Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Nadchodzi "dźwiękowa chirurgia"?
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Medycyna
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W laboratorium profesora Mikhaila Shapiro z Caltechu (California Institute of Technology), powstała metoda włączania i wyłączania poszczególnych obwodów mózgu bez potrzeby przeprowadzania interwencji chirurgicznej. W przyszłości technika ta może przydać się podczas leczenia chorób neurologicznych takich jak epilepsja czy choroba Parkinsona, związanych z nieprawidłowym działaniem szlaków sygnałowych w mózgu.
Używając fal dźwiękowych i terapii genetycznych uzyskujemy, po raz pierwszy w historii, nieinwazyjną kontrolę nad konkretnymi obszarami mózgu i rodzajami komórek oraz uzyskujemy dostęp do informacji, kiedy neurony się włączają i wyłączają, mówi profesor Shapiro.
Pomysł, by uzyskać wpływ na to, kiedy neurony są aktywne, a kiedy nie, nie jest nowy. Na przykład w rozwijającej się dopiero optogenetyce używa się światła do kontrolowania poszczególnych obszarów mózgu za pomocą wszczepionych światłowodów. Nowością w metodzie opracowanej przez zespół Shapiro jest wykorzystanie fal dźwiękowych. Były już one używane przez naukowców z Caltechu do obrazowania i kontroli funkcjonowania komórek wewnątrz ciała.
Tym razem fale dźwiękowe są używane w połączeniu z małymi bąbelkami wprowadzanymi do krwi w celu czasowego otwarcia bariery krew–mózg. Gdy bąbelki są pobudzane przez fale dźwiękowe, zaczynają wibrować, a ich ruch na krótko otwiera barierę krew–mózg, wyjaśnia główny autor najnowszych badań doktor Jerzy Szablowski. Otwarcie bariery krew–mózg to pierwszy krok składającej się z 3 etapów techniki kontrolowania wybranych obszarów mózgu. Dzięki temu zespół może wykorzystać terapie genowe. Do krwi wprowadzany jest odpowiednio zmodyfikowany wirus, który przedostaje się przez barierę krew–mózg i dostarcza do wybranych komórek odpowiednie instrukcje. Instrukcje te kodują proteiny zwane chemoreceptorami, które w odpowiedni sposób reagują na leki przygotowane w laboratorium. Ostatnim etapem procesu jest podanie leków powodujących, że wybrane neurony się włączą lub wyłączą.
Naukowcy zaprezentowali działanie swojej techniki na myszy, u której na cel wzięli neurony w hipokampie odpowiedzialne za tworzenie wspomnień. Gdy myszy podano leki wyłączające te neurony, nie była ona w stanie przez jakiś czas tworzyć nowych wspomnień.
To odwracalna metoda, mówi Szablowski. Możesz podać leki wyłączające wybrane neurony, ale po jakimś czasie znowu się one włączą. Można też tak dobrać dawkę leku, by określić, na ile dany obszar mózgu ma zostać wyłączony, dodaje uczony.
Nowa metoda zyskała nazwę akustycznie celowanej chemogenetyki (ATAC – acoustically targeted chemogenetics).
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
NASA rozważa sprywatyzowanie satelity Galaxy Evolution Explorer (GALEX). Agencja zakończyła finansowanie tego projektu, jednak satelita wciąż działa i ma wiele do zrobienia. O obcięciu funduszy zdecydowano po przeanalizowaniu wyników misji i stwierdzeniu, że inne satelity dają większe korzyści. Postanowiono zatem, że lepiej dofinansować inne misje.
Jak mówi Jaya Bajpayee, odpowiedzialny za misje astrofizyczne, NASA nie ma prawa przyjmować finansowania z zewnątrz, zatem może dysponować tylko pieniędzmi przyznanymi jej przez Kongres. Sprawdzamy jednak możliwość przekazania satelity GALEX oraz związanego z nim wyposażenia naziemnego Caltechowi. Takie rozwiązanie dopuszcza ustawa Stevenson-Wydler Act - mówi Bajpayee. Ustawa ta zezwala na przekazywanie państwowych urządzeń badawczych instytucjom naukowym oraz organizacjom non-profit. Rzecznik NASA, Trent Perrotto zauważa, że Caltech nie musiałby płacić za satelitę i urządzenia.
NASA już wcześniej przekazywała wyposażenie różnym organizacjom. Nigdy jednak nie oddano działającego satelity, stąd konieczność dokładnego przeanalizowania zapisów prawnych. Ponadto Caltech prowadzi analizę, mającą dać odpowiedź na pytanie, czy uczelnia może sobie pozwolić na utrzymanie satelity. Ostateczna decyzja ma zapaść przed końcem marca.
GALEX został wystrzelony w 2003 roku za pomocą rakiety Pegazus z pokładu zmodyfikowanego samolotu pasażerskiego Lockheed L-1011 TriStar. Jego zadaniem jest badanie przestrzeni kosmicznej w paśmie ultrafioletu. Dzięki swojemu teleskopowi może on obserwować obiekty położone w odległości 10 miliardów lat świetlnych.
