów.
-
Za każdym razem, gdy wykonujemy jakąś czynność ruchową, mózg rozstrzyga, którą ręką się posłużymy. Okazuje się jednak, że lewa ręka zdobywa przewagę, jeśli pewna część mózgu zostanie poddana przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (ang. transcranial magnetic stimulation, TMS). Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, Uniwersytetu w Pittsburgu, Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego i Katolickiego Uniwersytetu w Leuven zastosowali TMS w eksperymentach z udziałem 33 praworęcznych osób. Stwierdzili, że stymulacja tylnej kory ciemieniowej w lewej półkuli skutkuje zwiększeniem częstości wykorzystania lewej ręki. Jak wiadomo, lewa półkula kontroluje prawą połowę ciała, a prawa lewą. Stymulując korę ciemieniową, która odpowiada za przetwarzanie relacji przestrzennych i planowanie ruchów, akademicy zaburzyli działanie neuronów zarządzających funkcjami motorycznymi. Upośledzając prawą rękę w tym współzawodnictwie, daliśmy lewej większą szansę na zwycięstwo – tłumaczy dr Flavio Oliveira. Wyniki studium przeczą wcześniejszym założeniom dotyczącym sposobu podejmowania decyzji. Okazuje się, że w grę wchodzi współzawodnictwo, przynajmniej w przypadku zadań manualnych. Co więcej, naukowcy wykazali, że przezczaszkowa stymulacja magnetyczna doprowadza do zmiany mózgowych planów związanych z wykorzystaniem konkretnej kończyny. Zjawisko to będzie można uwzględnić w przyszłych badaniach nad metodami rehabilitacji pacjentów po przebytym udarze czy z urazami mózgu. Co najmniej 80% ludzi jest praworęcznych, ale w przypadku zadania wykonywanego jedną ręką, które nie wymaga doskonałych zdolności ruchowych, większość z nas okazuje się oburęczna. Międzynarodową ekipę zainspirowało zjawisko zwane zespołem obcej ręki. Chorzy z tym rzadkim schorzeniem neurologicznym wspominają o braku kontroli na ręką (wykonuje ona mimowolne ruchy). Z tego powodu Oliveira i inni postanowili sprawdzić, czy przed podjęciem decyzji mózg inicjuje kilka konkurencyjnych planów działania. Studium nie daje odpowiedzi na pytanie, czemu pojawia się takie współzawodnictwo, ale akademicy uważają, że dobrze jest dostosowywać wybór kończyny do zmieniających się warunków. Na razie dzięki TMS udało się wpłynąć na wybór ręki, ale niewykluczone, że kiedyś będzie się w ten sposób manipulować decyzjami innego rodzaju, np. wyborem owocu czy filmu do obejrzenia. Podczas eksperymentu na opuszkach palców ochotników umieszczono czujniki. Poproszono ich, by sięgali po różne przedmioty na wirtualnym pulpicie, podczas gdy system trójwymiarowego śledzenia ruchów analizował ruchy kończyn. Gdy stymulowano lewą tylną korę ciemieniową, a docelowy przedmiot znajdował się w punkcie, gdzie można było sięgnąć zarówno prawą, jak i lewą ręką, odnotowywano znaczący wzrost częstotliwości wykorzystania lewej ręki.
