Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Koniec młodości, początek starości
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Psychologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Urządzenia elektroniczne pracują coraz szybciej i szybciej.Jednak w pewnym momencie dotrzemy do momentu, w którym prawa fizyki nie pozwolą na dalsze ich przyspieszanie. Naukowcy z Uniwersytetu Technologicznego w Wiedniu, Uniwersytetu Technologicznego w Grazu i Instytutu Optyki Kwantowej im. Maxa Plancka w Garching określili najkrótszą skalę czasową, w której mogą pracować urządzenia optoelektroniczne.
Podzespoły elektroniczne pracują w określonych interwałach czasowych i z sygnałami o określonej długości. Procesy kwantowo-mechaniczne, które umożliwiają wygenerowanie sygnału, trwają przez pewien czas. I to właśnie ten czas ogranicza tempo generowania i transmisji sygnału. Jego właśnie udało się określić austriacko-niemieckiemu zespołowi.
Naukowcy, chcąc dotrzeć do granic tempa konwersji pól elektrycznych w sygnał elektryczny, wykorzystali impulsy laserowe, czyli najbardziej precyzyjne i najszybsze dostępne nam pola elektromagnetyczne. O wynikach swoich badań poinformowali na łamach Nature Communications.
Badaliśmy materiały, które początkowo w ogóle nie przewodzą prądu, mówi profesor Joachim Burgdörfer z Instytutu Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Technologicznego w Wiedniu. Materiały te oświetlaliśmy ultrakrótkimi impulsami lasera pracującego w ekstremalnym ultrafiolecie. Impulsy te przełączały wzbudzały elektrony, które wchodziły na wyższy poziom energetyczny i zaczynały się swobodnie przemieszczać. W ten sposób laser zamieniał na krótko nasz materiał w przewodnik. Gdy tylko w materiale pojawiały się takie swobodne elektrony, naukowcy z pomocą drugiego, nieco dłuższego impulsu laserowego, przesuwali je w konkretnym kierunku. W ten sposób dochodziło do przepływu prądu elektrycznego, który rejestrowano za pomocą elektrod po obu stronach materiału.
Cały proces odbywał się w skali atto- i femtosekund. Przez długi czas uważano, że zjawiska te powstają natychmiast. Jednak obecnie dysponujemy narzędziami, które pozwalają nam je precyzyjnie badać, wyjaśnia profesor Christoph Lemell z Wiednia. Naukowcy mogli więc odpowiedzieć na pytanie, jak szybko materiał reaguje na impuls lasera, jak długo trwa generowanie sygnału i jak długo sygnał ten trwa.
Eksperyment był jednak obarczony pewną dozą niepewności związaną ze zjawiskami kwantowymi. Żeby bowiem zwiększyć tempo, konieczne były ekstremalnie krótkie impulsy lasera, by maksymalnie często dochodziło do tworzenia się wolnych elektronów. Jednak wykorzystanie ultrakrótkich impulsów oznacza, że nie jesteśmy w stanie precyzyjnie zdefiniować ilości energii, jaka została przekazana elektronom. Możemy dokładnie powiedzieć, w którym momencie w czasie dochodziło do tworzenia się ładunków, ale nie mogliśmy jednocześnie określić, w jakim stanie energetycznym one były. Ciała stałe mają różne pasma przewodzenia i przy krótkich impulsach laserowych wiele z nich jest wypełnianych wolnymi ładunkami w tym samym czacie, dodaje Lemell.
Elektrony reagują różnie na pole elektryczne, a reakcja ta zależy od tego, jak wiele energii przenoszą. Jeśli nie znamy dokładnie tej wartości, nie możemy precyzyjnie ich kontrolować i dochodzi do zaburzeń przepływu prądu. Szczególnie przy bardzo intensywnej pracy lasera.
