Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Zaglądając do wnętrza szafiru
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Urazy mózgu to poważny problem medyczny - tak naprawdę nie potrafimy w żaden sposób mózgu naprawiać, musimy zdawać się na jego naturalne zdolności samoleczenia. Te są spore - w ciągu miesiąca od wypadku mózg intensywnie odbudowuje się, odtwarzając w miarę możliwości uszkodzone połączenia. Niestety, mimo to u wielu osób poszczególne obszary mózgu pozostają niesprawne. Jeśli inne części nie zdołają przejąć ich funkcji, odbija się to negatywnie na sprawności ofiar - są to zaburzenia równowagi, luki w pamięci, utrata niektórych naturalnych umiejętności (np. mówienia) i inne skutki. Dwójka naukowców postawiła sobie ambitny cel - znalezienie sposobu na wymuszenie budowy nowych połączeń pomiędzy odległymi częściami mózgu, które pozwoliłyby wielu chorym odzyskać sprawność intelektualną. Pedram Mohseni, profesor inżynierii elektrycznej i informatyki na Case Western Reserve University oraz Randolph J. Nudo, profesor fizjlogii molekularnej i integracyjnej w Kansas University Medical Center wspólnie stworzyli elektroniczne urządzenie, które zastępuje połączenia pomiędzy obszarami mózgu.
Wyszli oni z założenia że wymuszona i sztucznie podtrzymywana komunikacja spowoduje wykształcenie dalekosiężnych aksonów (neurytów, stanowiących połączenia pomiędzy neuronami) pozwalających odległym obszarom mózgu na przejęcie funkcji uszkodzonych miejsc. Ich wynalazek to sterowany mikroprocesorem obwód udający zwyczajne połączenie, autorzy nazywają go interfejsem mózg-maszyna-mózg. Nie było to proste, mikroprocesor (wielkości monety) na bieżąco analizuje impulsy nerwowe mózgu i wybiera te, które ma przekazywać dalej - tak zwane potencjały czynnościowe. Są one odfiltrowywane od szumu oraz pozostałej aktywności komórek mózgu i przekazywane do wybranego miejsca.
Aktualnie trwają eksperymenty laboratoryjne na szczurach, jeśli potwierdzi się ich bezpieczeństwo, rozpoczną się szerzej zakrojone testy. Do zastosowań medycznych jest jeszcze daleko - według ostrożnych szacunków testy na ludziach będzie można rozpocząć nie wcześniej, niż za 10 lat. Prace trwają od trzech lat, obecnie zostały dofinansowane kwotą prawie półtora miliona dolarów z programu medycznego amerykańskiego Departamentu Obrony - urazy mózgu to jedne z najczęstszych obrażeń u żołnierzy walczących np. w Afganistanie.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Niewielu ludzi wie, że pierwszy zaprojektowany komputer nie składał się z elementów elektronicznych, tylko mechanicznych. W czasach wiktoriańskich wymyślił go genialny Charles Babbage. Do lat osiemdziesiątych można było jeszcze w Polsce zobaczyć mechaniczne kasy sklepowe, które przy braku prądu działały na korbkę. Od tego czasu zarzucono całkowicie - poza zabawą - mechaniczne maszyny liczące. Być może jednak, że powrócą one do niektórych zastosowań, tam, gdzie elektronika się nie sprawdza.
Krzemowe układy scalone zapewniają niesamowitą szybkość obliczeń, ale mają jedną wadę: wrażliwość na temperaturę. Kryształy krzemu niszczeją już przy temperaturze około 250ºC, oparta na nich elektronika przestaje funkcjonować znacznie wcześniej. Do wzmacniania odporności krzemu można używać węglika krzemu, ale takie układy elektroniczne są powolne i wymagają wysokich napięć.
Dlatego zespół inżynierów Case Western Reserve University pod kierunkiem Te-Hao Lee i Mehrana Mehregany'ego powrócił do idei układów mechanicznych. Ale nie będą one się już składać z wielkich przekładni i kół zębatych. Wszystko zostanie wykonane w nanoskali.
Pierwszym sukcesem jest stworzenie mechanicznej wersji inwertera (bramki logicznej NOT), jednego z podstawowych elementów elektronicznych. Zamiast wykorzystywać półprzewodniki, konstrukcja wykorzystuje jednak miniaturowe dźwignie, poruszane dzięki sile przyciągania elektrostatycznego. Wykonany prototyp działał z prędkością 500 tysięcy przełączeń na sekundę i wykonywał poprawne obliczenia przy temperaturze nawet 550ºC.