-
Psycholodzy ewolucyjni badający reakcje mężczyzn na kobiety noszące wysokie obcasy i idące w płaskim obuwiu odkryli, że panowie nie są w stanie stwierdzić, która z kobiecych sylwetek paraduje w szpilkach. Badanie dotyczące sygnałów wysyłanych przez kobiety przemieszczające się na obcasach i bez stanowi część szerszego studium dotyczącego właściwości pociągających dla obojga płci ruchów, np. chodzenia lub tańca. Tym razem zespół doktora Nicka Neave'a skupił się na kobietach w wieku od 18 do 35 lat. Kiedy mężczyźni przyglądali się ich sylwetkom, uchwyconym dzięki trójwymiarowej technologii rejestrowania ruchu, nie potrafili powiedzieć, które awatary noszą buty na wysokim obcasie. Brytyjczycy dociekają, czy zmiany w postawie ciała spowodowane przez szpilki, np. złudzenie dłuższych nóg, przechylenie tułowia i uwydatnienie pośladków, wiążą się z wysyłaniem sygnałów oddziałujących na mężczyzn. Neave podkreśla, że stworzenie związku i posiadanie dzieci to jedne z najważniejszych życiowo decyzji. Choć nie da się zaprzeczyć, że rola ruchów i sygnałów wskazujących na atrakcyjność jest bardzo ważna, nauka nie wie o nich za dużo. Do kolejnych etapów eksperymentu akademicy z Northumbria University poszukują heteroseksualnych mężczyzn w wieku 50 lat i starszych oraz homoseksualnych w wieku 18-40 lat. Będą oni sfilmowani za pomocą kamery 3D, a oprogramowanie przetworzy ich postaci na awatary. Psycholodzy zamierzają ustalić, czy obserwator potrafi odróżnić młodszych i starszych panów po sposobie tańczenia. W miarę starzenia ludzie stają się wolniejsi i mniej giętcy, ale my przyglądamy się mężczyznom, którzy nie mają problemów z poruszaniem i są dość zdrowi i aktywni. Oceniamy męskie ruchy w kategoriach informacyjności sygnałów. Podejrzewamy, że ruchy bez zafałszowań sygnalizują wiek, stan zdrowia, osobowość i status hormonalny.
-
Uczeni odkryli nowy typ tarcia, który zachodzi tylko pomiędzy nanocząsteczkami. "Balistyczne nanotarcie" odkryto w laboratorium, podczas ześlizgiwania cząstek złota po grafitowej powierzchni. Nowy rodzaj tarcia powodował, że złoto poruszało się całkowicie inaczej niż większe ślizgające się obiekty. Eksperymenty wykazały, że na ześlizgujące się po graficie złoto nie podlega znoszeniu ani ruchom Browna, które normalnie w nanoskali są istotnymi zjawiskami. Dlatego też szybkie ześlizgiwanie się cząstek złota nazwano "balistycznym". Ruch złota nie odbywał się jednak bez zakłóceń. Gdy cząstki trafiały na obszar fluktuacji termicznych, część energii zamieniała się w ruch obrotowy. Gdy natomiast już na początku powolnego ześlizgiwania się cząsteczkom celowo nadano rotację, to po napotkaniu obszaru fluktuacji termicznych, ruch rotacyjny zatrzymywał się, a ześlizgiwanie ulegało nagłemu przyspieszeniu. Naukowcy zwracają uwagę, że podobne zjawiska można obserwować tylko w przypadku niewielkich ilości materii, które poruszają się dość szybko. Prace nad siłami działającymi w nanoskali są niezwykle istotne dla przyszłego rozwoju techniki. Projektując nanomaszyny inżynierowie będą musieli brać pod uwagę właśnie takie zjawiska, jak opisane powyżej.
-
Ludzie, którzy piją umiarkowane ilości alkoholu, mają mniejsze szanse zachorowania na cukrzycę typu 2. niż abstynenci. Jest jednak pewien warunek: muszą spełniać co najmniej 3 z czterech kryteriów zdrowego trybu życia: przestrzegać zbilansowanej diety, nie palić, zapobiegać otyłości i/lub dbać o odpowiednią ilość ruchu. Przez 10 lat holenderskie centra medyczne i naukowe oraz tamtejszy Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego i Środowiska śledziły losy 35 tys. dorosłych, skupiając się właśnie na cukrzycy typu 2. Okazało się, że kobiety wypijające dziennie maksymalnie jeden kieliszek alkoholu i mężczyźni poprzestający na co najwyżej dwóch kieliszkach tegoż mieli, w porównaniu do abstynentów, o 40% mniejsze szanse zachorowania na cukrzycę typu 2. Holendrzy badali osoby w wieku od 20 do 70 lat. Wyniki wskazują, że umiarkowane spożycie alkoholu może stanowić część zdrowego trybu życia i w ten sposób zmniejszać ryzyko rozwoju cukrzycy typu 2. – podano w oświadczeniu grupy badawczej TNO.