Okazuje się, że górna granica możliwości kontrolowania procesów optoelektronicznych wynosi około 1 petaherca, mówi Joachim Burgdörfer. To oczywiście nie oznacza, że będziemy kiedykolwiek w stanie wyprodukować układy komputerowe z zegarami pracującymi nieco poniżej petaherca. Realistyczne możliwości technologii są zwykle znacznie niższe niż granice fizyczne. Jednak mimo tego, że nie jesteśmy w stanie pokonać praw fizyki, badania nad limitami fizycznych możliwości pozwalają na ich analizowanie, lepsze zrozumienie i udoskonalanie technologii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Rada Naukowa Instytutu Biologii Ssaków PAN wystosowała list otwarty ws. kryzysu na granicy z Białorusią oraz budowy płotu granicznego. Przyrodnicy odnoszą się w liście zarówno do sytuacji uchodźców na granicy, jak i do pomysłu budowy płotu. Zauważają, że postawienie takiej bariery zagrozi wielu gatunkom zwierząt i może spowodować, że Puszcza Białowieska zostanie usunięta z listy światowego dziedzictwa UNESCO.
Chcemy zatem wyrazić poparcie dla apeli wystosowanych przez Rady Naukowe Instytutu Filozofii i Socjologii PAN oraz Instytutu Slawistyki PAN* o natychmiastowe objęcie migrantów opieką humanitarną oraz umożliwienie organizacjom pomocowym oraz służbom medycznym działań w tym zakresie. Powtarzamy za tymi apelami, że choć sytuacja jest wynikiem prowokacji bezwzględnego dyktatora, nie zmniejsza to cierpienia jej ofiar, czytamy w liście.
Rada, w skład której wchodzi 24 naukowców z Instytut Biologii PAN oraz Uniwersytetów Jagiellońskiego, Warszawskiego, Uniwersytetu w Białymstoku i UAM w Poznaniu, zwraca uwagę na przyrodnicze zbudowania płotu. Taka bariera uniemożliwi przemieszczanie się, migracje oraz przepływ genów w populacjach rzadkich i chronionych gatunków, stanie się śmiertelną pułapką dla zwierząt próbujących ją sforsować i zagrożeniem dla przetrwania izolowanych populacji, stwierdzają uczeni. Dodają, że jego zbudowanie może doprowadzić do usunięcia transgranicznego obszaru Puszczy Białowieskiej z listy światowego dziedzictwa UNESCO.
Kończąc swój apel naukowcy zauważają, że nawet najwyższe płoty nie rozwiążą kryzysu na granicy z Białorusią, natomiast staną się trwałą barierą dzielącą kraje, ludzi i dziką przyrodę.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Czternastego lutego podczas wyrywkowej kontroli przeprowadzanej za Blue Water Bridge, który łączy amerykańskie miasto Port Huron (Michigan) i Sarnię w Kanadzie (Ontario), w ciężarówce poczty kanadyjskiej znaleziono przesyłkę z ludzkim mózgiem.
Przesyłka była opisana jako "Zabytkowa pomoc naukowa" (Antique Teaching Specimen) i miała zostać przetransportowana z Toronto do Kenoshy w Wisconsin.
Po otwarciu paczki celnicy stwierdzili, że w środku znajduje się słój, a w nim ludzki mózg. Nie było żadnej [...] dokumentacji, która potwierdzałaby legalność wwozu do USA - napisano w komunikacie US Customs and Border Protection (CBP).
Michael Fox z CBP podkreśla, że ludzie muszą pamiętać, że amerykańskie Centra Kontroli i Prewencji Chorób (CDC) mają ścisłe zasady dot. pozwoleń na sprowadzanie takich materiałów (Import Permit Program). Obecnie trwają konsultacje CBP i CDC. Dotyczą one regulacji importowych (42 CFR 71.54, Import regulations for infectious biological agents, infectious substances, and vectors).
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Popularne przekonanie mówi, że jeden rok życia psa odpowiada 7 latom życia człowieka. Oznaczałoby to, że 14-letni pies to odpowiednik ludzkiego 100-latka. Naukowcy zaproponowali jednak znacznie lepszy przelicznik wieku psiego na ludzki. Przelicznik bazujący na najnowszych osiągnięciach nauki.