Wyniki są obiecujące, choć pozostaje do rozwiązania wiele trudności. Elementy mechaniczne zużywają się bardzo szybko w porównaniu do półprzewodnikowych, bo już po dwudziestu miliardach cykli. Znikoma jest prędkość takiego układu obliczeniowego, nawet w porównaniu ze współczesnym procesorem w telefonie komórkowym. To akurat nie musi być dużą wadą, bo oczywiście tak skonstruowany komputer nie będzie wykorzystywany w naszych domach, znajdą się dla niego niecodzienne zastosowania, jak na przykład w elementach kontroli silników rakietowych.
Zespół uważa jednak, że możliwe jest zwiększenie wytrzymałości mechanicznych nanodźwigni o poziomu większego od współczesnych mikrokontrolerów oraz osiągnięcie prędkości przełączania liczonej w gigahercach. Aktualnie jednak trwają prace nad dodaniem bardziej złożonych elementów logicznych, jak rejestry oraz sumator.
Tym, którym trudno wyobrazić sobie takie elementy, polecamy krótki film pokazujący działanie mechanicznego sumatora, analogicznego to tego, jaki znajduje się w każdym mikroprocesorze. Z tą różnicą, że zamiast elektronów używa się kulek.
http://www.youtube.com/watch?v=GcDshWmhF4A -
przez KopalniaWiedzy.pl
Amerykańscy uczeni dowiedli, że serce można stymulować nie tylko impulsami elektrycznymi, ale również światłem. Odkrycie może doprowadzić do pojawienia się laserowych rozruszników serca, nowej klasy urządzeń medycznych oraz pozwoli na przeprowadzenie niedostępnych dotychczas badań.
Naukowcy z Case Western Reserve University oraz Vanderbilt University wykorzystali laser działający w podczerwieni, do regulowania rytmu serca kilkudniowego embrionu przepiórki. Mogli dzięki niemu przyspieszać i zwalniać puls, regulując w ten sposób siłę, z jaką krew uderza o mięsień. Metoda ta przyda się do sprawdzenia, w jaki sposób różny rytm serca może wpłynąć na pojawienie się w przyszłości chorób serca.
Już wcześniejsze badania wykazały, że mięsień sercowy jest wrażliwy na różne tempo przepływu krwi, co znajduje swoje odbicie odpowiedzi genetycznej i molekularnej. Wykorzystanie lasera otwiera przed badaczami możliwości, których nie dają tradycyjne rozruszniki. "Gdy przykładam do tkanki napięcie elektryczne, prąd rozchodzi się wszędzie i stymulowany jest znacznie większy region. Tutaj możemy skoncentrować promień i, teoretycznie, stymulować nawet pojedynczą komórkę" - mówi Michael Jenkins z Case Western. Użycie lasera ma i tę zaletę, że nie niszczy komórek. Wykorzystanie prądu często prowadzi co zniszczenia części z nich, co wprowadza do eksperymentów niepożądane zmienne.
Być może w przyszłości powstaną laserowe rozruszniki serca. Jednak zanim to się stanie, naukowcy muszą zbadać, co powoduje, że światło wpływa na działanie serca. Jedna z teorii mówi, że fotony są absorbowane przez molekuły wody, co prowadzi do lokalnego wzrostu temperatury. To z kolei wpływa na transport sodu przez błony komórkowe i wolniejsze lub szybsze skurcze. Teoria ta jest tym bardziej prawdopodobna, że niedawno uczeni z Vanderbilt University wykazali, iż za pomocą lasera można wywołać impulsy elektryczne w obwodowym układzie nerwowym.
Światło wykorzystuje się do stymulacji komórek od niedługiego czasu. Jednak obecnie wykorzystywane techniki zakładają wprowadzenie do komórek genów z bakterii wrażliwych na działanie światła.
Użycie lasera, a zatem stymulacja za pomocą molekuł wody a nie bakteryjnego DNA, jest znacznie prostszą techniką. Jednak, jak zauważa Loren Frank, profesor fizjologii z University of California z San Francisco, laser ma swoje ograniczenia. Może być użyty tylko tam, gdzie komórki odpowiadają na zmiany temperatury oraz gdzie dominuje jeden typ komórek. Laser, zdaniem Franka, nie sprawdzi się zatem przy stymulowaniu komórek mózgu.
