Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Mózg pracuje do taktu
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Na University of California San Diego powstał najmniejszy na świecie laser pracujący w temperaturze pokojowej. Zbudowano też laser, który nie posiada żadnej wartości progowej.
Głównymi zaletami obu urządzeń są ich minimalne zapotrzebowanie na energię oraz miniaturowe rozmiary.
Każdy laser wymaga współdziałania układu pompującego o takiej mocy, która pozwala na przekroczenie progu akcji laserowej, czyli takiego poziomu wzbudzenia, w której większość emisji lasera stanowi uporządkowany stymulowany promień światła, przeważający nad emisją spontaniczną i nieuporządkowaną. Im mniejszy jest laser, tym większa energia konieczna do osiągnięcia progu.
Aby poradzić sobie z tym problemem naukowcy zaprojektowali laser, który wykorzystuje kwantowy efekt elektrodynamiczny zachodzący we współosiowych nanownękach. Laserowa wnęka zawiera metalowy pręcik otoczony pierścieniem półprzewodnikowych kwantowych studni pokrytych metalem.
Taka architektura pozwoliła też na stworzenie najmniejszego lasera pracującego w temperaturze pokojowej. Jest on o cały rząd wielkości mniejszy od dotychczasowego rekordzisty. Średnica lasera wynosi mniej niż pół mikrona, czyli jest mniej więcej 1200 razy mniejsza niż kropka na końcu tego zdania.
Nanolasery mogą posłużyć do zbudowania komputerów optycznych, w których komunikacja, a być może i obliczenia, będą odbywały się za pomocą sygnałów świetlnych a nie elektrycznych.
Jakby tego było mało, uczeni nie wykluczają, że ich lasery można skalować, co oznacza, iż możliwe będzie wyprodukowanie jeszcze mniejszych urządzeń. To pozwoliłoby np. na badanie materiałów, których struktury są znacznie mniejsze od długości fali, przez co nie można ich badać za pomocą współczesnych laserów.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Układ immunologiczny to zaawansowany i potężny mechanizm, który niestety czasem zwraca się przeciwko właścicielowi. Nowe badania pokazują, że jest on jeszcze bardziej wyrafinowany, niż sądzono i posiada plan awaryjny. Zespół naukowców z dwóch placówek: San Diego School of Medicine na University of California, oraz Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, dokonał niezwykłego odkrycia, eksperymentując z układem odpornościowym myszy.
Główną osią układu immunologicznego jest cząsteczka nazwana czynnikiem jądrowym kappa B (NF-κB) - to ona bowiem uaktywnia działania skierowane przeciwko wrażym bakteriom czy wirusom. Ponieważ jednak zbyt silna i nieuzasadniona aktywizacja tego czynnika jest przyczyną wielu chorób (począwszy od alergii, przez cukrzycę po choroby serca i nowotwory), zespół pod kierunkiem Michaela Karina zajmował się badaniem jego funkcjonowania.
W eksperymencie całkowicie wyłączono ścieżkę aktywizacji czynnika kappa B. Spodziewano się, że myszy pozbawione głównej osi systemu odpornościowego będą bardzo podatne na infekcje. Okazało się, że gryzonie, które powinny być bezbronne wobec infekcji, nie tylko takie nie były, ale poradziły sobie z zakażeniem skóry szybciej od grupy kontrolnej z poprawnie działającym czynnikiem NF-κB.
Przyczyną był swoisty „plan B" układu odpornościowego: przy braku aktywnej cząsteczki NF-κB organizm gryzoni wytwarzał inną cząsteczkę: cytokinę interleukino-1 beta (IL-1β). Ta zaś zmuszała szpik kostny do masowej produkcji neutrofilów (granulocytów obojętnochłonnych) - białych ciałek krwi zdolnych do pożerania i likwidacji bakterii przy pomocy zaawansowanych mechanizmów. To oznacza, że układ odpornościowy posiada dwie alternatywne strategie walki z zagrożeniem.
Niestety, skuteczny „plan awaryjny" ma swoje ujemne strony: długo utrzymująca się nadpodaż neutrofilów spowodowała stan zapalny w wielu miejscach organizmu i w rezultacie przedwczesną śmierć myszy.
Ponieważ blokowanie ścieżki aktywizacji NF-κB stosuje się u ludzi w leczeniu niektórych chorób immunologicznych, uzyskane wyniki muszą zostać wzięte pod uwagę, bowiem dotychczas nie zdawano sobie sprawy z tego potencjalnego zagrożenia.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W wielu instytutach badawczych trwają prace nad wykorzystaniem bakterii do budowy komputera, a zatem stworzenia czegoś w rodzaju znanej ze Star Treka rasy Borgów - kolektywnych umysłów składających się z wielu organizmów.
Christopher A. Voigt wraz z kolegami z University of California w San Francisco, zaprezentował w jaki sposób można wykorzystać odpowiednio zmodyfikowane bakterie E.coli do stworzenia prostej maszyny liczącej.
Zespół Voigta najpierw zmodyfikował E.coli tak, by wydzielały dwa rodzaje składników, pierwszy działający jak "1" lub "on", a drugi jak "0" lub "off". Zmodyfikowano też procesy sygnałowe zachodzące w E.coli, zmieniając w ten sposób bakterię w bramkę logiczną.
I tak, na przykład, gdy genetyczny profil bakterii został skonfigurowany tak, by była ona bramką "AND", to po otrzymaniu sygnału "on" od obu sąsiadów, bakteria wyemituje składnik "on". Jeśli zaś była skonfigurowana jako "XOR", wyemituje sygnał "off".