Obecnie nauka o starzeniu się bazuje na zachodzących z wiekiem chemicznych modyfikacjach DNA, czyli na zegarze epigenetycznym. Każde dodanie grupy metylowej do DNA oznacza odliczanie naszego wieku, czyli wpływu chorób, tryb życia i genetyka na kondycję naszego organizmu. Podobny mechanizm działa też u innych zwierząt.
Genetyk Try Ideker z University of California, San Diego (UCSD) wraz z zespołem, postanowił sprawdzić, jak zegary biologiczne zwierząt różnią się od zegara biologicznego człowieka. Uczeni rozpoczęli prace od psów. Wybrali właśnie te zwierzęta, gdyż żyją one w tym samym środowisku co ludzie, a wiele z nich jest otoczonych podobną opieką medyczną co ludzie.
Wszystkie psy, niezależnie od rasy, osiągają dojrzałość płciową około 10. miesiąca życia i umierają przed 20. rokiem życia. Ideker, chcąc zwiększyć swoje szanse na zidentyfikowanie psiego zegara biologicznego skupił się na jednej rasie – labradorach retrieverach.
Naukowcy przeanalizowali wzorce metylacji u 104 psów, których wiek wahał się od 4 tygodni do 16 lat. Badania ujawniły, że psy – a na pewno labradory – wykazują podobne do ludzi wzorce metylacji DNA związane z wiekiem. Podobieństwa mutacji w tych samych regionach DNA były najbardziej widoczne u młodych psów i młodych ludzi oraz starych psów i starych ludzi.
Najważniejszym spostrzeżeniem było odkrycie, że w pewnych grupach genów odpowiedzialnych za rozwój metylacja w miarę starzenia się zachodzi bardzo podobnie. To zaś sugeruje, że – przynajmniej pod niektórymi względami – proces starzenia się jest tym samym, co proces rozwoju oraz że przynajmniej te zmiany są ewolucyjnie podobne u ssaków.
Już wcześniej wiedzieliśmy, że psy wraz z wiekiem cierpią na te same choroby i podlegają takim samym zmianom poznawczym co ludzie. Tutaj mamy dowód na to, że również na poziomie molekularnym zachodzą podobne zmiany, mówi Matt Kaeberlein, biogerontolog z University of Washington, który nie był zaangażowany w najnowsze badania. Widać zatem, że dzielimy z psami również zegar biologiczny.
Na podstawie swoich badań naukowcy stwierdzili, że wzór na przeliczenie wieku psa na wiek człowieka wygląda następująco: wiek człowieka = 16 ln(wiek psa) + 31. Innymi słowy należy logarytm naturalny z wieku psa pomnożyć przez 16 i dodać 31.
Wynika z tego, że 7-tygodniowy szczeniak, gdyby był człowiekiem, miałby 9 miesięcy. W tym mniej więcej czasie u młodych obu gatunków zaczynają wyżynać się zęby. Formuła ta dobrze też pasuje do przeciętnej długości życia labradora i człowieka. W przypadku tej rasy wynosi ona bowiem 12 lat, a w przypadku ludzi jest to 70 lat.
Na początku życia zegar biologiczny psa bije znacznie szybciej niż człowieka. Dwuletni labrador wciąż zachowuje się jak szczeniak, ale gdyby był człowiekiem, wchodziłby w wiek średni.
Wspomniany wyżej Matt Kaeberlein rozpoczął niedawno Dog Aging Project, który jest otwarty dla wszystkich ras psów. Uczony chce dowiedzieć się, dlaczego niektóre psy chorują we wczesnym wieku i szybciej umierają, a inne cieszą się długim życiem bez chorób.