Na utrzymanie misji GALEX NASA wydała w ciągu ostatnich ośmiu lat 150,6 miliona dolarów.
W ciągu ostatnich miesięcy satelita obserwował Obłoki Magellana, płaszczyznę Drogi Mlecznej oraz gwiazdy, które obserwuje również Kepler, który poszukuje pozasłonecznych planet w konstelacjach Łabędzia i Liry.
Obecnie urządzenia badawcze GALEX zostały wyłączone, a satelita wkrótce zostanie ustawiony tak, by mógł naładować swoje baterie. W stanie uśpienia będzie oczekiwał na decyzje, co do jego przyszłości. NASA mówi, że urządzenie jest w doskonałym stanie. Nie działa tylko jeden z fotodetektorów, który zepsuł się w 2009 roku, gdy doszło do krótkiego spięcia.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Inżynierowie z California Institute of Technology (Caltech) skonstruowali inteligentną szalkę Petriego. Wbudowali w nią czujnik obrazu, taki sam jak w aparatach cyfrowych, kompletnie zmieniając sposób obrazowania i dokumentowania hodowli mikroorganizmów.
Artykuł na temat ePetri, jak Amerykanie nazwali swój wynalazek, ukazał się w piśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Do tej pory na dno szalki nakładano warstwę pożywki, a na nią krople roztworu z mikroorganizmami. Całość wstawiano do inkubatora, a potem, czasem wiele razy , naczynie wyjmowano, by obejrzeć pod mikroskopem postępy poczynione przez namnażające się bakterie czy grzyby. Przy wersji ePetri nie potrzeba mikroskopu, zmniejsza się nakład pracy człowieka, dodatkowo można poprawić jakość dokumentacji rozwoju hodowli.
Nasza szalka ePetri jest kompaktową, małą, bezsoczewkową platformą obrazowania mikroskopowego. Jesteśmy w stanie bezpośrednio śledzić kulturę wewnątrz inkubatora. Dzięki połączeniu kablowemu dane z szalki są automatycznie przekazywane do stojącego na zewnątrz laptopa - wyjaśnia Guoan Zheng, dodając, że oznacza to nie tylko mniej pracy dla człowieka, ale i mniejsze ryzyko skażenia hodowli.
Amerykanie zbudowali prototyp swojego urządzenia, wykorzystując smartfon Google'a, czujnik obrazu z telefonu komórkowego i... klocki LEGO. Hodowlę umieszcza się na czujniku. Wyświetlacz LED staje się skanującym źródłem światła. Naukowcy twierdzą, że ich technologia przydaje się zwłaszcza przy obrazowaniu zlewnych hodowli, które zajmują całe dno naczynia. Prof. Changhuei Yang wyjaśnia, że celem zespołu było uzyskanie systemu do szerokokątnego obrazowania mikroskopowego próbek zbitych komórek.
Akademicy z Caltechu podpowiadają, że platformę ePetri można także zastosować do detekcji toksycznych związków chemicznych czy narkotyków (zamiast zwykłego testu).
Biolog Michael Elowitz sprawdził skuteczność ePetri na embrionalnych komórkach macierzystych, które często zachowują się inaczej w poszczególnych rejonach szalki, bo przekształcają się w różne typy komórek. Zwykle pod mikroskopem naukowcy mogą obserwować w danym momencie tylko jeden ich rodzaj, tymczasem prototyp pozwolił na oglądanie całego dna naraz.
Amerykanie mogą obserwować żywe mikroorganizmy w szerokim zakresie skal: od poziomu subkomórkowego po makroskopowy. Obecnie trwają prace nad samowystarczalnym systemem z własnym inkubatorem.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Zespół profesor Sossiny Haile z California Institute of Technology opracował nowatorską technologię umożliwiającą wykorzystanie energii słonecznej do zmiany dwutlenku węgla i wody w paliwa.
Pomysł polega na wykorzystaniu tlenku ceru, powszechnie stosowanego np. w powłokach samoczyszczących się kuchenek. Cer jest na ziemi niemal tak rozpowszechniony jak miedź.
Uczeni zbudowali 60-centymetrowej wysokości prototypowy reaktor, który wyposażono w kwarcowe okno oraz wnękę, która absorbuje skoncentrowane promienie słoneczne. Wnętrze reaktora pokryte jest tlenkiem ceru. Reaktor korzysta z faktu, że tlenek ceru w bardzo wysokich temperaturach oddaje tlen ze swojej struktury krystalicznej, a w niższych - absorbuje go.
Szczególną właściwością tego materiału jest fakt, że nie oddaje on całego tlenu, dzięki czemu struktura materiału pozostaje nietknięta, gdy tlen go opuszcza. Gdy ochładzamy reaktor, materiał wchłania tlen w swoją strukturę - wyjaśnia Haile.