W ten sposób bakterie mogą stać się podzespołami maszyny liczącej.
Myślimy o prądzie elektrycznym jak o czymś, za pomocą czego możemy wykonywać obliczenia. Ale tak naprawdę wszystko może działać jak komputer, koła zębate, rury z wodą czy biologiczne komórki. Tutaj mamy kolonię bakterii, które mogą otrzymywać sygnały chemiczne od sąsiadów i tworzyć bramki logiczne na tej samej zasadzie, jak tworzone są one w krzemie - stwierdził Voigt.
Bakteryjne bramki logiczne są wielokrotnie większe od tych, które powstają obecnie w fabrykach korzystających z 32-nanometrowego procesu produkcyjnego. Jednak zaletą bakterii jest ich możliwość samonaprawy, przeprogramowywania oraz potencjalnie łatwiejsze tworzenie struktur 3D.
Obecnie profesor Voigt pracuje nad stworzeniem bakteryjnego komputera zdolnego do przyjmowania komend w podobny sposób, jak przyjmują je tradycyjne komputery.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Wiadomo, że palenie tytoniu sprzyja nowotworom, nie tylko rakowi płuc. Okazuje się jednak, że nawet u osób, które już rzuciły palenie, wyleczenie guzów w obrębie głowy i szyi jest znacznie trudniejsze.
Allen M. Chen z University of California w Davis przeprowadził porównawcze badanie skuteczności radioterapii u osób, które paliły w przeszłości i osób, które nie paliły nigdy; osoby palące podczas terapii i po niej wykluczano z badania w ogóle. Do obu grup zaklasyfikowano po około siedemdziesiąt osób z płaskonabłonkowymi nowotworami jamy ustnej i krtani, które nie dawały przerzutów. Dobrano osoby w grupach tak, żeby miały one zbliżone proporcje płci, wieku, rasy, itp. Po trzech latach od naświetlania 82 procent osób nigdy nie palących było całkowicie wyleczonych, wobec jedynie 65 procent osób, które były w swoim życiu palaczami. Podobnie niekorzystnie dla palących wypada porównanie ilości nawrotów choroby: 14 do 26. Wynika z tego, że papierosowy epizod w życiu znacząco zmniejsza szanse wyleczenia niektórych postaci raka.
Nie jest znany mechanizm tej zależności. Uwzględniane przypadki guzów naukowcy wiążą z infekcją wirusem brodawczaka ludzkiego (HPV, Human Papilloma Virus), który sprzyja powstawaniu niektórych nowotworów. Stąd autorzy badania tutaj doszukują się mechanizmu. Podejrzewa się, że efekt terapii wzmacniany jest charakterystycznym antygenem na powierzchni nowotworowych komórek, który rozpoznawany jest i atakowany przez układ odpornościowy. Drugą teorią jest mniejsza liczba mutacji w nowotworach powodowanych przez HPV u osób niepalących.
Znaczenie badania jest większe, niż rada „nie pallić", bowiem zrozumienie, co powoduje lepszy lub gorszy efekt terapii może zaowocować opracowanie lepszych, skuteczniejszych metod leczenia. Dlatego badania będą kontynuowane.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Jednym z podstawowych ograniczeń aparatury badawczej - czy to mikroskopu, czy ultrasonografu - jest zawsze rozdzielczość. Wynika ona wręcz z praw fizyki, które decydują, że najmniejszy element jaki może być postrzegany ma rozmiar równy długości fali, której używamy do badań. Stąd bierze się znana każdemu niewyraźność obrazu USG: stosowane w nim fale ultradźwiękowe mają długość około jednego milimetra i taka też jest rozdzielczość badania.
Inżynierowie z University of California w Berkeley: Jie Zhu i Xiaobo Yin znaleźli sposób na „oszukanie" praw fizyki i zwiększenie rozdzielczości ponad możliwą. W jaki sposób? Dzięki metamateriałom, których niezwykłe właściwości nie raz opisywaliśmy. Pokazowa aparatura przygotowana przez nich pozwoliła osiągnąć rozdzielczość pięćdziesiąt razy większą niż wynikająca z długości użytej fali, a to wcale nie jest kres możliwości, bo można i więcej - byle oczywiście przygotować odpowiedni metamateriał.
Urządzenie sporządzone w uniwersyteckich laboratoriach Nano-scale Science & Engineering Center ma postać tysiąca sześciuset pustych w środku, miedzianych rurek upakowanych w sztabkę o długości 16 centymetrów na 6,3 cm na 6,3 cm. Wykorzystane jako dodatkowy odbiornik przy badaniu falą dźwiękową pozwala wyłapywać tłumione fale, które niosą dodatkową informację o badanym obiekcie. Połączenie ich z odbiorem normalnie rozchodzących się, odbijanych i odbieranych fal pozwala na zwiększenie precyzji, zależne tylko od rozmiaru wykorzystanych miedzianych rurek. W przykładowym zastosowaniu wykorzystano falę akustyczną o częstotliwości 2 kHz, co pozwalałoby normalnie na uzyskanie rozdzielczości około 20 centymetrów. Z zastosowaniem metamateriału uzyskana rozdzielczość wynosiła 4 milimetry, czyli 50 razy mniej.
W zastosowaniach praktycznych takie urządzenie umieszczałoby się na zakończeniu sondy ultradźwiękowej, uzyskując mniej ziarnisty, a bardziej szczegółowy obraz.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.