Wiek psa (w latach)Odpowiednik wieku człowieka (w latach) 1 31,0 2 42,1 3 48,6 4 53,2 5 56,8 6 59,7 7 62,1 8 64,3 9 66,2 10 67,8 11 69,4 12 70,8 13 72,0 14 73,2 15 74,3 16 75,4 17 76,3 18 77,2 19 78,1 20 78,9 21 79,7 22 80,5
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Kiedyś sądzono, że najstarszymi komórkami w organizmie człowieka są neurony i, być może, komórki serca. Teraz naukowcy z Salk Institute udowodnili, że u myszy komórki oraz białka mózgu, wątroby i trzustki są także bardzo stare. Niektóre równie stare co neurony. Metoda wykorzystana w Salk może zostać użyta do zdobycia bezcennych informacji na temat funkcji niedzielących się komórek oraz o tym, jak z wiekiem tracą one kontrolę nad jakością i integralnością protein oraz innych ważnych struktur komórkowych.
Byliśmy zaskoczeni faktem, że odnaleźliśmy struktury komórkowe równie stare co organizm. To sugeruje, że złożoność komórkowa jest większa niż sobie to wyobrażaliśmy, co niesie ze sobą intrygujące implikacje dotyczące naszej wiedzy o starzeniu się organów takich jak mózg, serce czy trzustka, mówi dyrektor ds. naukowych Salk Institute profesor Martin Hetzer.
Większość neuronów w mózgu nie ulega w życiu dorosłym podziałowi, zatem doświadczają starzenia się i związanego z tym spadku jakości. Dotychczas jednak naukowcy mieli problemy z określeniem czasu życia komórek znajdujących się poza mózgiem.
Biolodzy zadawali sobie pytanie, jak stare są komórki w organizmie. Istnieje powszechne przekonanie, że neurony są stare, ale inne komórki są stosunkowo młode, gdyż ulegają regeneracji, stwierdził Rafael Arrojo e Drigo, główny autor najnowszych badań.
Uczeni wykorzystali neurony jako punkt odniesienia dla określenia wieku innych komórek. Wykorzystali technikę oznaczania izotopami w połączeniu z hybrydową metodą obrazowania MIMS-EM do wizualizacji i oceny komórek oraz białek w móżgu, trzustce i wątrobie u młodych i starych myszy.
Na samym początku ocenie poddali wiek neuronów i, jak się spodziewali, stwierdzili, że są one w tym samym wieku co sam organizm. Później jednak ze zdumieniem zauważyli, że w nabłonku naczyń krwionośnych występują równie stare komórki. To zaś oznaczało, że poza neuronami istnieją komórki, które się nie dzielą i nie zostają zastąpione. Również w trzustce zauważono komórki w różnym wieku. Najbardziej zdziwiły naukowców wysepki Langerhansa, które są mieszaniną starych i młodych komórek. Niektóre z komórek beta były młode, ulegały podziałowi, inne zaś były równie stare co neurony. Z kolei komórki delta w ogóle się nie dzieliły i wszystkie były stare. Trzustka okazała się zdumiewającym przykładem mozaicyzmu wiekowego, czyli organem, w którym identyczne komórki są w bardzo różnym wieku.
Jako, że wiemy, iż wątroba potrafi się regenerować nawet w dorosłości, naukowcy zwrócili uwagę również na ten organ. Ku ich zdumieniu okazało się, że większość komórek wątroby jest w tym samym wieku, co sama mysz, podczas gdy komórki układu krwionośnego wątroby są znacznie młodsze. Mozaicyzm wiekowy wątroby może prowadzić do opracowania nowych metod regeneracji tego organu.
Dzięki nowej technice wizualizacji jesteśmy w stanie określić wiek komórek i ich złożoność molekularnych lepiej, niż wcześniej. To otwiera nowe drzwi w badaniu komórek, tkanek i organów oraz trapiących je chorób, stwierdził współautor badań profesor Mark Ellisman z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego.
Na następnym etapie badań naukowcy chcą zbadać różnice w długości życia kwasów nukleinowych i lipidów. Spróbują też zrozumieć, jak mozaicyzm wiekowy wpływa na zdrowie i na choroby takie jak cukrzyca typu 2.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.