Ten wchłaniany tlen pochodzi albo z dwutlenku węgla (CO2) albo z pary wodnej (H2O), które są pompowane do reaktora. Gdy tlenek ceru wchłonie tlen, w reaktorze pozostają wodór (H2) lub tlenek węgla (CO). Wodór sam w sobie jest paliwem. Możemy też łączyć wodór z tlenkiem węgla, uzyskując gaz syntezowy będący podstawą do produkcji płynnych paliw węglowodorowych. Jeśli do mieszaniny gazów dodamy inne katalizatory, uzyskamy metan.
Proces można wielokrotnie powtarzać, ogrzewając i ochładzając wnętrze reaktora.
Prototypowy reaktor wymaga do pracy temperatury 1648 stopni Celsjusza. W Caltechu testowano go za pomocą pieców, jednak uczeni chcieli sprawdzić go w warunkach podobnych do rzeczywistych. Dlatego zabrali swój reaktor do Szwajcarii do Instytutu Paula Scherrer, gdzie znajduje się symulator Słońca. Reaktor poddano działaniu temperatury takiej, jaką na Ziemię mogłoby dostarczyć 1500 Słońc. Podczas eksperymentu uzyskaną najwyższą zanotowaną dysocjację CO2. Reaktor był o "rzędy wielkości" bardziej wydajny niż wszystko, co dotychczas uzyskano. Profesor Haile wyjaśnia, że dzieje się tak, gdyż urządzenie wykorzystuje całe spektrum światła słonecznego, a nie tylko konkretną częstotliwość. Ponadto, w przeciwieństwie do elektrolizy, ilość poddanego dysocjacji CO2 nie jest ograniczona jego rozpuszczalnością w wodzie, a wysokie temperatury pracy reaktora pozwalają na rezygnację z drogich metali w roli katalizatora.
Uczeni, gdy przekonali się już, że ich reaktor działa tak, jak oczekiwali, rozpoczynają prace nad jego udoskonaleniem, przede wszystkim nad formułą tlenku ceru. Jej udoskonalenie ma pozwolić na zmniejszenie temperatury reakcji oraz nad lepszym wykorzystaniem energii Słońca. Obecnie reaktor wykorzystuje mniej niż 1% trafiającej doń energii. Reszta jest tracona w postaci ciepła przenikającego przez ściany reaktora czy jej promieniowanie przez okno. Gdy projektowaliśmy reaktor nie zajmowaliśmy się kontrolą strat energii - mówi profesor Haile. Tymczasem z obliczeń współpracującego z Haile studenta Williama Chueha wynika, że możliwe jest wykorzystanie nawet ponad 15% energii dostarczanej przez Słońce.
W przyszłości reaktor Haile może zostać np. wykorzystany do zamiany dwutlenku węgla emitowanego przez elektrownie węglowe w płynne paliwo. Moglibyśmy zatem dwukrotnie wykorzystywać ten sam węgiel - stwierdza pani profesor.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Amerykańscy naukowcy odkryli strukturę mózgu, która odpowiada za awersję związaną z utratą pieniędzy. Jest nią ciało migdałowate (Proceedings of the National Academy of Sciences).
W studium uwzględniono przypadki dwóch pacjentów z ciałami migdałowatymi uszkodzonymi w wyniku bardzo rzadkiej choroby genetycznej. Poza nimi w eksperymencie wzięły udział zdrowe osoby. Wszyscy uczestniczyli w prostej grze pieniężnej.
Badacze z Kalifornijskiego Instytutu Technologii (Caltech) pytali ochotników, czy akceptują ryzyko o różnym nasileniu – za każdym razem precyzowano, jakiej wysokości będzie ewentualna wygrana lub przegrana. Badani mieli np. zadecydować, czy podejmą ryzyko, które wiązało się jednakowym prawdopodobieństwem wygrania 20 lub przegrania 5 dolarów (sytuacja akceptowalna dla większości ludzi) i czy również przy prawdopodobieństwie 50/50 pokuszą się o zdobycie 20 albo utratę 20 dolarów (ryzyko nieakceptowalne dla większości ludzi). W trzecim wariancie naukowcy sprawdzali, czy wolontariusze zaryzykują – przy jednakowych szansach na wygraną i przegraną – zdobycie 20 lub utratę 15 dolarów. Ryzyko to jest przez większość ludzi odrzucane, choć zysk netto gwarantuje, że wyjdzie się z tego na plusie – wyjaśnia prof. Ralph Adolphs.
Obaj badani z uszkodzeniem ciał migdałowatych angażowali się w bardzo ryzykowne działania o wiele częściej niż zdrowi badani w tym samym wieku i o tym samym wykształceniu. Nie okazywali w ogóle strachu przed utratą pieniędzy. Awersję związaną z utratą gotówki badano w ramach ekonomii behawioralnej już od jakiegoś czasu, ale to pierwszy opisany przypadek pacjentów, którzy byli jej całkiem pozbawieni. Myślimy, że w ten sposób wykazano, że ciało migdałowate jest kluczowe dla wyzwalania poczucia, iż należy uważać na zakłady i ryzyko związane z potencjalną stratą – podsumowuje Benedetto de Martino.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.