Jednak świetnie powinien spisać się w stymulacji serca. Chociażby dlatego, że krzemowe i szklane elementy laserów są znacznie bardziej obojętne dla komórek niż elementy metalowe, wykorzystywane w tradycyjnych rozrusznikach. Ponadto pacjenci z laserowymi rozrusznikami mogliby bezpiecznie korzystać z rezonansu magnetycznego. Ponadto, jak zauważył profesor E. Duco Jensen, problem z pobudzaniem komórek mózgu można częściowo obejść, badając odpowiedzi nerwów znajdujących się poza mózgiem.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Takayuki Kaneko i zespół z Centrum Badań Wulkanologicznych Uniwersytetu Tokijskiego badają skały wyrzucone w latach 781-1707 przez Fudżi. W ten sposób udało im się odtworzyć prawdopodobną wewnętrzną strukturę wulkanu.
Japończycy ustalili, że w ciągu stuleci stopniowo wzrastała zawartość krzemionki w magmie. Wysokie stężenia tego pierwiastka wskazują na duże i bardziej gwałtowne erupcje. Poza tym odkryto duże ilości bogatego w trójtlenek glinu bazaltu, który w zetknięciu z krzemionką może wywołać wybuch.
Kaneko przeanalizował ciśnienia konieczne do utworzenia obu materiałów i wywnioskował, że są one przechowywane w dwóch oddzielnych komorach. Głębsza leży na głębokości 20 km i mieści magmę bazaltową, a druga – płytsza - znajduje się na głębokości 9 km. Tę ostatnią wypełnia dwutlenek krzemu.
Szef zespołu opowiada, że wg niego, trzęsienia ziemi o niskiej częstotliwości z lat 2000 i 2001, którym towarzyszył niski pomruk, świadczą o ruchach w głębszej komorze z płynnym bazaltem. Przepowiadać by to miało kolejną rychłą erupcję. Inni specjaliści nie zgadzają się jednak z tą prognozą. Tłumaczą, że najpierw musiałoby dojść do napływu nowego bazaltu do głębszej komory, by przepchnąć wylewną skałę magmową w kierunku krzemionki.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Grupa naukowców zaproponowała teorię, która opisuje nieznany dotychczas typ gwiazd. Uczeni nazwali je gwiazdami elektrosłabymi (electroweak star). Glenn Starkman z Case Western Reserve University, De-Chang Dai i Dejan Stojkovic ze State University of New York oraz Arthur Lue z należącego do MIT-u Lincoln Lab opisali swoją teorię w Physical Review Letters.
Gwiazdy elektrosłabe miałyby powstawać z niektórych gwiazd kończących właśnie swój żywot. Obiekty te w ostatniej fazie przed zapadnięciem się w czarną dziurę lub też zamiast tego procesu miałyby przechodzić w gwiazdę elektrosłabą.
Tak jak w przeciętnej gwieździe dochodzi przemiany lżejszych jąder (np. wodoru) w cięższe (np. hel), w gwieździe elektrosłabej ma dochodzić do konwersji cięższych kwarków w lżejsze leptony.
Jak zauważa Starkman, taka możliwość jest przewidziana przez Model Standardowy. Zmiana kwarków w leptony jest zjawiskiem tak rzadkim, że raczej nie wydarzyła się we wszechświecie w ciągu ostatnich 10 miliardów lat. Jedynymi miejscami, gdzie zaszła, mogą być, zdaniem Starkmana, gwiazdy elektrosłabe i laboratoria zaawansowanych nieznanych nam cywilizacji.
Zdaniem naukowców, niezwykle wysokie ciśnienie i temperatura, jakie panują we wnętrzu umierającej gwiazdy mogą prowadzić do zamiany kwarków w leptony. Mielibyśmy wówczas do czynienia z gwiazdą elektrosłabą. Energia tych oddziaływań może doprowadzić do zatrzymania procesu zapadania się gwiazdy. Przez jakiś czas umierająca gwiazda może istnieć właśnie jako gwiazda elektrosłaba, a następnie zapada się w czarną dziurę. W niektórych przypadkach gwiazda elektrosłaba może mieć na tyle dużo energii, że nigdy nie zapadnie się w czarną dziurę. Gwiazdy tego typu emitują przede wszystkim neutrino, dlatego też nie potrafimy ich wykryć. Jedynie niewielką część ich emisji stanowi światło. Dzięki niemu być może będziemy w stanie wykryć kiedyś gwiazdy elektrosłabe. Zanim jednak to się stanie, musimy lepiej je poznać tak, by wiedzieć, czego należy szukać.
Teoretycy obliczają, że gwiazdy elektrosłabe mogą istnieć nawet przez 10 milionów lat.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.